Das Makrosphärenmodell : Evaluation eines neuen Tiermodells zur Induktion fokaler zerebraler Ischämien an der Ratte
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Zusammenfassung
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Evaluation und Weiterentwicklung eines neuen Tiermodells zur Induktion fokaler zerebraler Ischämien (Makrosphärenmodell), einschließlich der Charakterisierung möglicher Vor- und Nachteile im Vergleich mit den etablierten Verfahren. Im ersten Experiment wurde die neuroprotektive Wirkung des NMDA-Antagonisten Dizocilpin (MK-801) an drei verschiedenen permanenten Ischämiemodellen gegen Placebo getestet. Bei Verwendung des Fadenmodells traten bei fast allen Tieren Hypothalamusinfarkte auf, was mit einem signifikanten Anstieg der Körperkerntemperatur verbunden war. Bei Anwendung des Makrosphärenmodells blieb diese Komplikation aus. Die Behandlung mit Dizocilpin führte im Makrosphärenmodell zu einer 60-prozentigen Reduktion der Infarktgröße, während in dem etablierten Fadenmodell kein signifikanter neuroprotektiver Effekt zu beobachten war. Um sicherzustellen, dass diese Maskierung des neuroprotektiven Effekts von Dizocilpin tatsächlich auf die Induktion von Hypothalamusinfarkten und nicht etwa auf das andersgeartete Operationsverfahren zurückzuführen ist, wurde das Makrosphärenmodell so modifiziert, dass es -ähnlich wie das Fadenmodell- zu Verschlüssen der A. hypothalamica führte. In dieser dritten Gruppe erlitten die Tiere Hypothalamusschädigungen und eine pathologische Hyperthermie. Dizocilpin führte hier zu keiner signifikanten Infarktreduktion. Aus diesen Befunden kann gefolgert werden, dass die Induktion von Hypothalamusinfarkten mit nachfolgender pathologischer Hyperthermie zur Maskierung potenziell neuroprotektiver Effekte führt. Diese Nebenwirkung des etablierten Fadenmodells kann durch den Einsatz der neuen Makrosphärentechnik effektiv verhindert werden. In einer weiteren Studie wurden Art und Häufigkeit typischer Komplikationen und Fehlerquellen unterschiedlicher Okklusionsverfahren untersucht. Verglichen wurden das Fadenmodell zum permanenten Verschluss der MCA, das Fadenmodell zum transienten (90-minütigen) Verschluss und das Makrosphärenmodell. Mit Hilfe der Magnetresonanzangiographie wurde die Zuverlässigkeit des angestrebten Gefäßbefundes (Verschluss oder Reperfusion der A. cerebri media) untersucht. Infarktausdehnung und die Häufigkeit von Blutungskomplikationen wurden magnetresonanztomographisch und histologisch ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Nachweis neurologischer Defizite bei Verwendung des Fadenmodells alleine keinen Beweis für eine erfolgreiche Okklusion der A. cerebri media darstellt, sondern durch zusätzliche Methoden, wie die MR-Angiographie, bestätigt werden sollte. Eine weitere typische Komplikation des Fadenmodels ist das Auftreten von Subarachnoidalblutungen, die durch Perforationen hirnversorgender Arterien hervorgerufen werden. Diese Komplikation trat ausschließlich bei Verwendung des Fadenmodells, nicht jedoch bei Einsatz des Makrosphärenmodells auf. Neben der Vermeidung zahlreicher Komplikationen des Fadenmodells erleichtert die Makrosphärentechnik Anwendungen unter technisch erschwerten Bedingungen, wie z.B. den Verschluss der A. cerebri media innerhalb des Magnetresonanztomographen. Diese sog. in-bore-Okklusion erlaubt die Untersuchung pathologischer Vorgänge in der hyperakuten Phase der fokalen zerebralen Ischämie. Dabei ist ein direkter (´pixel-by-pixel´-) Vergleich zwischen den Baseline-Messungen und den postischämischen Tomogrammen möglich, da die Tiere zwischen den initialen und den Folgeaufnahmen nicht neu im Gerät positioniert werden müssen. In-bore-Okklusionen sind prinzipiell mit der etablierten Fadentechnik möglich. Dieses Verfahren ist jedoch technisch kompliziert und mit hohen Fehlerraten behaftet. In der dritten Studie der vorliegenden Arbeit wurden die Einsatzmöglichkeiten des Makrosphärenmodells zur in-bore-Okklusion untersucht.> Durch geringfügige Modifikationen des Makrosphärenmodells war diese Technik für die MCAO innerhalb des Magnetresonanztomographen einsetzbar. Die Komplikationsrate lag mit 11% ähnlich hoch wie bei der Anwendung des Modells unter normalen Bedingungen. Anhand diffusionsgewichteter Messungen konnte gezeigt werden, dass die Ausbildung des zytotoxischen Hirnödems bereits innerhalb der ersten Minuten nach Verschluss der A. cerebri media nachweisbar ist. Bereits 20 Minuten nach Ischämiebeginn war auch ein signifikanter Anstieg der T2-Relaxationszeit als Ausdruck eines vasogenen Hirnödems nachweisbar. Dieser Befund kann als überraschend früher Verlust der Integrität der Blut-Hirnschranke interpretiert werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen: DVG Service, 2005, http://www.dvg.net/