Einfluss des Alters und der Alkoholintoxikation auf die Frakturheilung und das regenerative Potential nach Trauma-Hämorrhagie im murinen Tiermodell
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Polytrauma, das gleichzeitige Auftreten schwerer Verletzungen an verschiedenen Körperstellen, führt im Durchschnitt zu einem Verlust von 32 Lebensjahren und ist die Haupttodesursache für Menschen unter 50 Jahren. Überlebende leiden oft langfristig unter Behinderungen, wobei nur etwa die Hälfte nach zwei Jahren wieder arbeitsfähig ist. Frakturen und Trauma-Hämorrhagie (TH) treten häufig gemeinsam auf, wobei unkontrollierter Blutverlust die zweithäufigste Todesursache darstellt. Herausforderungen für PolytraumapatientInnen manifestieren sich in gestörter Frakturheilung aufgrund von Gewebsminderperfusion und einer beeinträchtigten inflammatorischen Frakturheilungsphase. Besonders relevant ist der Einfluss von Trauma-Hämorrhagie auf die Frakturheilung bei über 70-Jährigen, die oft durch Stürze lange Röhrenknochen brechen. Osteoporose erhöht das Pseudarthroserisiko, was mit erhöhter Morbidität und Mortalität verbunden ist. In der ersten Förderphase wurden die Auswirkungen von schwerem Blutverlust auf die Frakturheilung und die zugrundeliegenden Signalwege untersucht. Ergebnisse zeigten, dass die Frakturheilung nach TH und Fraktur beeinträchtigt war, manifestiert in biomechanischen, histologischen und Signalwegänderungen. In der zweiten Förderphase wurde der Einfluss von Alter und Alkoholintoxikation auf die Frakturheilung und das regenerative Potenzial untersucht. Mäuse wurden in verschiedene Alters- und Behandlungsgruppen aufgeteilt. Fortgeschrittenes Alter führte zu geringerer Knochenmineralisierung und reduzierter Osteoklastenanzahl im Frakturspalt. Ältere Mäuse zeigten erhöhte Anfälligkeit für Organschäden in Leber und Lunge nach Trauma. Alkohol hatte entzündungshemmende Effekte, besonders bei jungen Mäusen, wobei diverse molekulare Mechanismen beeinflusst wurden. Altersabhängige Veränderungen der Immunantwort und verstärkte Entzündungsreaktionen wurden beobachtet. Signalweganalysen zeigten, dass NF-kappaB und Wnt/β-Catenin in Leber und Lunge durch Alkohol beeinflusst wurden. Reduzierte Aktivität von zirkulierenden Neutrophilen nach Alkoholexposition könnte die Heilung beeinträchtigen. Die Ergebnisse bieten Einblicke in die komplexen Wechselwirkungen zwischen Trauma, Hämorrhagie, Alter und Alkohol auf die Frakturheilung, Organregeneration und die zugrundeliegenden Mechanismen auf zellulärer und molekularer Ebene.
Link zum Abschlussbericht
https://doi.org/10.26068/mhhrpm/20250108-000
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Severe Hemorrhagic Shock Leads to a Delayed Fracture Healing and Decreased Bone Callus Strength in a Mouse Model. Clinical Orthopaedics & Related Research, 475(11), 2783-2794.
Bundkirchen, Katrin; Macke, Christian; Reifenrath, Janin; Schäck, Luisa Marilena; Noack, Sandra; Relja, Borna; Naber, Philipp; Welke, Bastian; Fehr, Michael; Krettek, Christian & Neunaber, Claudia
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Hemorrhagic shock alters fracture callus composition and activates the IL6 and RANKL/OPG pathway in mice. Journal of Trauma and Acute Care Surgery, 85(2), 359-366.
Bundkirchen, Katrin; Macke, Christian; Angrisani, Nina; Schäck, Luisa M.; Noack, Sandra; Fehr, Michael; Krettek, Christian & Neunaber, Claudia
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The Impact of Acute or Chronic Alcohol Intake on the NF-κB Signaling Pathway in Alcohol-Related Liver Disease. International Journal of Molecular Sciences, 21(24), 9407.
Nowak, Aleksander J. & Relja, Borna
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Acute Intoxication With Alcohol Reduces Trauma-Induced Proinflammatory Response and Barrier Breakdown in the Lung via the Wnt/β-Catenin Signaling Pathway. Frontiers in Immunology, 13.
Noack, Laurens; Bundkirchen, Katrin; Xu, Baolin; Gylstorff, Severin; Zhou, Yuzhuo; Köhler, Kernt; Jantaree, Phatcharida; Neunaber, Claudia; Nowak, Aleksander J. & Relja, Borna
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Fracture Healing in Elderly Mice and the Effect of an Additional Severe Blood Loss: A Radiographic and Biomechanical Murine Study. Bioengineering, 10(1), 70.
Bundkirchen, Katrin; Ye, Weikang; Nowak, Aleksander J.; Lienenklaus, Stefan; Welke, Bastian; Relja, Borna & Neunaber, Claudia
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Impact of age on liver damage, inflammation, and molecular signaling pathways in response to femoral fracture and hemorrhage. Frontiers in Immunology, 14 2023, 8, 24)).
Meng, Fanshuai; Zhou, Yuzhuo; Wagner, Alessa; Bülow, Jasmin Maria; Köhler, Kernt; Neunaber, Claudia; Bundkirchen, Katrin & Relja, Borna
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Age-related exacerbation of lung damage after trauma is associated with increased expression of inflammasome components. Frontiers in Immunology, 14 (2024, 1, 11)).
Zhou, Yuzhuo; Meng, Fanshuai; Köhler, Kernt; Bülow, Jasmin Maria; Wagner, Alessa; Neunaber, Claudia; Bundkirchen, Katrin & Relja, Borna
