Die Rolle der Zytokine in der Pathophysiologie der extrakorporalen Zirkulation

Abstract

Koronarchirurgische Bypassoperationen unter Zuhilfenahme der Herz-Lungen-Maschine stellen auch heutzutage trotz erweitertertechnischer Möglichkeiten noch immer einen schwerwiegenden Eingriff in die menschliche Physiologie dar. Veränderungen vonEntzündungsmediatoren (wie beispielsweise Zytokinen oder Leukozytenadhäsionsmolekülen) lassen sich praktisch bei jedem Patientenfeststellen, bei denen das Verfahren der extrakorporalen Zirkulation angewandt wurde.In der vorliegenden Studie wurde das Verhalten der Zytokine und Leukozytenadhäsionsmoleküle in der perioperativen Phase untersucht.Das Ausmaß ihrer Konzentrationsveränderungen ist mitentscheidend für das Auftreten von postoperativen Komplikationen. Eine Vielzahlvon Studien dokumentieren eine Reduktion der Immunantwort als Folge der extrakorporalen Zirkulation. Besonders den Zytokinen und denLeukozytenadhäsionsmolekülen wird eine tragende Rolle für die Auslösung dieser pathophysiologischen Vorgänge zugeschrieben. Vorallem die Lunge stellt im Zusammenhang mit Operationen unter Zuhilfenahme der Herz-Lungen-Maschine ein hoch vulnerables Organ dar.Somit ergab sich die Fragestellung, ob die untersuchten Zytokine als verantwortliche Faktoren für die aufgetretene pulmonale Insuffizienz inder komplikationsbehafteten Gruppe zu bewerten sind.In dieser Untersuchung wurde eine Auswahl dieser pro- und antiinflammatorischen Botenstoffe untersucht (IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, GM-CSF,TGF-beta1 sowie ICAM-1). Die Ermittlung der Zytokine und Leukozytenadhäsionsmoleküle erfolgte aus präoperativ (vor in Betriebnahmeder Herz-Lungen-Maschine) und postoperativ (4 Stunden nach Beendigung der Herz-Lungen-Maschine sowie den darauf folgenden vierpostoperativen Tagen) gesammelten Blutproben der operierten Patienten. Die quantitative Messung der Konzentrationen erfolgte mittelsELISA-Tests.Insgesamt wurden 40 Patienten, die sich einer elektiven koronarchirurgischen Bypassoperation unterzogen, untersucht. Davon wurdendiejenigen Patienten (28) zu einer Gruppe zusammengefasst, welche die Operation ohne manifeste Komplikationen überstanden. In diezweite Gruppe wurden die Patienten (12) aufgenommen, welche in der postoperativen Phase eine pulmonale Dysfunktion im Rahmeneines SIRS entwickelten. Aus dieser Gruppe verstarben als Folge des Eingriffes 6 Patienten (50%) unter dem klinischen Bild einesMultiorganversagens.Beim Vergleich der beiden Gruppen fielen in der komplikationsbehafteten Gruppe, mit Ausnahme von IL-2, signifikant höhereKonzentrationsspiegel der untersuchten Zytokine bzw. Leukozytenadhäsionsmoleküle auf. In Verbindung mit den erhaltenen Ergebnissenist es möglich, die untersuchten Zytokine bzw. deren Konzentrationsveränderungen durchaus als verantwortliche Größen für die Auslösungeiner manifesten pulmonalen Insuffizienz im Rahmen einer systemischen inflammatorischen Reaktion zu bezeichnen. Bedingt durch densignifikant längeren Zeitraum unter Einfluss der Herz-Lungen-Maschine (141,58 +/- 48,46 Minuten versus 105,71 +/- 21,04 Minuten) für diePatienten aus der komplikationsbehafteten Gruppe, lassen die Ergebnisse der vorliegenden Studie den Schluss zu, die extrakorporaleZirkulation als einen, wenn nicht den Hauptverursacher der entstandenen Komplikationen zu benennen. Ein tieferes Verständnis desVerhaltens und der Rolle von Adhäsionsmolekülen und Zytokinen im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses könnte eine effektiveIntervention im Falle eines inflammatorischen Prozesses zulassen.