Atemzyklische pO²-Oszillationen und intermittierende Hypoxien als Mechanismus neuronaler Schädigung bei akutem Lungenversagen

• Applicant: Professorin Dr. Kristin Engelhard
• Subject Area: Anaesthesiology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 116041114

Die Arbeiten konnten zeigen, dass die durch zyklisches Rekrutieren und Derekrutieren von Lungengewebe entstehenden paO2-Oszillationen in die Makrozirkulation und in die zerebrale Mikrozirkulation fortgeleitet werden. Das jeweils optimale Messverfahren zur Erfassung zerebraler paO2-Oszillationen, welche im arteriellen, kapillaren und venösen Gefäßsystem des Gehirns detektierbar sind wurde identifiziert. Darüber hinaus wurde eine ultraschnelle Koppelung zwischen der Sauerstoffspannung des Gehirngewebes (ptiO2) und dem zerebralen Blutfluss (CBF) gefunden, deren physiologische Bedeutung weiter charakterisiert werden muss. Im Rahmen des vorliegenden Fortsetzungsantrages soll untersucht werden, ob paO2-Oszillationen per se zur Schädigung des Gehirns beitragen können, welche häufig als Folge eines akuten Lungenversagens auftreten. Da eine neuronale Zellschädigung histopathologisch erst nach mehreren Stunden detektiert werden kann und im bisherigen Lungenschädigungsmodell durch Surfactant-Depletion paO2-Oszillationen nicht über einen langen Zeitraum reproduzierbar generiert werden konnten, wurde ein neues Modell erarbeitet, mithilfe dessen paO2-Oszillationen erstmalig künstlich generiert werden können. Hierfür wird eine venös-arterielle Extrakorporale Zirkulation (VA-ECMO) bei allen Tieren durchgeführt und paO2-Oszillationen werden mit Hilfe eines O2/N2- Switches artifiziell erzeugt. In diesem Modell können Amplitude und Frequenz von paO2-Oszillationen über einen beliebig langen Zeitraum reproduzierbar generiert werden. Im vorliegenden Projektvorhaben sollen artifizielle paO2-Oszillationen über 20 Stunden erzeugt werden. Im Anschluss sollen histopathologische und molekularbiologische Analysen durchgeführt werden, um erstmalig den Effekt von paO2-Oszillationen per se auf die zerebrale Integrität zu untersuchen.

• DFG Programme: Research Grants