Einfluss von L-NAME und Pentoxifyllin auf die Blutclearance und Organverteilung von intravenös zugeführten Escherichia coli beim Kaninchen unter Normoxämie und Hypoxämie

Abstract

Am septikämischen Ganztiermodell wurde die bakterielle Clearance aus dem Blut sowie die Unterschiede der Organverteilungsmuster der bakteriellen Besiedelung unter Einfluss von L-NAME und Pentoxifyllin untersucht. Außerdem wurden der arterielle Druck, PaCO2 und pH-Wert sowie die Leukozytenzahlen untersucht. Den narkotisierten Kaninchen wurde vor Injektion von 1,3 x 108 CFU E. coli eine Dosis von 7,5 mg/kg KG oder 15 mg/kg KG L-NAME bzw. 20 mg/kg KG Pentoxifyllin intravenös injiziert.Bei der Gabe von Pentoxifyllin 20 mg/kg KG wurde auch die Clearance unter Hypoxämie mit einem PaO2 von 40 mm Hg untersucht. Die auf Agar-Platten aufgebrachten Blutproben und Verdünnungsreihen sowie Organhomogenisate wurden nach 24stündiger Bebrütung auf E. Coli-Kolonien untersucht und ausgezählt. Die bakterielle Clearance aus dem Blut zeigte sich unter L-NAME in der 40. und 50. Minute signifikant verzögert (p<0,05 bzw. 0,02), außerdem wurde ein signifikanter Blutdruckanstieg nach Gabe von L-NAME gemessen, der sich über die ersten 30 Minuten mit einer 30 ± 24 mm Hg höheren Amplitude im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte (p<0,001). Eine Beeinträchtigung der Eliminationskinetik der Bakterien aus den Organen wurde nicht beobachtet. Keine Unterschiede bezüglich der Clearance konnten festgestellt werden zwischen Kontrollgruppe und Pentoxifyllingruppe, zwischen der Kontrollgruppe und der Hypoxämiegruppe sowie der Hypoxämie-Pentoxifyllingruppe. Lediglich zwischen Kontrolle und Pentoxifyllingruppe zeigte sich ein im Versuchsverlauf um durchschnittlich 5 ± 4 mm Hg höherer arterieller Mitteldruck bei der PTX-Gruppe, dies war jedoch statistisch nicht verifizierbar. pH-Werte und Abfall der Leukozyten wichen in keinem Modell deutlich voneinander ab. Die in diesem Modell festgestellte verzögerte Clearance unter L-NAME kann mit der verminderten Perfusion durch Hemmung der cNOS erklärt werden. Außerdem ist bekannt, dass durch L-NAME die Makrophagen einen Großteil ihrer mikrobiziden Fähigkeit einbüßen. Die im Vergleich zu den in der Literatur eingesetzten niedrigen L-NAME-Dosen von 15 mg/kg KG haben hier keinen negativen Effekt auf die Organclearance gezeigt, sie haben jedoch eine offensichtliche arterielle Drucksteigerung zur Folge. In dieser Dosierung könnte L-NAME ein geeignetes Pharmakon zur Druckstabilisierung bei fulminanter Sepsis sein, ohne dass negative Effekte auf die Eliminationskinetik zu befürchten sind.Pentoxifyllin zeigte in diesen Versuchen keinen Effekt. In den letzten Jahren ist mit deutlich höheren Medikamentendosen gearbeitet und ein positiver Effekt auf Phagozytose und Blutdruck unter Normoxämie beschrieben worden. Es gibt allerdings keine Arbeit, die diese Fragestellungen unter Hypoxämie untersuchen. Um zu klären, inwieweit PTX in höherer Dosierung unter Hypoxämie einen negativen Effekt auf die Clearance hat, müssen noch weitere Untersuchungen mit höheren PTX-Dosierungen durchgeführt werden.

Bacterial clearance of blood and difference of bacterial colonisation influenced by L-NAME and pentoxifylline were examined in a reproducible animal model. Furthermore, mean arterial pressure, PaCO2 , pH and leucocyte count were also determined. The anaesthetized rabbits were injected intravenously with either 7,5 mg of L-NAME per kg body weight or 15 mg of L-NAME per kg body weight, others were injected with 20 mg of pentoxifylline per kg body weight before injection of 1,3 x 108 CFU E. coli. After applying 20 mg of pentoxifylline per kg body weight, clearance under hypoxemia with PaO2 of 40 mm Hg was examined. Blood samples, the dilution rows and organ tissue homogenisates were smeared on agar-plates. After 24h of culturing at 36°C, the colonies were counted.Bacterial clearance in blood was significantly delayed between 40th and 50th minutes (p<0,05 and 0,02). A relevant increase of mean arterial pressure was determined after application of L-NAME which showed a higher amplitude from 30 ± 24 mm Hg in the first 30 minutes compared to the control group (p<0,001). Elimination cinetics of bacteria in tissue was not impaired. There was no difference in clearance between the control group, the pentoxifylline group and the hypoxemia-pentoxifylline group. A minimal higher mean of arterial pressure of 5 ± 4 mm Hg was detected in the PTX-group. However, this was not statistically significant. There were no differences in pH and loss of leucozytes in any group. This model showed delayed clearance under the influence of L-NAME. It can be explained by hypoperfusion of tissue caused by inhibition of cNOS. It is well known that macrophages lose much of their microbiocide ability under L-NAME. Compared with higher injected doses of L-NAME, as described in literature, the lower amount of 15 mg L-NAME per kg body weight showed no negative effect on tissue clearance, but an increase of mean arterial blood pressure. This dosage of 15 mg L-NAME/kg body weight could turn out to be useful in order to restore MAP in fulminant sepsis without any negative side-effects on bacterial elimination cinetics. Pentoxifylline showed no effects in these investigations. In recent years, distinctliy higher doses medication have demonstrated a positive effect on phagocytosis and arterial blood pressure in normoxemia. Until now, no examinations have been done under hypoxemic conditions and PTX. Further studies are necessary to clarify to what extent a higher dosage of PTX under hypoxemia can have a negative effect on clearance.