INAUGURAL-DISSERTATION Doktors der Veterinärmedizin (Dr ... · Die Leberarterie, A. hepatica, wird auch als das nutritive Gefäß bezeichnet, weil sie als eine der Endäste der A

Aus der Klinik und Poliklinikfür Allgemein- und Transplantationschirurgie

des Universitätsklinikums Esseneingereicht durch das Physiologische Institut

der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Einfluss des hydrophilen Gallensalzes Tauroursodeoxycholatauf die Konservierungs-

und Reperfusionsschädigung der Leber:Studien in einem In-vivo-Transplantationsmodell beim Schwein

INAUGURAL-DISSERTATIONzur Erlangung des Grades eines

Doktors der Veterinärmedizin

(Dr. med. vet.)durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Tobias Ludger Pähleraus Essen

Hannover 2002

Wissenschaftliche Betreuung: Privatdozent Dr. M. Hertl

1. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. G. Breves

2. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. K.-H. Waldmann

Tag der mündlichen Prüfung: 27.05.2002

gefördert durch die Else Kröner-Fresenius-Stiftung

meinen Eltern

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungen und Termini technici

1. Einleitung ..................................................................................................... 11

2. Literaturübersicht ......................................................................................... 14

2.1 Entwicklung der Lebertransplantation ..................................................... 14

2.2 Anatomie und Histologie der Leber ......................................................... 15

2.2.1 Makroskopische Anatomie der Schweineleber.................................. 15

2.2.2 Mikroskopische Anatomie der Schweineleber................................... 17

2.3 Gallensalze ............................................................................................. 19

2.3.1 Physiologie und Biochemie ............................................................... 19

2.3.2 Tauroursodeoxycholat (TUDC) ......................................................... 23

2.4 Konservierungs- und Reperfusionschädigung......................................... 26

2.4.1 Pathophysiologie............................................................................... 26

2.4.1.1 Bildung von toxischen Sauerstoffverbindungen .......................... 27

2.4.1.2 Freisetzung von lysosomalen Proteinasen und Mediatoren ........ 27

2.5 Konservierungslösungen......................................................................... 28

3. Material und Methoden ................................................................................ 31

3.1 Versuchstiere .......................................................................................... 31

3.2 Fütterung und Haltung............................................................................. 31

3.3 Versuchsgruppen .................................................................................... 32

3.4 Vorversuchsgruppe ................................................................................. 33

3.5 Lebertransplantation ............................................................................... 33

3.5.1 Präoperative Vorbereitung, Anästhesie............................................. 33

3.5.2 Spenderoperation, Organkonservierung ........................................... 35

3.5.3 Empfängeroperation.......................................................................... 39

3.6 Postoperative Versorgung....................................................................... 45

Inhaltsverzeichnis

3.7 Versuchsende ......................................................................................... 46

3.8 Biochemie und Hämatologie ................................................................... 46

3.8.1 Biochemische Verfahren ................................................................... 47

3.8.2 Gerinnungsparameter ....................................................................... 50

3.8.3 Bestimmung des Blutbilds ................................................................. 51

3.8 Bestimmung der Gallensalze .................................................................. 51

3.9 Herstellung der TUDC-Infusion ............................................................... 52

3.10 Statistische Auswertung........................................................................ 52

4. Ergebnisse ................................................................................................... 54

4.1 Versuchsgruppen .................................................................................... 54

4.2 Chirurgisches Modell............................................................................... 55

4.3 Postoperatives Überleben....................................................................... 57

4.4 Sektionsbefunde ..................................................................................... 58

4.5 Leberenzyme .......................................................................................... 59

4.5.1 Aspartataminotransferase ................................................................. 59

4.5.2 Alaninaminotransferase..................................................................... 61

4.5.3 Alkalische Phosphatase .................................................................... 62

4.5.4 γ-Glutamyltransferase ....................................................................... 64

4.5.5 Glutamatdehydrogenase ................................................................... 65

4.6 Parameter der Lebersyntheleistung ........................................................ 67

4.6.1 Gesamteiweiß ................................................................................... 67

4.6.2 Gerinnungsfaktoren und Kontrollparameter ...................................... 68

4.6.2.1 Fibrinogen ................................................................................... 68

4.6.2.2 Thromboplastinzeit ...................................................................... 69

4.6.2.3 Thrombinzeit ............................................................................... 71

4.6.2.4 Antithrombin-III ............................................................................ 73

4.6.3 Bilirubin ............................................................................................. 74

4.7 Kreatinin .................................................................................................. 76

4.8 Veränderungen im Blutbild ...................................................................... 77

Inhaltsverzeichnis

4.8.1 Hämoglobin ....................................................................................... 77

4.8.2 Leukozyten........................................................................................ 78

4.8.3 Thrombozyten ................................................................................... 80

4.9 Natrium, Kalium und Glukose.................................................................. 81

4.10 Gallensalzsekretionsrate ....................................................................... 82

4.12 Gallengangsdarstellung......................................................................... 83

5. Diskussion.................................................................................................... 85

6. Zusammenfassung....................................................................................... 96

7. Summary...................................................................................................... 98

8. Literaturverzeichnis .................................................................................... 100


Abkürzungen und Termini techniciA.......................................... ArteriaAa........................................ ArteriaeAbb...................................... AbbildungALAT ................................... AlaninaminotransferaseANOVA ............................... analyse of varianceAP ....................................... Alkalische PhosphataseASAT................................... AspartataminotransferaseAT-III ................................... Antithrombin-IIIATP ..................................... AdenintriphosphatAz........................................ Aktenzeichenbzw...................................... beziehungsweiseCa2+..................................... Calcium-KationCIT ...................................... cold ischemic time (kalte Ischämiezeit)cm ....................................... ZentimeterDEA..................................... Diethanolamindl ......................................... DeziliterEC ....................................... Euro-CollinsFa........................................ FirmaG ......................................... Gigag .......................................... Grammg .......................................... Vielfaches der ErdbeschleunigungGGT .................................... γ-GlutamyltransferaseGLDH .................................. Glutamatdehydrogenaseh .......................................... StundeH+ ........................................ Wasserstoff-KationHCO3

- .................................. HydrogencarbonatHg ....................................... QuecksilberHTK..................................... Histidin-Tryptophan-Ketogutarati.v. ....................................... intravenösIE......................................... internationale EinheitISE ...................................... Ionenselektive Elektrodekg ........................................ KilogrammKGW ................................... KörpergewichtkV........................................ Kilovoltl ........................................... LitermAs..................................... Milliamperesekundemg....................................... MilligrammMHC.................................... major histocompatibility complexmin ...................................... Minuteml ........................................ Millilitermm...................................... Millimetermmol ................................... millimolMPT .................................... mitochondrial membrane permeability transition


n .......................................... Anzahl der TiereNa+ ...................................... Natrium-KationNaCl .................................... NatriumchloridNaCl 1-6.............................. Nummerierung der Tiere der KontrollgruppeNAD .................................... Nicotinamidadenindinukleotidnm....................................... NanometerNr ........................................ NummerOP....................................... Operationp .......................................... parap(CO2) ................................. KohlendioxidpartialdruckPDS..................................... Polydioxan (Nahtmaterial)PDF..................................... Primäre DysfunktionpH ....................................... negativer dekadischer Logarithmus der H+-Konzen-

tration („puissance d'hydrogène“)pKa ...................................... negativer dekadischer Logarithmus der Gleichge-

wichtskonstante Ka = [H+] • [A-]/[HA]PNF..................................... Primäre NichtfunktionPNPP .................................. p-Nitrophenylphosphatp(O2).................................... SauerstoffpartialdruckProlene................................ Polypropylen (Nahtmaterial)Rep. .................................... ReperfusionRi.-La. ................................. Ringer-Lactats .......................................... SekundeTab...................................... TabelleTPZ ..................................... ThromboplastinzeitTSG..................................... TierschutzgesetzTUDC .................................. TauroursodeoxycholatTUDC 1-6............................ Nummerierung der Tiere der VersuchsgruppeUDC .................................... UrsodeoxycholatUW ...................................... University of WisconsinV.......................................... VenaVv........................................ VenaeWIT ..................................... warm ischemic time (warme Ischämiezeit)ZVK ..................................... Zentralvenöser Katheterα .......................................... alphaγ .......................................... gammaµg........................................ Mikrogrammµl ......................................... Mikroliterµm....................................... Mikrometerµmol .................................... Mikromol°C ........................................ Grad Celsius

Abkürzungen und Termini technici 10

1. Einleitung 11

1. Einleitung

Für viele Lebererkrankungen im Endstadium stellt heutzutage die Leber-

transplantation die Therapie der Wahl mit guten Erfolgsaussichten dar. Einjah-

resüberlebensraten von 80 % werden hierbei inzwischen erreicht (KASHYAP et

al. 2001). Die Zahl der durchgeführten Lebertransplantationen in Deutschland

nahm im letzten Jahr um 3 % zu und lag im Jahr 2000 bei 780 Transplantatio-

nen. Der Eingriff kann jedoch nach wie vor zu verschiedenen Komplikationen

führen. Abgesehen von langfristigen Problemen, wie ein Rezidiv der Grunder-

krankung und Nebenwirkungen der Immunsuppression, gibt es auch schwere

Komplikationen im frühen postoperativem Verlauf. Dazu gehören unter ande-

rem Leberversagen oder eine Abstoßungsreaktion.

Eine gefürchtete Frühkomplikation ist die primäre Dysfunktion (PDF) des Le-

bertransplantats. Im Gegensatz zur Nierentransplantation, bei der diese Phase

durch eine temporäre Dialysebehandlung überbrückt werden kann, ist nach der

Lebertransplantation eine sofortige Funktion des Transplantats für das Patien-

tenüberleben entscheidend. Kommt es nicht zu einer sofortigen Funk-

tionsaufnahme, so kann sich das komplette Bild eines Leberausfalls mit seinen

bekannten Komplikationen wie Kreislaufinsuffizienz, hepatorenalem Syndrom

und Koma entwickeln. Die Häufigkeit der PDF wird in der Literatur unter-

schiedlich angegeben. Sie liegt durchschnittlich zwischen 5 % und 20 %

(MAKOWA et al. 1987; SHEIL et al. 1992). Klinische Hinweise für ihr Vorliegen

sind ein hoher postoperativer Leberenzymanstieg (ASAT > 2500 IE), eine

reduzierte bis fehlende Galleproduktion, eine fehlende Synthese von Gerin-

nungsfaktoren und eine fehlende Entgiftungsfunktion der Leber (STRASBERG

et al. 1994).

1. Einleitung 12

Die genauen Ursachen der PDF sind unbekannt. Verschiedene Ursachen

werden mit der Entstehung der PDF in Verbindung gebracht. Auf die Patienten

bezogen sind dieses Konstitution des Spenders bzw. des Empfängers und der

jeweilige Verlauf der Operation. Auf das Transplantat bezogen sind es die Art

der Konservierungslösung und die Dauer der warmen und kalten Ischämiezeit

(MIMEAULT et al. 1989). Diese durch die blutleere Lagerung und bei Wieder-

herstellung der Blutversorgung auftretenden Schäden bezeichnet man als

Ischämie- und Reperfusionsschäden.

Dem Ischämie- und Reperfusionsschaden kommt eine entscheidende Bedeu-

tung zu, da durch eine lange Ischämiezeit eine primäre Dysfunktion ausgelöst

werden kann.

Die Begriffe Ischämie- und Reperfusionsschaden werden in der Literatur nicht

einheitlich benutzt. Der Grund liegt in der Schwierigkeit, den Reperfusionsscha-

den zu definieren. Eine exakte Beschreibung der Zunahme des Ischämiescha-

dens durch die Wiederdurchblutung ist kaum möglich (TOLEDO-PEREYRA

1987). Dadurch fällt auch eine genaue Abgrenzung schwer.

In früheren Studien wurde bereits der Einfluss des hydrophilen Gallensalzes

Tauroursodeoxycholat auf Lebertransplantate untersucht. Bei diesen Versuchen

konnte gezeigt werden, dass Tauroursodeoxycholat (TUDC) nach 8-stündiger

Lagerungszeit eine signifikant geringere Leberenzymfreisetzung bewirkt und

einen schützenden Effekt auf die Gallengangsepithelien hat (HERTL et al.

1995, 1999).

1. Einleitung 13

Der Einfluss von TUDC wurde aber noch nicht in Studien mit grenzwertig langer

Lagerungszeit untersucht. In der Humanmedizin werden Lagerungszeiten von

bis zu 12 Stunden (KLAR et al. 1998) angestrebt. Aus diesem Grund sollte in

der Studie die Präservationszeit deutlich länger als 12 Stunden sein, um den

Einfluss von TUDC auf den schweren Ischämie- und Reperfusionsschaden

beobachten zu können.

In der Studie sollten folgende Fragen beantwortet werden:

1.) Ist das hydrophile Gallensalz Tauroursodeoxycholat geeignet, die Ischämie

(Konservierungs)- und Reperfusionsschäden nach 17-stündiger Lage-

rungszeit zu mindern?

2.) Können Aussagen über Wirkungsweise und Lokalisation eines schützen-

den Effekts gemacht werden?

Aufgrund der Ähnlichkeiten in Anatomie und Physiologie bietet sich das

Schwein als Versuchtier für diese Studie an.

2. Literaturübersicht 14

2. Literaturübersicht

2.1 Entwicklung der LebertransplantationDie ersten Lebertransplantationen wurden von STARZL et al. (1963) in den

Vereinigten Staaten durchgeführt. Obwohl die Überlebensrate der Patienten nur

wenige Tage betrug, gelten diese Operationen als Geburtsstunde der Ära der

Lebertransplantation. Erstmals war es gelungen das komplexe Stoffwechselor-

gan Leber mit seiner Gefäßversorgung zu transplantieren.

In Europa wurden ab 1968 Lebertransplantationen in Großbritannien unter der

Leitung von R. Calne am Knightsbridge Hospital, London, durchgeführt (CALNE

u. WILLIAMS 1968; CALNE et al. 1968).

Hauptziel der Mediziner und Forscher war es in den folgenden Jahren, die

postoperative Mortalität zu senken und ein Langzeitüberleben zu ermöglichen,

was einen Überlebenszeitraum von mehr als sechs Monaten bedeutet. Dieses

Ziel wurde wiederum von der Forschergruppe um STARZL et al. (1968 a,b)

erreicht. Die eingesetzte immunsuppressive Therapie aus Azathioprin, Predni-

solon und Antilymphozytenglobulin, die der damaligen Zeit entsprach, ermög-

lichte das angestrebte Langzeitüberleben.

Die vollständige Übereinstimmung bei der Bestimmung der MHC-Antigene

(major histocompatibility complex) dem sogenannten „zero-matching“ zuerst bei

Niere, später auch bei Lebertransplantationen, führten zu einer verbesserten

Transplantatakzeptanz (STARZL et al. 1970; MICKEY et al. 1971). Der Einsatz

von Cyclosporin A brachte einen weiteren entscheidenden Fortschritt bei der

Kontrolle von Abstoßungsreaktionen (Calne et al. 1979).


Durch die Einführung der „University-of-Wisconsin“ Lösung als Lagerungs-

flüssigkeit 1988 konnte die Lagerungszeit der Spenderorgane entscheidend

verlängert werden (BELZER u. SOUTHARD 1988; BELZER 1989). Es waren

nicht mehr Lagerungszeiten von nur wenigen Stunden möglich, sondern in

Einzelfällen von bis zu 34 Stunden. Heute wird eine Lagerungszeit von unter 12

Stunden angestrebt, da mit einer längeren Präservationszeit auch eine verrin-

gerte Überlebensrate einhergeht (KLAR et al. 1998).

2.2 Anatomie und Histologie der Leber

2.2.1 Makroskopische Anatomie der SchweineleberDie Leber wird durch Incisurae interlobulares in einzelne Lappen unterteilt.

Beim Schwein stellt sich diese Gliederung folgendermaßen dar:

Links einer Verbindungslinie von der Impressio oesophagea zum Ligamentum

teres hepatis liegt der Lobus sinister. Dieser besteht beim Schwein aus einem

Lobus sinister lateralis und einem Lobus sinister medialis. Rechts einer Verbin-

dungslinie von der Verwachsungsstelle der V. cava caudalis im Sulcus venae

cavae zur Fossa vesicae felleae liegt der Lobus dexter. Auch er ist zweigeteilt in

einen Lobus dexter lateralis und Lobus dexter medialis. Das in der Mitte zwi-

schen diesen Verbindungslinien liegende Gewebe wird durch die Leberpforte

horizontal unterteilt. Das unter der Porta hepatis liegende Gewebe ist der Lobus

quadratus, das über ihr liegende der Lobus caudatus (SCHUMMER u.

VOLLMERHAUS 1987).


Abb. 1: Übersicht über die Anatomie der Schweineleber

(SCHUMMER u. VOLLMERHAUS 1987)

Vesica fellea(Gallenblase)

Lig. teres hepatis

Lobus sinister med .

Lobusdexter med.

Lobus quadratus

Lobusdexter lat.

Lobus caudatusV. cava caudalis

Oesophagus(Speiseröhre)

Lobus sinister lat.

A. hepatica

V. portae

Ductuscholedochus

Ductuscysticus

Ductus hepaticus


2.2.2 Mikroskopische Anatomie der SchweineleberDie Pfortader, V. portae, wird als das funktionelle Gefäß betrachtet, weil es in

seinen Pfortaderwurzeln das venöse, mit Nährstoffen angereicherte Blut aus

den unpaaren Bauchorganen (Magen, Darm, Milz, Bauchspeicheldrüse) sam-

melt und nach dem Eintritt in die Leberpforte an ihre Pfortaderäste verteilt. Die

Pfortader teilt sich nach dem Eintritt in die Leberpforte in einen Ramus dexter

und eine Ramus sinister. Während der Ramus dexter sich sehr bald in seine

Lappen- bzw. Segmentäste aufspaltet, verläuft der Ramus sinister zunächst in

Höhe der Leberpforte transversal nach links als Pars transversa. Auch von

diesem Venenstück werden Lappen und Segmentäste abgegeben. Der Ramus

sinister endet in einer ventral abbiegenden Pars umbilicalis. Dieses Venenstück

stellt in der fetalen Entwicklung den intrahepatischen Endabschnitt der V.

umbilicalis dar. Auch aus der Pars umbilicalis werden Lappen- bzw. Segmen-

täste entlassen. Die Lappen- bzw. Segmentäste unterschiedlicher Ordnung

verteilen das Blut bis zu den Vv. interlobulares zwischen den Leberläppchen.

Aus ihnen das sinusoidale Blutkapillarnetz der Leberläppchen selbst gespeist.

Die Leberarterie, A. hepatica, wird auch als das nutritive Gefäß bezeichnet, weil

sie als eine der Endäste der A. coeliaca arterielles Blut an das Organ abgibt.

Sie teilt sich beim Schwein in Rami dextri lateralis und medialis sowie in einen

Ramus sinister auf. Ihre Abzweige folgen weitgehend der Verästelungsweise

der Pfortader bis zu den Aa. interlobulares. Diese versorgen sowohl das interlo-

buläre Gewebe und ergießen sich auch in das intralobuläre Blutkapillarnetz.

Der Abfluss des Leberbluts erfolgt über die Lebervenen, Vv. hepaticae. Man

kennt grundsätzlich drei Lebervenen, nämlich die Vv. hepatica dextra, media

und sinistra, die sich in die kaudale Hohlvene ergießen (SCHUMMER u.

VOLLMERHAUS 1987).


Die Leber wird oberflächlich von einer kollagenfaserigen, teilweise elastischen

Kapsel (Tunica fibrosa, Glisson-Kapsel) überzogen, der außen eine Tunica

subserosa mit einer einschichtigen Tunica serosa aufliegt. Die von dieser

Kapsel in die Tiefe ziehenden Fasern bilden die beim Schwein besonders

ausgeprägten interlobulären Septen.

Die Gefäßversorgung aus Aa. und Vv. interlobulares liegen außen an den

Kanten der Leberläppchen und bilden zusammen mit einem interlobulären

Gallengang (Ductus interlobularis bilifer) die Lebertrias (Trias hepatica). Nach

weiterer Verzweigung und Eintritt in die Leberläppchen vereinigt sich die Gefäß-

versorgung in Sinuskapillaren, die radiär nach innen zu einer Zentralvene

laufen. Die Sinuskapillaren führen arteriovenöses Mischblut.

Lebersinusoide

Die Lebersinusoide zeigen im Vergleich zu anderen Sinuskapillaren einige

Besonderheiten. Die Sinusoide anastomosieren vielfach miteinander, sind bis

zu 0,5 mm lang und je nach Funktionszustand 5–15 µm weit mit unregel-

mäßigen Ausbuchtungen. Das durchströmende Blut wird durch die Erweiterung

der Strombahn wesentlich verlangsamt, ein Vorgang der den Stoffaustausch

gegenüber der Leberzelle entscheidend fördert. Mindestens eine Oberfläche

der Leberzelle wird von einer Sinusoide erreicht. Morphologisch werden die

Lebersinusoide durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Endothelzellen mit

Poren, interzelluläre Öffnungen, Fehlen einer Basalmembran, Von-Kupffer-

Zellen (LIEBICH 1993).


Hepatozyten

Die Hepatozyten sind aufgrund ihres Mitochondrienreichtums und des gut

ausgebildeten glatten Endoplasmatischen Retikulums azidophil. Sie bilden ein

Balkenwerk aus ein bis zwei Zellen breiten Balken, die Gallenkanälchen ein-

schließen, die sogenannten Leberzellplatten. Die einzelne Leberepithelzelle ist

polygonal und misst 20–30 µm. Die vielseitigen Aufgaben der Leber werden von

allen Leberzellen wahrgenommen, aber nicht von jeder Zelle gleichzeitig.

Zwischen zwei Hepatozyten liegen die Canaliculi biliferi, die die erste Stufe der

Galleableitung darstellen (LEONHARDT 1990).

2.3 Gallensalze

2.3.1 Physiologie und BiochemieDie physiologische Aufgabe der Gallensalze besteht darin, Triglyceride zu

emulgieren, mit Fettsäuren und Monoglyzeriden Mizellen zu bilden und die

Resorption verschiedener Sterole (Hormone, Cholesterol) zu ermöglichen

(COWEN u. CAMPBELL 1977; CHIJIIWA u. NAGAI 1989).

Gallensalze entstehen in den Hepatozyten durch enzymatische Umwandlung

von Cholesterin. Schlüsselenzym und damit limitierender Faktor ist die

7-α-Hydrolase (PAUMGARTNER 1986). Diese wird durch Gallensalze ge-

hemmt, die über den enterohepatischen Weg zur Leber zurückkehren. Hydro-

phobe Gallensalze (z.B. Deoxycholat), nicht jedoch hydrophile (z.B. Ursodeoxy-

cholat) sind in der Lage, dieses Enzym zu hemmen (VLAHCEVIC et al. 1990;

VLAHCEVIC et al. 1991).

Die Leber bildet zwei primäre Gallensalze: Cholat und Chenodeoxycholat.

Cholat ist die beim Menschen vorherrschende Gallensäure. Cholat und Cheno-

deoxycholat werden im Kolon zu sekundären Gallensalzen konvertiert: Deoxy-

cholat und Lithocholat. Ein Teil des Chenodeoxycholat wird zu tertiären Gallen-


salzen (Ursodeoxycholat) umgewandelt. Lithocholsäure ist beim Menschen die

Gallensäure mit der größten Hydrophobizität, sie ist praktisch wasserunlöslich.

Gallensalze sind hydrophiler, je mehr Hydroxygruppen sie besitzen. Unter

physiologischen Bedingungen sind 99 % der Gallensalze mit einer organischen

Gruppe konjugiert: entweder Taurin oder Glycin. Die Konjugation stärkt die

Säuregruppe der Gallensäure und verbessert dadurch ihre Wasserlöslichkeit

(PAUMGARTNER 1986).

Der pKa-Wert von unkonjugierten Gallensäuren ist rund 6, der von den Glycin-

und Taurinkonjugaten 4 bzw. 2 (STRANGE 1984).

Die beim Schwein am häufigsten vorkommenden Gallensäuren sind Hyochol-

säure, Hyodeoxycholsäure, Chenodeoxycholsäure, Lithocholsäure und ihre

Glycin- und Taurinkonjugate (OKANOUE et al. 1989).


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Transport im Hepatozyten

Gallensalze gelangen in die Hepatozyten über die sinusoidale Membran.

95 % der über die Gallenflüssigkeit ausgeschieden Gallensalze sind Teil der

enterohepatischen Zirkulation. Nur rund 5 % werden neu synthetisiert. Wichtig

für die Aufnahme durch die Hepatozyten ist die Konjugation. Ungeladene

Moleküle und Anionen werden leichter aufgenommen als kationisch geladene

Moleküle und Zwitterionen. Der Aufnahme folgt ein gesteuerter Transport durch

das Zytoplasma, teilweise gebunden an Proteine. Die Transporter an der

Membran zu den Caniculi biliferi haben eine schnellere Sättigung als die an der

sinusoidalen Membran. Somit ist die Ausscheidung über die kanalikuläre

Membran als geschwindigkeitsbestimmender Schritt im Gallensalztransport

anzusehen (SUCHY 1993).

An der kanalikulären Membran wird ein osmotischer Druck durch die Exkretion

von ionisierten Gallensäuren, ihren Gegenionen und anorganischen Ionen

aufgebaut. So entsteht ein Wasserfluss aus den Hepatozyten hinaus in das

Kanalikuluslumen. Weitere Mechanismen des Galleflusses sind spezifische

Carriermechanismen und die Exozytose von Vesikeln, die mit Galle gefüllt sind

(NATHANSON u. BOYER 1991; ARIAS et al. 1993).


2.3.2 Tauroursodeoxycholat (TUDC)TUDC ist ein natürliches, hydrophiles Gallensalz. Es ist das Taurinkonjugat von

Ursodeoxycholat (UDC) und entsteht in geringen Mengen aus Chenodeoxy-

cholat.

Gibt man UDC in therapeutischen Mengen (bis rund 1 g / Tag), werden rund

50 % während der ersten Passage von der Leber aufgenommen. Ein Teil des

gegebenen UDC wird zu iso-UDC umgewandelt (BEUERS et al. 1991). Werden

750 mg pro Tag gegeben, wird UDC das dominante Gallensalz in der Gallen-

flüssigkeit. 2 % bleiben unverändert, 87 % werden amid-, 11 % sulfatkonjugiert.

Unter UDC-Therapie steigt die Lithocholatkonzentration an, die von Cholat

nimmt ab, Deoxycholat und Chenodeoxycholat bleiben unverändert (FISCHER

et al. 1993).

TUDC ist ein Choleretikum. Es fördert die hydrogencarbonatreiche Cholerese

wahrscheinlich über die Stimulation des Na+/H+-Austauschs an der basolatera-

len Membran. Dies führt indirekt zur Anreicherung von HCO3 im Hepatozyten

und damit zu vermehrter Ausscheidung über die kanalikuläre Membran

(MOSELEY et al. 1987).

Als Ursache für die schützende Wirkung in isolierten Hepatozyten und Erythro-

zyten wird angenommen, dass TUDC die Biomembranen gegen die Einwirkung

hydrophober Gallensalze schützt.

Im Vergleich ist TUDC wirksamer als Ursodeoxycholat oder Gylkoursodeoxy-

cholat.

Die Reihenfolge der Zytotoxizität ist: TUDC < Taurocholat < Taurodeoxycholat

< Taurochenodeoxycholat.

Wichtig ist, dass sich die schützende Wirkung auch auf Erythrozyten erstreckt.

Das bedeutet, dass eine positive Wirkung allein durch Beeinflussung der hepa-

tozellulären Stoffwechsel- und Transportvorgänge der Gallensalze unwahr-

scheinlich ist (HEUMAN et al. 1991).

-


TUDC blockt den zytosolischen Ca2+-Anstieg in neutrophilen Granulozyten,

wenn diese stimuliert wurden. Dies könnte eine Erklärung für die hepatoprotek-

tive Wirkung des TUDC in Autoimmunerkrankungen sein (BEUERS et al. 1990).

Einmal von den Hepatozyten in die Galle abgegeben, wird TUDC, über Natri-

um- abhängige Transporter, aus dieser auch in Gallengangs- und Gallenblasen-

epithelien aufgenommen. Dort bewirkt TUDC eine gesteigerte Muzinsekretion

(CHIGNARD et al. 2001).

TUDC verlängert außerdem die Nukleationszeit von Cholesterin in der Gallen-

blasenflüssigkeit (JÜNGST et al. 1989)

TUDC diffundiert in kultivierte Gallengangsepithelien und führt zu leichter

intrazellulärer pH-Erhöhung. Die Zellen selbst sezernieren jedoch als Reaktion

darauf nicht vermehrt Hydrogencarbonat, dieses muss also durch andere

Mechanismen in die Gallenflüssigkeit sezerniert werden. Dieses Ergebnis

stimmt mit der Theorie überein, wo nach es zur Reabsorption von Gallensäuren

in undissoziierter Form über die Gallengangsepithelien kommt und zur Wieder-

ausscheidung der Gallensalze durch die Hepatozyten (STRAZZABOSCO et al.

1994)

In den letzten Jahren wurde der protektive Effekt von TUDC auf die Gallen-

gangsepithelien nach Lebertransplantation nachgewiesen. Als biliäre Komplika-

tion zeigte sich bei zirka 15 % der Transplantierten Strikturen der Gallenwege

(SANCHEZ-URDAZPAL et al. 1992). Ein Grund ist der schädigende Effekt von

hydrophoben Gallensalzen. Eine Infusion von TUDC vor der Organentnahme

verdrängt diese und führt zu einer verringerten Rate von Gallengangsstrikturen

(HERTL et al. 1995, 2000).

Für unsere Studie wählten wir das Taurinkonjugat der Ursodeoxycholsäure, da

die Taurinreserven der Hepatozyten begrenzt sind (MURACA et al. 1995).


HO

CH3

HOH

CH3CONHCH2CH2SO3H

H3C

Abb. 3: Strukturformel Tauroursodeoxycholat


2.4 Konservierungs- und Reperfusionschädigung

2.4.1 PathophysiologieWesentliche Erkenntnisse über den Konservierungs- und Reperfusionsschaden

basieren auf tierexperimentellen Untersuchungen. Danach kommt es während

der Konservierung und der damit verbundenen Ischämie zu einem morpho-

logisch nachweisbaren Leberschaden.

Die Sinusendothelzellen sind besonders betroffen. Schwellung und Loslösen

der Sinusendothelzellen sind die typischen Bilder von Transplantatbiopsien am

Ende der Konservierungszeit (CALDWELL-KENKEL et al. 1987; CALDWELL-

KENKEL et al. 1989).

Demgegenüber zeigen die eigentlichen Parenchymzellen weniger pathomor-

phologische Veränderungen und scheinen resistenter gegenüber der kalten

Ischämie zu sein (OTTO et al. 1985). Nach Anschluss der Leber an den Emp-

fängerkreislauf kommt es zu einer Zunahme der nachweisbaren Trans-

plantatschädigung, obwohl die Ischämie beendet ist und das Transplantat

wieder mit Sauerstoff und Energiesubstraten versorgt wird. Dieser Reperfu-

sionsschaden ist gekennzeichnet durch eine starke Zunahme der Sinusendo-

thelzellschwellung. Die Sinusendothelzellen können vereinzelt aus der Sinu-

soidalwand herausgelöst und frei in den Sinusoiden liegen. An Stellen mit

zerstörter Sinusoidalwand treten Erythrozyten in den Disseschen Raum zwi-

schen die Hepatozyten (KOIZUMI et al. 1989). Ferner nimmt während der

Reperfusion auch die Schädigung der Hepatozyten zu. Vakuolisierung und

Nekrosen werden beobachtet (FALASCA et al. 2001).

Inwieweit die Apoptose von Hepatozyten und Sinusendothelzellen bei der

frühen Reperfusionsschädigung eine Rolle spielt, ist heute noch umstritten

(JAESCHKE 2000; CLAVIEN et al. 2001).


Im Vordergrund stehen jedoch die Störungen im Bereich der Sinusoidal-

wandzellen (MARZI et al. 1989; CLAVIEN 1998). Diese Schädigungen werden

durch die folgenden Mechanismen bedingt.

2.4.1.1 Bildung von toxischen SauerstoffverbindungenBei Wiedereintreten von molekularem Sauerstoff in hypoxisches Gewebe

können toxische Sauerstoffverbindungen freigesetzt werden. Dieses ist für viele

Gewebe nachgewiesen und trifft auch für die hypoxische Leber zu. Dieser

Reperfusionsschaden der Leber kann durch Abfangen der toxischen Sauerstoff-

produkte mit Antioxidantien reduziert werden (MARUBAYASHI u. DOHI 1996).

Die Endothelzellen und Hepatozyten sind neben den Leukozyten und Von-

Kupffer-Zellen, potenziell zur Bildung von toxischen Sauerstoffverbindungen in

der Lage (SERRACINO-INGLOTT et al. 2001).

Die Rolle der toxischen Sauerstoffverbindungen ist jedoch nicht unumstritten,

zumal die Vulnerabilität durch sie speziesunterschiedlich und die Übertragbar-

keit von tierexperimentellen Ergebnissen auf den Menschen nur mit Einschrän-

kung möglich ist. Ihre hohe natürliche Reaktivität macht ihren Nachweis schwie-

rig und viele Untersuchungen hierzu basieren auf indirekten Methoden.

2.4.1.2 Freisetzung von lysosomalen Proteinasen und MediatorenAktivierte Leukozyten und Kupfferzellen können eine Reihe von lysosomalen

Proteinasen freisetzten, die eine Endothelschädigung verursachen. Hierbei ist

besonders die neutrophile Elastase zu erwähnen (JANOFF 1985). Zielstruktu-

ren der Elastase sind unter anderem Elastin und Fibronektin. Beides sind

Moleküle, die für die Verankerung der Endothelzellen von Bedeutung sind. So

wurde gezeigt, dass Elastase über die Zerstörung der subendothelialen Matrix

die Endothelzellen lösen kann (HARLAN et al. 1981).


Unter den freigesetzten Mediatorsubstanzen sind Interleukin-1, Tumor Nekrose

Faktor-α, und der Plättchen-aktivierende Faktor zu nennen, die an der Interakti-

on zwischen Leukozyten und Endothel beteiligt sind. Diese bewirken auf den

Endothelzellen die vermehrte Expression von Intercellular-adhesion-molecule-

1-Rezeptoren. Diese treten anschließend mit den L-Selectin-Rezeptoren der

Leukozyten in Wechselwirkung. Bereits durch die vermehrte Adhäsion von

Leukozyten wird eine Störung der Mikrozirkulation bewirkt (YADAV et al. 1998).

Anderseits können die adhärierenden Leukozyten auch über die erstgenannten

Mechanismen zu einer Schädigung des Transplantats führen. Des weiteren

führt das aktivierte Endothel zu einer vermehrten Thrombozytenanlagerung. Die

Enzymfreisetzung aus den Thrombozyten führt zu einer sich selbst verstärken-

den Schädigung und daraus resultierender Thrombozytopenie (Mc

GAUGHGAN et al. 1992; CYWES et al. 1993).

2.5 KonservierungslösungenDie Einführung der University-of-Wisconsin (UW)-Lösung brachte in der Trans-

plantationsmedizin große Fortschritte. Vor Einführung der UW-Lösung war es

üblich gewesen, die Organe in Euro-Collins-Lösung (EC)-Lösung zu lagern. Die

maximale Lagerungszeit betrug 6–8 Stunden, was eine Verteilung zwischen

Kliniken praktisch ausschloss. Die heute hauptsächlich verwendeten Konservie-

rungslösungen sind die UW- und Histidin-Tryptohan-Ketoglutarat (HTK)-Lö-

sung.

Die UW-Lösung hat die EC-Lösung verdrängt, da sie eine bessere Konservie-

rung der Transplantate bedingt (TODO et al. 1989).

Versuche an In-vitro-Zellkulturen von Endothelzellen zeigten mit UW-Lösung

weniger Veränderungen an Zellorganellen, des Zytoskeletts und der interzellu-

lären Zellkontakte (EBERL et al. 1994, 1999).


Überraschenderweise konnten diese Ergebnisse beim Vergleich von EC- und

UW-Lösung mit Hepatozytenkulturen nicht wiederholt werden (CRENESSE et

al. 1994). Auch zeigten die Stoffwechseleigenschaften der Hepatozyten keine

Unterschiede abhängig von der Konservierungslösung (THOMAS et al. 1995).

Der Schutz von Hepatozyten durch UW-Lösung konnte dann durch In-vivo-

Versuchsmodelle gezeigt werden. Im Vergleich zu EC-Lösung zeigten die

Hepatozyten deutlich weniger Zellschwellung. Die verringerte Zellschwellung

hat vermutlich einen positiven Effekt auf die Mikrozirkulation (MARZI et al.

1991; SUMIMOTO et al. 1996).

Eine positive Beeinflussung des Energiestoffwechsels der Hepatozyten wird

ebenfalls durch die Inhaltsstoffe der UW-Lösung bewirkt. Die Glycogenreserven

der Leber erschöpfen sich während der kalten Ischämie und besonders beim

ischämischen Wiederaufwärmen der Implantation. Nach Lagerung in UW-

Lösung bleiben die Glykogengehalte auf einem höheren Niveau und auch die

Mitochondrien zeigen sich besser geschützt und produzieren mehr ATP

(RECKENFORT et al. 1992; VREUGDENHILL et al 1993).

Auch vor der bei der Konservierung auftretender Membrandepolarisierung der

Hepatozyten schützt UW-Lösung besser als jede andere Konservierungs-

lösung (COHEN et al. 2000).


Substanz [mmol/l] UW-Lösung HTK-LösungNatrium 30 15Kalium 120 10Chlorid – 50Sulfat 5 –

Magnesium 5 4Dihydrogenphosphat 20 –

Histidin – 198Tryptophan – 2Ketoglutarat – 1

Mannitol – 30Raffinose 30 –

Lactobionat 100 –Hydroxyethylstärke 50 [g/l] –

Adenosin 5 –Glutahion 3 –Allopurinol 1 –

Tab. 1: Konservierungslösungen im Vergleich. Die heute am häufigsten

verwendete Konservierungslösung ist die University-of-Wisconsin-

Lösung. Diese dient der Perfusion aller intraabdomineller Organe. Die

Bretschneider- oder HTK-Lösung wird hingegen nur an wenigen eu-

ropäischen Zentren verwendet.

3. Material und Methoden 31

3. Material und Methoden

3.1 VersuchstiereDie Untersuchungen wurden an klinisch gesunden Zweirassenkreuzungen

(Pietrain x Hampshire) durchgeführt. Es wurden 46 männliche Läufer mit einem

Gewicht zwischen 26 und 44 kg verwendet, die vom Hof des Herrn Wilhelm

Ingendae, Pauenstr. 82 in 47665 Sonsbeck stammten.

Die Tierversuche nach § 8 TSG waren durch die Bezirksregierung Düsseldorf

genehmigt (Genehmigung vom 16.3.1999, Az.: 23.05-230-4-5/99).

3.2 Fütterung und HaltungDie Tiere wurden im Zentralen Tierlaboratorium des Universitätsklinikums

Essen unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. K. Militzer eingestallt und dort fach-

pflegerisch betreut. Die Einteilung der Tiere zur Aufstallung in Zweier- bis

Vierergruppen erfolgte nach dem Zufallsprinzip. Als Einstallungsprophylaxe

wurden die Tiere mit Ivomec®1 entwurmt. Wasser stand zur freien Verfügung;

Futter erhielten die Schweine in ihrem Gewicht entsprechenden Rationen. Die

Tiere wurden zweimal täglich gefüttert. Die Boxen waren mit Stroh eingestreut.

Vor jedem Versuch waren die Tiere mindestens 10 Tage zur Adaptation einge-

stallt.

1 Fa. Jansen, Neuss


3.3 Versuchsgruppen

Vorversuchsgruppe (n = 11):

Diese Gruppe diente zur Standardisierung des Versuchsablaufs der orthotopen

Lebertransplantation. Unter anderem diente sie folgenden Fragestellungen:

� Entwicklung des Versuchmodells „schwerer Konservierungs- und Reperfusi-

onsschaden der Schweineleber“.

� Wie lange kann eine Leber einer Ischämie ausgesetzt werden, um eine

angestrebte Überlebenszeit von mindestens 7 Tagen zu erreichen.

� Beherrschung der Kreislaufsituation in der anhepatischen Phase der Leber-

transplantation: passiver Shunt oder System mit Biopumpe?

Versuchsgruppe (n = 6):

Die Tiere dieser Gruppe wurden mit Tauroursodeoxycholat behandelt. Vor dem

„Flush out“ der Leber wurden den Tieren 1 mmol TUDC2 gelöst in 50 ml NaCl

mit einem Perfusor Modell 2010®3 mit 150 ml/h in 20 Minuten intravenös infun-

diert. Das entspricht einer Dosierung von 50 µmol/min.

Nach Reperfusion wurden wiederum 1 mmol TUDC über 7 Stunden intravenös

infundiert. Das entspricht einer Dosierung von 2,38 µmol/min.

Kontrollgruppe (n = 6):

Die Tiere dieser Gruppe wurden nach dem Schema der Versuchsgruppe mit

0,9 % NaCl-Lösung intravenös infundiert.

2 Fa. Prodotti, Basaluzzol (I)3 Fa. Medfusion, Duluth (USA)


3.4 VorversuchsgruppeIn der Vorversuchsgruppe wurden folgende in der TUDC-Versuchsgruppe und

Kontrollgruppe nicht verwendete Medikationen und Techniken eingesetzt.

In den Empfängeroperationen wurde eine Injektionsarkose bestehend aus 5 mg

Propofol4, 0,005 mg Fentanyldihydrogencitrat5 und 0,06 mg Midazolamhydro-

chlorid6 pro Kilogramm Körpergewicht und Stunde verwendet.

Bei sechs Empfängeroperationen wurde während der anhepatischen Phase ein

Shuntsystem mit Biopumpe7 eingesetzt. Bei acht Lebertransplantationen betrug

die gesamte Ischämiezeit 24 Stunden.

3.5 Lebertransplantation

3.5.1 Präoperative Vorbereitung, AnästhesieVor einer Lebertransplantation wurden nach Gewicht Paare aus den Tieren

ausgewählt und diese einzeln aufgestallt. Es wurden männliche Tiere verwen-

det, da Transplantate von männlichen Tieren zu einem besseren Operationser-

gebnis führen (MARINO et al. 1995). Das Empfängertier war etwa zwei Kilo-

gramm schwerer. Feste Nahrung und Stroh wurde den Tieren 24 Stunden vor

der Operation entzogen. Wasser erhielten sie weiter ad libitum.

Eingesetzt wurde eine modifizierte Narkose nach DE LANGE et al. (1984),

sowie SVENDSEN und RASMUSSEN (1998).

Als Prämedikation erhielten die Tiere 2 mg/kg Körpergewicht (KGW) Azaperon8,

30 mg/kg KGW Ketaminhydrochlorid9 und 0,025 mg/kg KGW Atropinsulfat10

4 Fa. Abbott, Wiesbaden5 Fentanyl® Jansen, Fa. Jansen-Cilag, Neuss6 Dormicum®, Fa. Hoffman-La Roche, Grenzach-Wyhlen7 Bio Medicus®, Fa. Stöckert, München8 Sresnil®, Fa. Janssen-Cilag, Neuss9 Fa. Ceva Tiergesundheit, Düsseldorf10 Fa. Braun, Melsungen


intramuskulär. Die Ohrvenen wurden beidseitig kanüliert. Durch diese beiden

Zugänge wurden Infusionen verabreicht und die Narkose aufrechterhalten. Die

Schweine wurden oral intubiert und mit einem Narkosegerät Tiberius 19®11

beatmet. Das Atemzugvolumen lag bei 10–12 ml/kg KGW, die Atemfrequenz

zwischen 16 und 18 Zügen/min und der Beatmungsdruck bei 20 mm Hg. Die

Beatmungsparameter wurden entsprechend den 30-minütigen, mit Hilfe eines

Blutgasanalysenautomaten ABL4®12 bestimmten arteriellen Blutgasanalysen

eingestellt. Angestrebt wurde ein arterieller p(O2)von 120–170 mm Hg und ein

arterieller p(CO2) von 35–40 mm Hg. Zusätzlich wurden Herzfrequenz und

O2-Sättigung laufend mit einem Pulsoxymeter Vet/Ox 4404®13 überwacht.

Der Säure-/Basehaushalt wurde durch Gabe von Natriumhydrogencarbonat14

ausgeglichen (OLDHAFER et al. 1993). Zur Muskelrelaxation erhielten die Tiere

intermittierende Gaben von 0,5 mg/kg KGW Rocuroniumbromid15.

Zur Aufrechterhaltung der Narkose wurden bei Spender- und Empfänger-

operation unterschiedliche Medikamente eingesetzt.

Bei der Spenderoperation wurden 25 bis 35 mg/(kg KGW • h) Ketaminhydro-

chlorid9 und 4 bis 5 mg/(kg KGW • h Propofol4 eingesetzt. Der Spender wurde

nur mit Carbogen beatmet.

Bei der Empfängeroperation wurden 4 bis 5 mg/(kg KGW • h) Propofol4 und

30 bis 50 mg/(kg KGW • h) Remifentanilhydrochlorid16 verwendet. Diese bei der

Lebertransplantation im Schwein noch nicht beschriebene Narkose wurde

modifiziert nach STEVENS und WHEATLEY (1998), sowie CRUZ et al. (1999).

Um Sauerstoffatelektasen zu vermeiden wurde bei der Empfängeroperation mit

einem Carbogen/Stickoxydul Gemisch beatmet. Der Stickoxydulanteil in der

11 Fa. Dräger, Lübeck12 Fa. Radiometer, Willich13 Fa. Heska, Waukesha (USA)14 Fa. Fresenius Kabi, Bad Homburg v. d. H.15 Esmeron®, Fa. Organon Teknika, Eppelheim16 Ultiva®, Fa. Glaxo Wellcome, Bad Oldesloe


Einatemluft betrug etwa 10 %. Auf das Infusionsregime wird bei den jeweiligen

Operationsbeschreibungen eingegangen.

3.5.2 Spenderoperation, OrgankonservierungSpender- und Empfängeroperation wurden unter sterilen Kautelen durchgeführt.

Nach Rasur und Hautdesinfektion wurde der Spender in Rückenlage auf dem

OP-Tisch fixiert. Als Infusion erhielt der Spender zu diesem Zeitpunkt

15 ml/kg KGW Ringer-Lösung14 und eine individuelle Menge Glucose 20-

Lösung14 über eine der Ohrvenen-Braunülen appliziert. Die Menge der Gluco-

seinfusion richtete sich nach dem Blutzuckerspiegel, der mit einem Blutzucker-

messgerät17 kontrolliert wurde. Angestrebt wurden 180 bis 200 mg/dl Glukose

(CYWES et al. 1992).

Die Operation wurde als mediane Laparotomie durchgeführt. Es erfolgte ein

Hautschnitt vom Xyphoid bis zur Symphyse, der auf Höhe des Penis paramedi-

an weiter nach kaudal geführt wurde. Die weitere Schnittführung erfolgte in der

Linea alba, bis das Peritoneum erreicht und eröffnet wurde. Nun konnte ein

Bauchdeckenhalter nach Kirschner mit vier Valven eingesetzt werden. Nach

einer Exploration der Bauchhöhle wurde die abdominelle Aorta kaudal beider

Arteriae renales freipräpariert und zwei 2-0 Seidenfäden18 um die Aorta herum-

geführt. Dies war der Ort der späteren Aortenkannülierung.

Der kaudal der Leber gelegene Teil der V. cava caudalis wurde bis zur Einmün-

dung der Lebervenen präpariert; die V. portae zwischen Leber und Pankreas

isoliert. Kleinere einfließende Venen wurden nach Ligaturen durchtrennt. An-

schließend wurde die A. hepatica dargestellt. Nach Freipräparation der Gefäß-

versorgung wurden die großen Gallewege, der Ductus choledochus und der

Ductus cysticus, dargestellt.

17 Accu-Chek®, Fa. Roche Diagnostics, Mannheim18 Fa. Ethicon, Norderstedt


Der Ductus cysticus wurde mit einer 3-0 Ligatur Vicryl18 ligiert, der Ductus

choledochus mit einem Polyethylenschlauch kanüliert und anschließend nach

distal mit 3-0 Vicryl18 ligiert. Nachdem sich der Schlauch vollständig mit Galle

gefüllt hatte, wurde mit dem Auffangen der sezernierten Gallenflüssigkeit

begonnen. Die Auffangbehälter wurden in 5-Minuten-Intervallen gewechselt.

Nach 10 min (zwei Sammelintervallen) wurde mit der Infusion von 0,9 % NaCl-

Lösung14 (Kontrollgruppe) oder von TUDC2 (Versuchsgruppe) in einer Konzent-

ration von 50 µmol/min über 20 Minuten begonnen. Insgesamt wurden fünf

Galleproben gesammelt, deren Menge und Gehalt an Gallensäuren bestimmt

wurde.

In der Zwischenzeit wurde die Leber weiter für ihre Exzision vorbereitet. Die

Leberbänder, lymphatisches Gewebe und Kollateralen wurden durchtrennt, mit

Elektrokauter19 und Ligaturen versorgt. Nach Beendigung der Infusion wurden

dem Spender 800–1000 ml Vollblut in Citrat-Blutbeutel20 entnommen. Zum

Zeitpunkt der Blutspende erfolgte die Flüssigkeitssubstitution als Druckinfusion

mit zirka 100 ml/min Ringer-Lösung14. Vor Beginn des „Flush out“ wurde der

Spender mit 400 IE/kg KGW Heparin21 vollheparinisiert.

Der „Flush out“ erfolgte als Schwerkraftperfusion (120 mm Hg) über die Aorta

abdominalis, beginnend mit 1–2 Liter eiskalter (0 bis 1 °C) Ringer-Lactat-

Lösung14. Das Zwerchfell wurde durchtrennt und die V. cava caudalis in ihrem

thorakalen Teil eröffnet. Die Perfusion der Leber mit einem Liter eiskalter UW-

Lösung22 schloss sich an. Gleichzeitig wurde die Leber mit sterilem Eis umge-

ben, um sie möglichst schnell herunterzukühlen (HERTL et al. 1994; 1996).

Nach Entnahme erfolgte an einem zweiten Tisch die Feinpräparation im Eis-

wasserbad und eine Nachperfusion ex situ mit einem weiteren Liter eiskalter

UW-Lösung22. Dieses schloss auch das retrograde Spülen der Gallengänge mit

19 Erbotom ACC 450®, Fa. Erbe, Tübingen20 Compoflex® Blutbeutel, Fa. Fresenius Hemo Care, Dreieich21 Liquemin®, Fa. Hoffmann-La Roche, Grenach-Wyhlen22 Via Span®, Fa. Du Pont Pharma, Bad Homburg


Hilfe einer Knopfkanüle ein. Bei der Feinpräparation erfolgte die Entfernung der

Gallenblase und der portalen Lymphknoten, sowie das Kürzen der großen

Gefäße und Ligieren, bzw. Übernähen von Gefäßabgängen mit 5-0 bis 6-0

Prolene®18.

Anschließend wurde die Leber, von eiskalter UW-Lösung22 umgeben, in drei

übereinanderliegenden Kunststoffbeutel verpackt und auf Eis in einer Styropor-

kiste gelagert.


Abb. 4: „Flush out“: Schwerkraftperfusion der Leber mit Ringer-Lactat-Lösung

und UW-Löung über die Aorta adominalis. Die Vena cava caudalis ist

kaudal der Leber inzidiert

2. UW0-1°C

1.Ri.-La. 0-1°C

V.cava caud.inzidiert

Flush outüber Aorta


3.5.3 EmpfängeroperationNeben der gleichen Vorbereitung wurden bei der Empfängeroperation folgende

Eingriffe und Medikationen zusätzlich durchgeführt.

Die Tiere erhielten als Antibiose 1 g Ceftriaxon23 und zum Schutz des Magens

40 mg Pantoprazol24 intravenös. Ceftriaxon ist das Antibiotikum der Wahl, da es

über die Leber ausgeschieden wird und schnell wirksame Konzentrationen auch

in der Gallenflüssigkeit erreicht.

Die Empfängertiere wurden auf einer Heizdecke gelagert und die Temperatur

kontinuierlich mittels einer Rektalsonde überwacht. An der linken lateralen

Halsseite wurde nach einem Hautschnitt die V. jugularis externa dargestellt und

mit einem Multi-Lumen Katheter25 versorgt. Dieser diente unter anderem zur

Messung des Zentralvenendrucks. Der ZVK wurde unter der Haut getunnelt und

zirka 5 cm neben der Rückenmittellinie an der Flanke des Tiers nach außen

geleitet. Postoperativ blieb er für maximal 9 Tage liegen, um Blutentnahmen

und i.v. Medikamentengaben zu vereinfachen. Die A. femoralis wurde an der

Schenkelinnenseite punktiert und zur Messung des arteriellen Blutdrucks wie

zur Entnahme von Blutproben ebenfalls mit einem Katheter26 versorgt.

23 Rocephin®, Fa. Hoffmann-La Roche, Grenzach-Whylen24 Pantozol-Riffun®, Fa. Schwarz Pharma, Monheim25 Fa. Arrow Deutschland, Erding26 Arterielles Katheter Set 20 G, Fa. PVB Medizintechnik, Kirchseeon


Bei den Empfängerschweinen wurde zunächst eine Hepatektomie, die wie oben

beschrieben, aber in vereinfachter Form durchgeführt wurde. Die Leber wurde

von ihren diaphragmalen und retroperitontealen Adhäsionen befreit und die

versorgenden Gefäße und der Gallengang durch Präparation dargestellt, um

lange Strecken für die anschließende Reanastomosierung zu gewinnen. Bei

stark aufgegastem Magen wurde dieser über eine Magensonde abgesaugt. Nun

erfolgte die Installation eines veno-venösen Bypasses27 zwischen V. portae, der

kaudal der Leber gelegenen V. cava caudalis und der V. jugularis externa. Ein

Shunt zwischen dem Pfortaderstromgebiet bzw. der unteren Körperhälfte und

dem Herzen war notwendig, da Schweine dieser Größe auch eine kurzzeitige

Blutflussunterbrechung ohne Shunt nicht tolerieren (TOJIMBARA et al. 2000).

Vor Etablierung des Shunts erhielten die Tiere mit 40 IE/kg KGW Heparin21.

Zunächst wurde die A. hepatica, anschließend die V. portae unterbunden. Dann

erst folgte die Unterbindung des venösen Abflusses der V. cava caudalis.

27 Shaw-Gridelli Hepatic Venous Shunt, Fa. Sherwood, St. Louis (USA)


Abb. 5: Bypass zwischen der V. cava caudalis, V. portae und der V. jugularis

externa während der anhepatischen Phase.

V. portae

V. jugularisexterna

V. cava caudalis

Flussrichtung


Nach Entnahme der Leber erhielt das Schwein 500 mg Prednisolon28. Die

konservierte Leber wurde ausgepackt und im rechten Oberbauch platziert.

Die Freigabe des Shunts war immer mit einem Blutdruckabfall verbunden. Ziel

war es, den arteriellen Blutdruck systolisch über 60 und diastolisch über 30 mm

Hg zu halten. Als Volumengabe wurden die vom Spender gewonnen Blutkon-

serven (800–1000 ml), Hydroxyethylstärke-Lösung14 (10–20 ml/kg KGW) und

Ringer-Lösung14 als Infusion mit bis zu 100 ml/min den Tieren infundiert. Zu-

sätzlich erfolgte die Gabe von zirka 0,5–0,8 µg/(kg KGW • min) Adrenalin29 und

Noradrenalin30 über zwei Perfusoren. Die genaue Dosis und Volumengabe

wurde nach Bedarf und Wirkung individuell eingestellt (KRUSE-ELLIOTT 1996).

Als erste Anatomose erfolgte die kranial der Leber gelegene V. cava caudalis

mit einer 4-0 PDS18 Naht, gefolgt von der V. portae mit einer 6-0 PDS18 Naht.

Bei der nun folgenden venösen Reperfusion durch Öffnen der V. portae wurden

50–100 ml mit UW-Lösung und Stoffwechselprodukten vermischten Blutes aus

der kaudal der Leber gelegenen V. cava caudalis ausgespült, bevor diese mit

einer Gefäßklemme verschlossen und die Zirkulation zum Herzen freigegeben

wurde. Die V. cava caudalis wurde nun vollständig mit 4-0 PDS18 anastomisiert

und auch kaudal der Leber wieder geöffnet (GONZALEZ et al. 1998). Mit der

venösen Reanatomisierung ging auch die gleichzeitige Entnahme des Shunts

einher, die mit der Gabe von 1000 IE Protamin31 und 500 mg Tranexamsäure32

verbunden war (KANG 1993). Gleichzeitig begann die Infusion mit 1 mmol

TUDC2, gelöst in 50 ml NaCl, über 7 Stunden. Das entsprach einer Dosierung

von 2,38 µmol/min.

28 Solu-Decortin®, Fa. Merck, Darmstadt29 Suprarenin®, Fa. Hoechst, Frankfurt a. M.30 Arterenol®, Fa. Hoechst, Frankfurt a. M.31 Protaminsulfat Leo, Fa. Leo Pharma, Neu-Isenburg32 Cyklokapron®, Fa. Pharmacia & Upjohn, Erlangen


Die arterielle Reanastomisierung erfolgte in mikrochirurgischer Technik mit 7-0

PDS18 Einzelknopfnähten (GOLDSTEIN et al. 1989). Es folgte die Versorgung

kleinerer Blutungen mit Ligaturen, Elektrokoagulation oder Tabotamp®18. Die

Gallengänge wurden mit 5-0 Vicryl®18 End-zu-End anastomisiert und eine

T-Drainage33 von distal über einen Längsschnitt im Gallengang über die Ana-

stomose vorgeschoben (BELLI et al. 1991). Die T-Drainage wurde unter der

Haut getunnelt und laterodorsal am Rücken des Versuchstiers ausgeleitet.

Später wurde dieser mit einem Drainagebeutel34 verbunden, der mit Leuko-

plast®35 auf dem Rücken des Tiers fixiert wurde.

Der Verschluss von Peritoneum, Bauchmuskulatur und Faszie erfolgte mit einer

1-0 PDS-Schlinge18. Die Haut wurde mit 2-0 Dafilon®36 U-Heften verschlossen

(SWINDLE 1998).

Zur Ausleitung wurde das Schwein in Linksseitenlagerung gelegt und bis auf

39 °C Körpertemperatur aufgewärmt, um es vor einer Belastung durch Unter-

kühlung zu schützen. Erst dann wurde die Narkose vollständig abgestellt. Bis

auf den ZVK wurden alle Zugänge entfernt und das Tier nach Wiedereinsetzen

der Spontanatmung und Schutzreflexe extubiert.

33 Kehr-T-Rohr 3mm, Fa. Willy Rüsch, Kernen34 Fa. PFM, Köln35 Fa.Beiersdorf AG, Hamburg36 Fa. Aesculap, Tuttlingen


Abb. 6: Schematischer Operationssitus am Ende der Empfängeroperation:

Gefäßanastomosen der V. cava caudalis, V. portae und der A. hepati-

ca. Die Galle wird über eine T-Drainage nach außen geleitet.

V. portaeA. hepatica

V. cava caud.

V. cava caud.

T-Drainage


3.6 Postoperative VersorgungNach Extubierung der Tiere wurden sie in einen mit Gummimatten gepolsterten

Transportwagen verbracht, um Verletzungen bei Aufstehversuchen auszu-

schließen. Den Tieren wurde Sauerstoff über eine Maske angeboten. Zur

Kontrolle des Säure-/Basehaushaltes wurden venöse Blutgasanalysen be-

stimmt. In den ersten 12 postoperativen Stunden wurden 500 ml Ringer-

Lösung14 infundiert.

In den ersten 7 Tagen nach der OP erhielten die Tiere täglich 1 g Ceftriaxon23

und 40 mg Pantoprazol24. 500 mg Tranexamsäure32 wurden an den ersten

beiden postoperativen Tagen verabreicht. Zur Immunsuppression wurde am

zweiten und vierten postoperativen Tag 250 mg Prednisolon28 gegeben. Bei

postoperativen Schmerzzuständen wurden die Tiere mit Metamizol37 bzw.

Buprenorphin38 in individuell angepasster Dosierung behandelt.

Am achten postoperativem Tag wurden die Tiere mit Ketamin9 und Propofol4

erneut narkotisiert. Die Hautfäden und der ZVK wurden gezogen. Zur Überprü-

fung der Gallengangsanastomose wurde nach retrogradem Spülen mit Kon-

trastmittel39 eine Gallengangsdarstellung per Röntgenbild erstellt. Es wurden

X-Ray-Retina®40 Filme in Ortho-Medium®41 Kassetten verwendet. Bei einem

Meter Abstand betrug die Einstellung der Röntgenanlage42 80 mAs / 66 kV.

Die T-Drainage wurde anschließend verknotet und nach einer weiteren Woche

gezogen.

37 Novaminsulfon-ratiopharm®, Fa. Ratiopharm, Ulm38 Temgesic®, Fa. Boehringer, Mannheim39 Ultravist®-300, Fa. Schering, Berlin40 Fa. Fotochemische Werke, Berlin41 Fa. Agfa-Gevaert,42 Gigantos Optimatic®, Fa. Siemens, Erlangen


3.7 VersuchsendeAngestrebt wurde ein 7-Tage-Überleben der Versuchstiere. Nach diesem

Zeitpunkt wurden die Tiere durch eine intravenöse Injektion von 20 ml T 61®43

getötet, wenn starke Störungen des Allgemeinbefindens auftraten, die Tiere die

maximal genehmigte Überlebenszeit von drei Monaten erreicht hatten oder

organisatorische Gründe dies verlangten.

Bei jedem Tier, auch bei den vorzeitig verstorbenen, wurde eine Sektion durch-

geführt.

3.8 Biochemie und HämatologieBlutentnahmen erfolgten beim Empfängertier 4, 12 und 24 Stunden nach

Reperfusion. Ab dem zweiten postoperativem Tag wurde einmal täglich Blut-

proben gewonnen. Bei einer Blutprobenentnahme wurden zwei 4-ml-Serum-

Röhrchen44 für die biochemische Analytik, ein 2,7-ml-EDTA-Röhrchen44 für die

hämatologische Analytik, und ein 3-ml-Citrat-Röhrchen44 für die Gerinnungs-

analytik mit Blut gefüllt. Die beiden Serum-Röhrchen und das Citrat-Röhrchen

wurden anschließend bei 2500 g für 15 Minuten zentrifugiert45. Der Überstand

eines Serum-Röhrchens wurde abpipettiert, in ein steriles Probengefäß umge-

füllt und bei –80 °C eingeforen.

Der Serumgehalt an Natrium, Kalium, Kreatinin, Gesamteiweiß, Bilirubin,

Alkalischer Phosphatase (AP), γ-Glutamyltransferase (GGT), Aspartatami-

notransferase (ASAT), Alaninaminotransferase (ALAT), Glutamatdehydrogena-

se (GLDH) und Glucose wurde bestimmt.

Als Gerinnungsparameter wurden die Thromboplastinzeit (TPZ), Thrombinzeit,

Fibrinogen und Antithrombin-III (AT-III) bestimmt.

43 Fa. Hoechst Roussel Vet GmbH, Wiesbaden44 Sarstedt Monovette®, Fa. Sarstedt, Nürmbrecht45 Labofuge I, Fa. Heraeus, Hanau


Die Bestimmungen wurden mit den Analysen-Automaten ADVIA-165046 und

BCS47 durchgeführt.

3.8.1 Biochemische VerfahrenBei der Bestimmung der Parameter wurden folgende Verfahren und Tests

eingesetzt:

Natrium

Die Bestimmung des Natriumgehalts im Serum erfolgte über einen indirekten

ISE-Test (ionenselektive Elektrode) nach Probenverdünnung. Die gemessene

Menge Natrium wurde auf das Gesamtplasmavolumen einschließlich Lipide und

Proteine bezogen (BURNETT et al. 2000).

Kalium

Der Kaliumgehalt wurde ebenfalls über einen indirekten ISE-Test bestimmt

(BURNETT et al. 2000).

Kreatinin

Die Kreatinin-Methode basiert auf der Reaktion von Pikrinsäure mit Kreatinin in

alkalischem Medium (SHOUCRI u. POULIOT 1977). Das Kreatinin reagiert mit

der alkalischen Pikrinsäure und bildet einen farbigen Komplex. Die Geschwin-

digkeit der Komplexbildung wird bei 505 nm gemessen und ist proportional der

Kreatininkonzentration.

46 Fa. Bayer Diagnostics, München47 Fa. Behring, Marburg


Gesamteiweiß

Die Methode für Gesamteiweiß beruht auf der Biuret-Reagenz (Kupfer (II)-sulfat

in alkalischer Lösung) Methode. Die Proteinbindungen bilden mit Kupfer (II)-

Ionen einen violettfarbenen Komplex, der als Endpunktreaktion bei 545 nm

gemessen wird (DOUMAS 1975).

Bilirubin (Gesamt)

Die Methode für Gesamt Bilirubin basiert auf dem Verfahren von JENDRASSIK

und GRÓF (1938). Bilirubin reagiert mit Diazosulfanilsäure bei niedrigem pH zu

Azobilirubin. In der Gegenwart von Koffein reagieren konjugiertes und auch

unkonjugiertes Bilirubin schnell mit der Diazosulfanilsäure. Die Absorbanz des

Azobilirubin-Komplexes wird als Endpunktreaktion bei 545 nm gemessen.

Alkalische Phosphatase

Die Aktivitätsbestimmung der Alkalischen Phosphatase erfolgte mit der Dietha-

nolamin (DEA)-Puffer-Methode. Bei der DEA-Methode zur Bestimmung der

alkalischen Phosphatase wird die Probe dem aus p-Nitrophenylphosphat

(PNPP) bestehenden Substrat hinzugegeben. Der DEA-Puffer dient zur Auf-

rechterhaltung des Reaktions-pH-Werts von 9,7–9,8 und wird zur Aktivierung

und Stabilisierung des Enzyms mit Magnesiumionen versetzt. Die alkalische

Phosphatase hydrolisiert das PNPP zu p-Nitrophenol, das in alkalischer Lösung

gelb gefärbt ist und photometrisch bei 410 nm gemessen werden kann. Die

Aktivität kann auf Basis der molaren Absorbanz des p-Nitrophenols als pro

Minute hydrolysiertes Mikromol Substrat berechnet werden (ROMAGNOLI

1998).


γ-Glutamyltransferase

Die γ-GT-Methode basiert auf dem Verfahren nach SZASZ (1976). Bei der

Reaktion mit dem synthetischen Substrat (γ-Glutamyl-p-Nitroanilid) wird der

γ-Glutamylrest auf Glycylglycin übertragen und p-Nitroanilin freigesetzt. Das

Absorptionsmaximum der freigesetzten Verbindung liegt bei 400 nm. Die

Bildungsgeschwindigkeit wird photometrisch bei 410 nm bestimmt.

Aspartat-Aminotransferase (ASAT)

Die ASAT-Methode basiert auf dem von BERGMEYER et al. (1978) entwickel-

ten Verfahren. Die Konzentration von NADH wird durch die Absorption bei

340 nm bestimmt. Die Abnahme der Absorption ist dabei proportional zur ASAT

Aktivität. Die Reaktion wird durch Zugabe von α-Ketoglutarat als zweites Rea-

genz gestartet.

Alanin-Aminotransferase (ALAT)

Die ALAT-Methode wurde ebenfalls von BERGMEYER et al. (1978) entwickelt.

Die Konzentration von NADH wird durch die Absorption bei 340 nm bestimmt.

Die Abnahme der Absorption ist dabei proportional zur ALAT-Aktivität.

Glutamatdehydrogenase (GLDH)

Die GLDH-Bestimmung basiert auf der durch GLDH katalysierten, NADH-

abhängigen Umsetzung von α-Ketoglutarat zu Glutamat. Die GLDH-Abnahme

ist direkt proportional der GLDH-Aktivität (ARMBRUSTER 1987).


3.8.2 GerinnungsparameterThromboplastinzeit (TPZ)

Die Thromboplastinzeit wurde mit dem Test Thromborel S®48 bestimmt. Haupt-

bestandteil ist calciumhaltiges Human-Thromboplastin. Er reagiert empfindlich

auf Gerinnungsstörungen im Bereich des endogenen Systems (Faktoren II, V,

VII, X) (ZALUNARDO et al. 1998). 100 µl Citratplasma wurden mit 200 µl

Thromborel S für eine Minute bei 37 °C inkubiert. Anschließend wurde die

Gerinnungszeit bestimmt.

Thrombinzeit

Die Thrombinzeit wurde mit BC-Thrombin-Reagenz®48 bestimmt. Thrombin

wandelt das in der Plasmaprobe enthaltene Fibrinogen in Fibrin um, wodurch

ein Gerinnsel entsteht (JESPERSON u. SIDELMANN 1982). Es wird die Zeit bis

zur Gerinnselbildung gemessen. 100 µl Citratplasma wurden mit 250 µl BC-

Thrombin-Reagenz inkubiert.

Fibrinogen

Die Bestimmung des Fibrinogengehalts erfolgte mit dem Test Multifibren U®48.

Citrat-Plasma wird mit einem großen Überschuss an Thrombin zur Gerinnung

gebracht. Die Gerinnungszeit hängt hierbei weitgehend vom Fibrinogengehalt

der Probe ab (TAN et al. 1995). Thrombinhemmende Substanzen beeinflussen

den Test nicht. 100 µl Citratblut wurden mit 200 µl Fibrinogen-Reagenz inku-

biert.

Antithrombin-III

Antithrombin-III wird mit dem Test Berichrom®48 bestimmt. Das Antihrombin-III

der Probe wird durch Heparin in einen Sofortinhibitor überführt und inaktiviert

vorgelegtes Thrombin (HANDELAND et al. 1983). Der Restthrombingehalt wird

in einem kinetischen Test mit Extinktionszunahme bei 405 nm bestimmt.

48 Fa. Dade Behring, Marburg


3.8.3 Bestimmung des BlutbildsDie Bestimmung von Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozyten, Hämoglobin

und Hämatokrit erfolgte mit einem automatischen Analysegerätes49. Erythrozy-

ten, Leukozyten und Thrombozyten wurden per Impedanzmesssung (Coulter-

Prinzip) bestimmt. Das Hämoglobin wird in einem Aliquot der Probe nach

Auflösung der Erythrozten photometrisch bestimmt. Der Hämatokritwert wird

berechnet.

3.8 Bestimmung der GallensalzeGesammelte Galleproben wurden zuerst bei 1000 g für zehn Minuten zentrifu-

giert. Der Überstand dient als Probenmaterial. Zur Bestimmung der Gallensalze

wurde ein vollenzymatischer Farbtest50 verwendet. Der Test beruht auf folgen-

der Methode: Die 3-α-Hydroxy-Gallensalze der Probe werden in Gegenwart von

NAD mit Hilfe der 3-α-Hydroxysteroiddehydrogenase spezifisch zu den entspre-

chenden 3-Keto-Derivaten umgesetzt. Das dabei entstehende NADH reagiert

mit Nitrotetrazolium-Blau unter der katalytischen Wirkung von Diaphorese zu

einem blauen Formazan-Derivat.

200 µl Probenüberstand und 500 µl Reaktionslösung wurden gut gemischt und

für 20 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Anschließend wurden 500 µl

Stopreagenz zugesetzt und die Proben gegen einen Leerwert bei 500 nm in

einem Eppendorf®51 Photometer 1101 gemessen. Die Gallensalzkonzentration

wurde graphisch über eine Standardkurve bestimmt (MASHIGE et al. 1981).

49 Vet ABC®, Fa. ABX Diagnostic, Montpellier (F)50 Merckotest® Gallensäuren, Fa. Merck Diagnostica, Darmstadt51 Fa. Eppendorf, Hamburg


3.9 Herstellung der TUDC-InfusionDie verwendete Lösung wurde unter sterilen Bedingungen vor jeder Operation

hergestellt. 520 mg Tauroursodeoxycholat wurden mit einer Feinwaage52 in ein

Polyethylen-Röhrchen eingewogen und mit 50 ml NaCl-Lösung14 aufgelöst.

Anschließend wurde die Lösung durch einen 0,2 µm Sterilfilter53 in eine 50 ml

Spritze aufgezogen. Alle Arbeitsschritte wurden unter einer Sterilbank54 durch-

geführt.

Bis zur Verwendung in der Operation wurde die Lösung bei 4 °C in einem

Kühlschrank gelagert.

3.10 Statistische AuswertungDie statistische Auswertung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Institut für

Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie des Universitätsklinikums

Essen. Es wurde das Computerprogramm Stat View®55 für Windows, Version

4.53 verwendet.

Einzelwerte, die bei einer Untersuchung gewonnen wurden, wurden hinsichtlich

ihrer Normalverteilung geprüft. Lag eine Normalverteilung vor, wurde anhand

des Student’s t-Test überprüft, ob die Messreihen signifikant unterschiedlich

waren. Dieses war bei allen Versuchsreihen der Studie der Fall.

Die Signifikanz der Überlebensrate wurde mit dem Kaplan-Meier-Test unter-

sucht.

Aufgrund der nicht parametrischen Verteilung der Überlebensrate wurde der

Mann-Whitney-U-Test angewendet. Die biochemischen und hämatologischen

Untersuchungen wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test am zweiten postopera-

tivem Tag überprüft. Aufgrund der unterschiedlichen Überlebenszeiten wurde

eine Einzelkurvendarstellung für jedes Versuchstier gewählt.

52 Fa. Sauter, Sulgen53 Pharm Assure®, Fa. Pall Medical, Portsmouth (GB)54 Technoflow®, Fa Integra Bioschiences, Fernwald55 Fa. Abacus Concepts, Berkeley (USA)


Bei der Gallensalzsekretionsrate wurde ein Vergleich zwischen den Gruppen

mittels Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Wenn ANOVA signifikante

Unterschiede zeigte, wurde Scheffe’s Verfahren als Post-hoc-Test durchgeführt.

Eine Signifikanz wurde für p-Werte kleiner 0,05 angenommen. Das heißt mit

einer Wahrscheinlichkeit von 95 % trifft die Signifikanzaussage zu.

4. Ergebnisse 54

4. Ergebnisse

4.1 Versuchsgruppen

Gruppe TUDC(Versuchsgruppe)

NaCl(Kontrollgruppe)

p-Wert

Anzahl 6 6 ---

Gewicht Spender (kg) 34,0 ± 7,1 28,2 ± 2,6 p > 0,05

Gewicht Empfänger (kg) 34,6 ± 7,7 30,6 ± 3,0 p > 0,05

Leber Gewicht (g) 821 ± 155 815 ± 81 p > 0,05

Dauer OP (h) 3 h 16’ ± 31’ 3 h 14’ ± 35’ p > 0,05

CIT (h) 16 h 36’ ± 23’ 16 h 38’ ± 35’ p > 0,05

WIT bis ReperfusionPfortader (min)

27.40’ ± 6.30’ 26.40’ ± 6.50’ p > 0,05

WIT bis ReperfusionLeberarterie (min)

67.0’ ± 15.50’ 66.40’ ± 12.0’ p > 0,05

Präservationszeit:CIT + WIT bis Rep.Pfortader (h)

17 h 03’ ± 26’ 17 h 04’ ± 32’ p > 0,05

Tab. 2: Charakteristika der experimentellen Gruppen

Zwischen den Versuchsgruppen ergeben sich bei Körper- und Leber-

gewicht sowie den Operations- und Ischämiezeiten keine signifikanten

Unterschiede (p > 0,05).

Angaben als Mittelwert ± Standardabweichung.

4. Ergebnisse 55

4.2 Chirurgisches ModellDas Ziel in der Vorversuchsgruppe war, ein chirurgisches Modell für die Studie

zu entwickeln, das die Probleme der Lebertransplantation beim Schwein kon-

trollierbar machte. Zu diesen Problemen gehörten unter anderem die lange

Operationszeit und starke Blutdruckabfälle während der OP.

Die zuerst eingesetzte Narkose aus Propofol, Fentanyl und Midazolam erwies

sich für die geplanten Studienzwecke als nicht geeignet. Die Tiere zeigten eine

schlechte postoperative Erholung mit ausgeprägter Atmung- und Kreislaufde-

pression. Vier Tiere der Vorversuchsgruppe verstarben einige Stunden nach

der Transplantation, ohne eine vollständige Erholung (Aufstehen) erreicht zu

haben.

Die dann eingesetzte Narkose aus Propofol und Remifentanilhydrochlorid

brachte eine wesentliche Verbesserung in der postoperativen Erholung. Die

Nachschlafphase war verkürzt, Atmung und Kreislauf deutlich stabiler.

Ebenso bereitete die Beherrschung der Kreislaufsituation in der anhepatischen

Phase der ersten Transplantationen in der Vorversuchsgruppe große Schwie-

rigkeiten. Das eingesetzte Shuntsystem mit Biopumpe war nicht in der Lage,

einen ausreichenden Blutfluss sicherzustellen und so den Blutdruck in tolerier-

baren Grenzen zu halten. Drei Schweine der Vorversuchsgruppe verstarben an

akutem Kreislaufversagen während der Operation aufgrund von technischem

Versagen des Pumpsystems. Der anschließend verwendete Shunt konnte ohne

Biopumpe kürzer sein und einen größeren Durchmesser aufweisen.

Die Verbesserung der Infusions- und Katecholamintherapie ermöglichte eben-

falls eine bessere Kontrolle des Blutdrucks in der anhepatischen Phase,

4. Ergebnisse 56

Die Frage nach der maximal möglichen Präservationszeit musste ebenfalls in

der Vorversuchsgruppe beantwortet werden. Es zeigte sich, dass nach

24-stündiger Präservationszeit ein 7-Tage-Überleben, auch bei mit TUDC

behandelten Tieren, nicht zu erreichen war. Als maximale Präservationszeit

wurden in unseren Vorversuchen 17 Stunden ermittelt. Diese Präservationzeit

gewährleistete ein 7-Tage-Überleben bei mit TUDC behandelten Tieren.

Das Versuchsmodell erwies sich als brauchbar, um den Einfluss von TUDC auf

den Konservierungs- und Reperfusionsschaden der Schweineleber zu untersu-

chen. Die in den Vorversuchen entwickelte Narkose- und Operationstechnik

konnte bei allen Transplantationen problemlos durchgeführt werden. Kein Fall

von maligner Hyperthermie trat auf und die Tiere zeigten eine gute postopera-ti-

ve Erholung.

4. Ergebnisse 57

4.3 Postoperatives Überleben

0

,2

,4

,6

,8

1

0 1 2 3 4 5 6 7

Abb. 7: Überlebensrate in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplantation.

Die Überlebensrate ist in der TUDC-Versuchsgruppe signifikant erhöht

(p < 0,005). n = 6 Schweine pro Versuchsgruppe.

In der TUDC-Versuchsgruppe überlebten alle Schweine die erste postoperative

Woche.

In der NaCl-Kontrollgruppe zeigte sich ein anderes Bild. Hier verstarben je ein

Schwein am ersten, dritten, vierten und sechsten postoperativen Tag. Zwei

Schweine verstarben am siebten postoperativen Tag.

In der TUDC-Versuchsgruppe war die Überlebenszeit signifikant verlängert

(p < 0,005).

100

80

60

40

20

0

Übe

rlebe

n [%

]

Tage

Überleben (TUDC-Gruppe)

Überleben (NaCl-Gruppe)

4. Ergebnisse 58

4.4 SektionsbefundeBei allen Tieren der NaCl-Kontrollgruppe traten stammbetonte petechiale Haut-

blutungen auf. Alle Tiere der NaCl-Kontrollgruppe hatten eine mittel- bis hoch-

gradige Aszites (2–3 Liter Flüssigkeit im Abdomen) entwickelt. Bei drei Schwei-

nen der Kontrollgruppe lag zusätzlich ein mittelgradiger Pleuraerguß vor

(0,5–1 Liter Flüssigkeit im Thorax).

Die Untersuchung der Anastomosen von V. portae, V. cava caudalis und A.

hepatica erbrachte keine pathologischen Befunde. Auch nach Eröffnung der

Gefäße lagen keine Anzeichen für thrombotisches Material vor. Die Anastomo-

se des Gallengangs war ebenfalls bei allen Schweinen ohne besonderen

Befund.

4. Ergebnisse 59

4.5 Leberenzyme4.5.1 Aspartataminotransferase

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 8: ASAT-Freisetzung in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplanta-

tion. Die ASAT-Freisetzung ist am zweiten postoperativen Tag zwi-

schen den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05).

n = 6 Schweine pro Versuchsgruppe

Tage

ASAT [IE]

4. Ergebnisse 60

Alle Tiere zeigen am ersten postoperativen Tag einen deutlichen Enzymanstieg.

Die Tiere der TUDC-Versuchsgruppe erreichen einen ASAT-Wert von

(633 ± 220,1) IE/l. Bis auf ein Tier haben alle Schweine der TUDC-

Versuchsgruppe am ersten postoperativem Tag ihre höchste Enzymfreisetzung

erreicht. TUDC-Schwein Nr. 2 erreicht die höchste Enzymfreisetzung am dritten

postoperativen Tag mit einem ASAT-Wert von 1285 IE/l. An diesem Tag zeigen

die übrigen Schweine der TUDC-Versuchgruppe erniedrigte Werte, die sich

zwischen 134–318 IE/l bewegen. Bis zum siebten postoperativen Tag fallen die

ASAT-Werte ab. Aber nur ein Schwein erreicht mit 21 IE/l einen Wert, der dem

präoperativem entspricht. Insgesamt erreichen die Tiere der TUDC-Gruppe am

siebten postoperativen Tag einen ASAT-Wert von (100,8 ± 52,5) IE/l.

Am ersten postoperativen Tag zeigen die Schweine der NaCl-Kontrollgruppe

eine ähnliche Enzymfreisetzung wie die TUDC-Versuchsgruppe. Sie erreichen

einen ASAT-Wert von (580,6 ± 310,6) IE/l. Am zweiten postoperativen Tag

zeigen drei Schweine mit ASAT-Werten von 913-1985 IE/l höhere Werte als die

TUDC-Gruppe. Bis zum siebten postoperativen Tag zeigen die beiden überle-

benden Schweine eine Abnahme der ASAT-Werte auf 265 bzw. 426 IE/l.

Zwischen beiden Versuchsgruppen zeigen sich keine signifikanten Unterschie-

de (p > 0,05).

4. Ergebnisse 61

4.5.2 Alaninaminotransferase

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 9: ALAT-Freisetzung in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplantati-

on. Die ALAT-Freisetzung ist am zweiten postoperativen Tag zwischen

den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05). n = 6

Schweine pro Versuchsgruppe.

Die ALAT-Freisetzung steigt in beiden Versuchsgruppen in den ersten postope-

rativen Tagen an. Am dritten postoperativen Tag werden in der TUDC-

Versuchsgruppe ein ALAT-Wert von (40,7 ± 10,2) IE/l erreicht. Bis zum siebten

postoperativen Tag erreichen fünf Schweine der TUDC-Versuchsgruppe wieder

ALAT-Werte wie vor der Lebertransplantation. Insgesamt liegt der ALAT-Wert

am siebten postoperativen Tag bei (29,7 ± 7,1) IE/l.

Tage

ALAT [IE]

4. Ergebnisse 62

In der NaCl-Kontrollgruppe erreichen zwei Schweine am zweiten postoperati-

vem Tag die höchste Enzymfreisetzung mit 122,0 bzw. 71,0 IE/l. Am dritten

postoperativen Tag liegt der ALAT-Wert in der NaCl-Gruppe bei

(58,3 ± 22,8) IE/l. Bis zum siebten postoperativen Tag fällt die Enzymfreiset-

zung auch in der Kontrollgruppe auf präoperative Werte ab. Zwischen den

beiden Versuchsgruppen zeigt sich kein signifikanter Unterschied (p > 0,05).

4.5.3 Alkalische Phosphatase

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 10: AP-Freisetzung in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplantati-

on. Die AP-Freisetzung ist in der NaCl-Gruppe am zweiten postopera-

tiven Tag signifikant erhöht (p < 0,05). n = 6 Schweine pro Versuchs-

gruppe.

Tage

AP [IU]

4. Ergebnisse 63

Die AP-Werte steigen in der TUDC-Versuchsgruppe postoperativ an und

erreichen am zweiten postoperativen Tag einen AP-Wert von

(189,6 ± 59,8) IE/l. Die AP-Werte bleiben dann annähernd bis zum vierten

postoperativen Tag bei (190,0 ± 73,2) IE/l konstant. Bei vier Tieren der TUDC-

Versuchsgruppe zeigt sich ab dem fünften postoperativen Tag eine Erhöhung

der AP-Werte. Am siebten postoperativen Tag wird in der TUDC-

Versuchsgruppe ein AP-Wert von (287,1 ± 99,2) IE/l erreicht.

In der NaCl-Kontrollgruppe werden deutlich höhere AP-Werte erreicht. So liegt

der AP-Wert am zweiten postoperativen Tag bei (388,2 ± 153,4) IE/l. Am

siebten postoperativen Tag erreichen die beiden überlebenden Schweine einen

AP-Wert von 372,2 bzw. 190,0 IE/l.

Die AP-Freisetzung ist in der NaCl-Gruppe am zweiten postoperativen Tag

signifikant erhöht (p < 0,05).

4. Ergebnisse 64

4.5.4 γ-Glutamyltransferase

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 11: GGT-Freisetzung in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplanta-

tion. Die GGT-Freisetzung ist am zweiten postoperativen Tag zwi-


n = 6 Schweine pro Versuchsgruppe.

Bei der Untersuchung der GGT-Werte zeigen sich präoperativ große Unter-

schiede. So liegt der GGT-Wert in der TUDC-Versuchsgruppe präoperativ

Zwischen 22 und 49 IE/l. In der NaCl-Kontrollgruppe liegt er zwischen 19 und

29 IE/l. Am ersten postoperativen Tag erfolgt in beiden Gruppen ein Abfall der

GGT-Konzentration. In der TUDC-Versuchsgruppe wird ein Wert von

(17,3 ± 7,9) IE/l erreicht. In der NaCl-Kontrollgruppe fällt die GGT-Konzentration

auf (13,0 ± 2,6) IE/l. Bis zum siebten postoperativen Tag steigen die Werte für

Tage

GGT [IE]

4. Ergebnisse 65

die GGT-Konzentration wieder an. Am siebten postoperativen Tag wird in der

TUDC-Gruppe ein Wert von (33,6 ± 8,3) IE/l und in der NaCl-Gruppe ein Wert

von (24,5 ± 9,2) IE/l erreicht.

Zwischen den beiden Versuchsgruppen zeigen sich keine signifikanten Unter-

schiede (p > 0,05).

4.5.5 Glutamatdehydrogenase

0

50

100

150

200

250

300

350

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 12: GLDH-Freisetzung in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplan-

tation. Die GLDH-Freisetzung ist in der NaCl-Gruppe am zweiten

postoperativen Tag signifikant erhöht (p < 0,05). n = 6 Schweine pro

Versuchsgruppe.

Tage

GLDH [IE]

4. Ergebnisse 66

Die GLDH-Freisetzung in der NaCl-Kontrollgruppe zeigt einen steileren Anstieg

im Vergleich zur TUDC-Versuchsgruppe. In der TUDC-Versuchsgruppe wird am

zweiten postoperativen Tag ein GLDH-Werte von (25,2 ± 9,1) IE/l erreicht. In

der NaCl-Gruppe liegen der Wert bei (79,6 ± 49,5) IE/l. Am dritten postoperati-

ven Tag erreicht ein Schwein der TUDC-Gruppe mit 99,5 IE/l den höchsten

Wert der Gruppe. In der NaCl-Gruppe wird der Höchstwert von 341,9 IE/l

erreicht. Bis zum siebten postoperativem Tag fallen die GLDH-Werte in beiden

Gruppen auf (1,2–5,2) IE/l ohne damit aber präoperative Werte zu erreichen.

Die Enzymfreisetzung ist in der NaCl-Kontrollgruppe am zweiten postoperativen

Tag signifikant erhöht (p < 0,05).

4. Ergebnisse 67

4.6 Parameter der Lebersyntheleistung4.6.1 Gesamteiweiß

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 13: Gesamteiweißkonzentration in den ersten sieben Tagen nach Leber-

transplantation. Die Gesamt Eiweiß Konzentration ist in der TUDC-

Gruppe am zweiten postoperativem Tag signifikant erhöht (p < 0,05).


Die Gesamteiweißkonzentration erreichte in beiden Versuchsgruppen am

ersten postoperativen Tag den niedrigsten Stand. In der TUDC-Versuchsgruppe

fällt die Eiweißkonzentration auf (41,5 ± 5,8) g/l. Bis zum siebten postoperativen

Tag erreicht die Gesamteiweißkonzentration wieder ihre präoperative Höhe. Die

Konzentration liegt bei (56,8 ± 7,8) g/l. In der NaCl-Kontrollgruppe fällt die

Gesamteiweißkonzentration auf (30,4 ± 5,8) g/l am ersten postoperativen Tag.

Tage

Gesamteiweiß [g/l]

4. Ergebnisse 68

Bis zum siebten postoperativen Tag steigt die Eiweiß-Konzentration in der

NaCl-Gruppe wieder an. In der TUDC-Versuchsgruppe ist die Gesamt-Eiweiß

Konzentration am zweiten postoperativen Tag signifikant erhöht (p < 0,05).

4.6.2 Gerinnungsfaktoren und Kontrollparameter4.6.2.1 Fibrinogen

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 14: Fibrinogenkonzentration in den ersten sieben Tagen nach Lebertrans-

plantation. Die Fibrinogen Konzentration ist am zweiten postoperati-

ven Tag zwischen den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert

(p > 0,05). n = 6 Schweine pro Versuchsgruppe.

Tage

Fibrinogen[g/l]

4. Ergebnisse 69

Die Fibrinogenkonzentration fällt in beiden Versuchsgruppen am ersten post-

operativen Tag ab. In der TUDC-Gruppe erreicht sie einen Wert von

(2,76 ± 0,53) g/l. und in der NaCl-Gruppe von (2,2 ± 0,3) g/l. Im weiteren Verlauf

der ersten postoperativen Woche zeigt sich ein uneinheitlicher Verlauf der

Fibrinogenkonzentration in den Versuchsgruppen. In der TUDC-Gruppe liegt die

Konzentration am Ende der ersten Woche bei (1,9 ± 0,7) g/l und damit unter der

präoperativen Konzentration. Zwischen beiden Versuchsgruppen ergeben sich

keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05).

4.6.2.2 Thromboplastinzeit

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 15: Thromboplastinzeit in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplan-

tation. Die Thromboplastinzeit ist in der NaCl-Gruppe am zweiten

postoperativen Tag signifikant verkürzt (p < 0,05). n = 6 Schweine pro

Versuchsgruppe.

Tage

TPZ [%]

4. Ergebnisse 70

Die Thromboplastinzeit nimmt in beiden Gruppen am ersten postoperativen Tag

ab. In der TUDC-Versuchsgruppe fällt sie auf einen Wert von (88,3 ± 10,4) %.

Bis zum siebten postoperativen Tag erholt sich die TPZ bei vier Schweinen der

TUDC-Versuchsgruppe auf Werte zwischen 112 und 141 %. In der NaCl-

Kontrollgruppe fällt die TPZ am ersten postoperativen Tag auf (62,6 ± 18,4) %

ab. Insgesamt erholt sich die TPZ in der NaCl-Gruppe langsamer als in der

TUDC-Versuchsgruppe. Die Thromboplastinzeit ist in der NaCl-Gruppe am

zweiten postoperativen Tag signifikant verlängert (p < 0,05).

4. Ergebnisse 71

4.6.2.3 Thrombinzeit

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 16: Thrombinzeit in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplantation.

Die Thrombinzeit ist am zweiten postoperativen Tag zwischen den

Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05). n = 6


Tage

Thrombinzeit [s]

4. Ergebnisse 72

Die Thrombinzeit verlängert sich in der TUDC-Versuchsgruppe von ihrem

Ausgangswert von (18,4 ± 1,0) Sekunden auf (32,2 ± 6,4) Sekunden am ersten

postoperativen Tag. Bis zum siebten postoperativen Tag verkürzt sie sich

wieder, erreicht aber mit (23,0 ± 3,2) Sekunden nicht ihre präoperativen Werte.

In der NaCl-Kontrollgruppe verlängert sich die Thrombinzeit von

(18,5 ± 1,3) Sekunden auf (40,5 ± 12,5) Sekunden am ersten postoperativen

Tag. Bis zum siebten postoperativen Tag bleibt die Thrombinzeit ebenfalls

verlängert. Zwischen den beiden Versuchsgruppen ergeben sich keine signifi-

kanten Unterschiede (p > 0,05).

4. Ergebnisse 73

4.6.2.4 Antithrombin-III

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 17: Antithrombin-III (AT-III) in den ersten sieben Tagen nach Lebertrans-

plantation. Die Thrombinzeit ist am zweiten postoperativen Tag zwi-



Die Antithrombin-III-Aktivität erreicht in beiden Versuchsgruppen am ersten

postoperativen Tag ihren Tiefpunkt. In der TUDC-Versuchsgruppe fällt sie von

(86,7 ± 6,3) % auf (66,3 ± 10,8) %. Bis zum siebten postoperativen Tag steigt

die Antithrombin-III-Aktivität bei fünf Tieren über den Ausgangswert an. Sie

erreicht dann eine Aktivität von (104,1 ± 20,2) %. In der NaCl-Kontrollgruppe

fällt die AT-III-Aktivität von (81,3 ± 9,4) % auf (50,8 ± 10,3) % am ersten post-

operativen Tag. Bei den zwei bis zum siebten Tag überlebenden Schweinen der

Kontrollgruppe steigt die AT-III-Aktivität wieder auf 73 bzw. 84 % an. Zwischen

Tage

Antithrombin-III [%]

4. Ergebnisse 74

den beiden Versuchsgruppen zeigt sich kein signifikanter Unterschied in der

Antithrombin-III-Aktivität (p > 0,05).

4.6.3 Bilirubin

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 18: Gesamtbilirubin im Serum in den ersten sieben Tagen nach Leber-

transplantation. Die Bilirubinkonzentration ist am zweiten postoperati-

ven Tag in der NaCl-Kontrollgruppe signifikant erhöht (p < 0,05).


Tage

Bilirubin [µmol/l]

4. Ergebnisse 75

Der Bilirubingehalt im Serum zeigt in beiden Gruppen nach der Lebertrans-

plantation ansteigende Werte. In der TUDC-Versuchsgruppe steigt der Bilirubin

Wert am ersten postoperativen Tag auf (4,6 ± 3,4) µmol/l an. Ab dem vierten

postoperativen Tag steigt der Bilirubingehalt im Serum von (6,8 ± 5,8) µmol/l auf

(31,9 ± 32,3) µmol/l am siebten postoperativen Tag an. In der NaCl-

Kontrollgruppe steigt die Bilirubinkonzentration am ersten postoperativen Tag

auf (10,3 ± 7,3) µmol/l. Am siebten postoperativen Tag liegt die Bilirubinkon-

zentration im Serum bei den überlebenden Kontrollgruppen-Schweinen bei

49,6 bzw. 73,5 µmol/l. Die Bilirubinkonzentration ist in der NaCl-Gruppe am

zweiten postoperativen Tag signifikant erhöht (p < 0,05).

4. Ergebnisse 76

4.7 Kreatinin

0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 19: Kreatinin im Serum in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplan-

tation. Die Kreatininkonzentration ist am zweiten postoperativen Tag

zwischen den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05).


Die Kreatininkonzentration in der TUDC-Gruppe steigt am ersten postoperati-

ven Tag nur leicht an auf (106,8 ± 9,9) µmol/l und erreicht am zweiten postope-

rativen Tag wieder Werte um ihren Ausgangswert. In der NaCl-Gruppe zeigt

sich am ersten postoperativen Tag ein deutlicher Anstieg der Kreatininkon-

zentration auf (186,5 ± 56,8) µmol/l. Am vierten postoperativen Tag erreicht die

Kreatininkonzentration in der NaCl-Gruppe wieder Bereiche um ihren Aus-

gangswert von (89,9 ± 6,7) µmol/l.

Tage

Kreatinin [µmol/l]

4. Ergebnisse 77

Zwischen beiden Versuchsgruppe ergeben sich keine signifikanten Unterschie-

de in der Kreatininkonzentration (p > 0,05)

4.8 Veränderungen im Blutbild4.8.1 Hämoglobin

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 20: Hämoglobingehalt in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplanta-

tion. Der Hämoglobinwert ist am zweiten postoperativen Tag zwischen

den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05).


In der TUDC-Versuchsgruppe steigt der Hämoglobinwert von (94,5 ± 7,8) g/l am

ersten postoperativen Tag auf (107,2 ± 11,2) g/l am siebten postoperativen Tag

an. In der NaCl-Kontrollgruppe erreicht der Hämoglobingehalt am ersten post-

operativen Tag (111,8 ± 14,8) g/l. Am siebten postoperativen Tag erreichen die

Tage

Hämoglobin [g/l]

4. Ergebnisse 78

beiden überlebenden Kontrollgruppenschweine 91 bzw. 76 g/l. Zwischen beiden

Versuchgruppen zeigt sich kein signifikanter Unterschied (p > 0,05).

4.8.2 Leukozyten

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 21: Leukozytenzahl in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplantati-

on. Die Leukozytenzahl ist am zweiten postoperativen Tag zwischen

den Versuchsgruppen nicht signifikant verändert (p > 0,05).


Tage

Leukozyten [Giga/l]

4. Ergebnisse 79

Die Leukozytenzahl steigt in beiden Gruppen am ersten postoperativen Tag an.

In der NaCl-Gruppe steigen sie auf (27,72 ± 3,66) G/l und in der TUDC-Gruppe

auf (20,10 ± 4,63) G/l. Am zweiten postoperativen Tag fallen sie in der NaCl-

Gruppe auf (15,62 ± 7,65) G/l und in der TUDC-Gruppe auf (15,23 ± 4,62) G/l.

In der NaCl-Gruppe steigen die Leukozyten bis zum vierten postoperativen Tag

wieder auf (26,57 ± 8,93) G/l an und fallen am fünften postoperativen Tag

wieder auf (19,10 ± 3,01) G/l ab. In der TUDC-Gruppe steigen die Leukozyten

bis zum fünften postoperativen Tag bis auf (18,12 ± 7,65) G/l an. Zwischen den

beiden Versuchsgruppen ergeben sich keine signifikanten Unterschiede

(p > 0,05).

4. Ergebnisse 80

4.8.3 Thrombozyten

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 7

TUDC 6TUDC 5

TUDC 4TUDC 3

TUDC 2TUDC 1

NaCl 6NaCl 5

NaCl 4NaCl 3

NaCl 2NaCl 1

Abb. 22: Thrombozytenzahl in den ersten sieben Tagen nach Lebertransplan-

tation. Die Thrombozytenzahl ist am zweiten postoperativen Tag in

der NaCl-Kontrollgruppen signifikant erniedrigt (p < 0,05). n = 6


Tage

Thrombozyten [Giga/l]

4. Ergebnisse 81

In beiden Gruppen tritt ein starker Thrombozytenabfall am ersten postoperati-

vem Tag auf, der sich bis zum zweiten postoperativen Tag fortsetzt. In der

TUDC-Gruppe fallen sie von (356,3 ± 70,9) G/l am Operationstag auf

(121,3 ± 49,3) G/l am ersten bzw. auf (117,0 ± 56,5) G/l am zweiten postopera-

tiven Tag. Bis zum siebten postoperativen Tag erholen sich die Thrombozyten

in der TUDC-Gruppe wieder auf (444,0 ± 156,2) G/l. In der NaCl-Gruppe fallen

die Thrombozyten von (338,0 ± 118,9) G/l am Operationstag auf (35,2 ± 8,1) G/l

am ersten bzw. auf (20,4 ± 7,0) G/l am zweiten postoperativen Tag. Es folgt ein

Anstieg der Thrombozyten auf (249,0 ± 67,3) G/l am vierten postoperativen

Tag, gefolgt von einem erneuten Abfall auf (155,3 ± 59,2) G/l am fünften post-

operativen Tag. Am siebten postoperativen Tag erreicht die Thrombozytenkon-

zentration bei den beiden überlebenden Schweinen der NaCl-Gruppe 455 bzw.

94 G/l. In der NaCl-Gruppe sind die Thrombozyten am zweiten postoperativen

Tag signifikant erniedrigt. (p < 0,05).

4.9 Natrium, Kalium und GlukoseDie Laborwerte für diese Parameter bewegen sich nach der Lebertransplantati-

on in ihren physiologischen Grenzen.

4. Ergebnisse 82

4.10 Gallensalzsekretionsrate

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

0 5 10 15

TUDCNaCl

Abb. 23: Gallensalzsekretionsrate pro Minute und Körpergewicht nach Infusion

von TUDC. Die Gallensalzsekretionsrate ist in der TUDC-Gruppe sig-

nifikant erhöht (p < 0,05). n = 6 Schweine pro Versuchsgruppe. Anga-

ben als Mittelwert ± Standardfehler.

Die Gallensalzsekretionsrate liegt bei Beginn der Infusion in der TUDC-Gruppe

bei (485 ± 270) µmol/(min • kg KGW). In der NaCl-Kontrollgruppe liegt sie bei

(375 ± 78) µmol/(min • kg KGW). In der NaCl-Gruppe zeigt die Gallensalzsekre-

tionsrate leichte Schwankungen und liegt nach 15 Minuten bei

(329 ± 219) µmol/(min • kg KGW). In der TUDC-Gruppe steigt die Gallensalz-

sekretionsrate kontinuierlich an und liegt nach 15 Minuten bei

Min. nach Beginn der TUDC-Infusionim Leberspender

Gallensalzsekretionrate [µmol/(min • kg KGW)]

4. Ergebnisse 83

(778 ± 436) µmol/(min • kg KGW). In der TUDC-Gruppe ist die Gallensalzsekre-

tionrate signifikant erhöht (p < 0,05).

4.12 Gallengangsdarstellung

Abb. 24: Gallengangsdarstellung im Röntgenbild von Schwein TUDC-6. Der

Ductus hepaticus und seine Aufzweigungen im Leberparenchym sind

gut zu erkennen. Es liegen keine Stenosen vor. Die beiden Pfeile

zeigen den Ort der Gallengangsanastomose.

kranial

D. hepaticus

Leber

D. choledochus

T-Drainage

4. Ergebnisse 84

Die Gallengangsdarstellung konnte nur in der TUDC-Gruppe angefertigt wer-

den, da die Schweine der Kontrollgruppe alle vor dem achten postoperativen

Tag verendeten. Hier beispielhaft abgebildet ist eine gelungene Gallengangs-

darstellung von Versuchsgruppentier-Nr. 6. In den Sektionen der Kontrollgrup-

pentiere wurden keine Stenosen oder Undichtigkeiten der Gallengangsanasto-

mosen festgestellt.

Bei keinem Schwein der TUDC-Gruppe zeigten sich im Röntgenbild Stenosen

oder Undichtigkeiten der Gallengangsanastomose.

5. Diskussion 85

5. Diskussion

Das Thema dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses von Taurourso-

deoxycholat auf die Konservierungs- und Reperfusionsschädigung nach Leber-

transplantation. Das Ausmaß dieser Konservierungs- und Reperfusionsschäden

ist für den Verlauf einer Transplantation von entscheidender Bedeutung, da sie

Komplikationen in verschiedenen Phasen nach Transplantation auslösen

können. Beispiele für Frühkomplikationen sind die primäre Nichtfunktion (PNF)

und Dysfunktion (PDF) der Leber. Auch Langzeitkomplikationen wie Gallen-

gangsstenosen und Abstoßungsreaktionen können durch einen Konservie-

rungs- und Reperfusionsschaden ausgelöst werden (HOWARD et al. 1990;

SANCHEZ-URDAZPAL et al. 1993; ROSEN et al. 1998).

Ein schützender Effekt des hydrophilen Gallensalzes Tauroursodeoxycholat auf

die Leber konnte bereits in verschieden Studien nachgewiesen werden. Hierzu

gehören insbesondere cholestatische Erkrankungen der Leber wie primäre

biliäre Zirrhose, primäre sklerosierende Cholangistis und Mukoviszidose

(CROSIGANANI et al. 1996; SALEN und BATTA 1999). Eine weitere Eigen-

schaft von TUDC ist der Schutz der Leber vor verschiedenen toxischen Stoffen.

TUDC ist in der Lage die in Kontrollgruppen beobachtete Schadwirkung auf die

Leber zu mindern. Zu diesen toxischen Stoffen gehören unter anderem Ethanol,

Phalloidin –ein Pilztoxin– oder Oxysterole (TABOUY et al. 1998; OLIVA et al.

1998; ISHIZAKI et al. 2001; YOSHIDA et al. 2001).

In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von TUDC in der orthotopen

Lebertransplantation nach 17-stündiger Ischämiezeit auf die Schweineleber

untersucht. Nach MEDLINE-Literaturrecherche zeigte sich, dass diese Studie

die derzeit einzige Arbeit, die den Einfluss von TUDC im Großtiermodell nach

einer grenzwertig langen Lagerungszeit untersucht hat. Diese Studie ist durch-

geführt worden, um zu untersuchen, ob durch die Gabe von TUDC die Überle-

5. Diskussion 86

benszeit signifikant verlängert werden kann. HERTL et al. (1999, 2000) konnten

in einer früheren Studie zeigen, dass nach einer 8-stündigen Lagerungszeit der

Leber die Enzymfreisetzung in TUDC-behandelten Versuchstieren signifikant

niedriger ist.

Das aussagekräftigste Ergebnis der vorliegenden Studie ergab sich bei der

Betrachtung der Überlebensrate der Tiere nach 17-stündiger Lagerungszeit.

Hier zeigte sich in der TUDC-Versuchsgruppe eine signifikant erhöhte Überle-

bensrate in der ersten postoperativen Woche. Keines der Tiere in der TUDC-

Versuchsgruppe verendete vor dem Ende der ersten postoperativen Woche.

Ein anderes Bild zeigte sich in der NaCl-Kontrollgruppe. Überlebten in einer

Studie von HERTL et al. (1999) nach 8-stündiger Lagerungszeit alle Tiere der

NaCl-Kontrollgruppe die erste postoperative Woche, so überlebten nach

17-stündiger Lagerungszeit nur zwei der unbehandelten Tiere. Dieses Ergebnis

zeigt, dass nach 17-stündiger Lagerungszeit ein schwerer Ischämie- und

Reperfusionsschaden auftrat, der ohne Behandlung mit TUDC zu einer signifi-

kant verschlechterten Überlebensrate führte.

Die Aspartaminotransferase (ASAT) zeigte in beiden Versuchsgruppen einen

deutlichen Anstieg über den Referenzbereich von 35 IE/l (KRAFT u. DÜRR

1995). Es ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Grup-

pen. Die ASAT ist in verschieden Organen lokalisiert und gilt nicht als leberspe-

zifisch. Die ASAT tritt unter anderem im Zytoplasma und in den Mitochondrien

der Leberzelle auf. Wie die Alaninaminotransferase (ALAT) wird die ASAT

schon bei Störungen der Membranpermeabilität aus dem Zytosol der Hepato-

zyten freigesetzt (REICHLING u. KAPLAN 1988).

Auch bei der Alaninaminotransferase Freisetzung zeigten sich keine signifikan-

ten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen. HERTL et al. (1999) stellten

in ihrer Studie nach 8-stündiger Lagerungszeit eine signifikante Erhöhung der

5. Diskussion 87

ASAT- und ALAT-Freisetzung in der NaCl-Kontrollgruppe fest. Das Ausbleiben

einer signifikanten Erhöhung für ASAT und ALAT nach 17-stündiger Lage-

rungszeit lässt folgende Hypothese zu:

Durch die grenzwertig lange Ischämiezeit kommt es auch in der TUDC-

Versuchsgruppe zu einer Schädigung der Hepatozytenmembran. Aufgrund

dieser vermuteten Membranschädigung wird auch in der TUDC-

Versuchsgruppe vermehrt ASAT und ALAT aus den Hepatozyten freigesetzt.

STRASBERG et al. (1994) zeigten, dass bei Funktionsstörungen der Leber in

der Frühphase nach der Transplantation erhöhte ASAT und ALAT Werte auf-

treten. Diese Beobachtung würde ebenfalls die Vermutung einer Leberschädi-

gung auch in der TUDC-Versuchsgruppe unterstützen.

Die Alkalische Phosphatase (AP) kommt in fast allen Geweben, besonders in

Leber und Knochen, vor. In der Leber tritt sie in den kanalikulären Segmenten

der intrazellulären Membranen der Hepatozyten auf und zeigt unter anderem

Anstiege bei bestehenden Cholestasen (BELLENTANI et al. 1996). Der Refe-

renzwert liegt bei 170 IE/l (KRAFT u. DÜRR 1995). In der NaCl-Gruppe werden

am zweiten postoperativem Tag signifikant erhöhte Werte erreicht. Die Ursache

für die signifikante AP-Erhöhung in der Kontrollgruppe könnte in einer ver-

mehrten Schädigung der kanalikulären Membran der Hepatozyten zu sehen

sein.

Die γ-Glutamyltransferase (GGT) ist ähnlich wie die AP in den Membranen der

Hepatozyten lokalisiert. Zusätzlich ist die GGT in den Gallengangsepithelien

lokalisiert. Die GGT gilt als sensitiver Indikator für hepatobiliäre Erkrankungen

(ISHIKAWA et al. 1997). In der vorliegenden Studie erfolgte in beiden Ver-

suchsgruppen ein Abfall der Enzymkonzentrationen in den ersten Tagen nach

den Lebertransplantationen. Zwischen beiden Versuchsgruppen ergaben sich

keine signifikanten Unterschied am zweiten postoperativen Tag. Die Ursache

für den postoperativen Enzymabfall kann nicht eindeutig erklärt werden. Eine

5. Diskussion 88

mögliche Erklärung, für die im Gegensatz zur AP nicht signifikant veränderten

GGT-Werte, kann die verzögerte Reaktion der GGT sein (KRAFT u. DÜRR

1995).

Die Glutamatdehydrogenase (GLDH) tritt nur in der Mitochondrienmatrix der

Hepatozyten auf. Damit ist dieses Enzym als hoch leberspezifisch anzusehen.

Gleichzeitig ist die GLDH-Konzentration ein wichtiger Indikator, um die Leber-

qualität nach der Transplantation zu beurteilen (LAUCHART et al. 2001). Der

Referenzbereich für GLDH liegt bei 4 IE/l (KRAFT u. DÜRR 1995). Aufgrund

ihres Vorkommens in der Mitochondrienmembran ist ein Anstieg immer mit dem

Untergang von Hepatozyten gleichzusetzen. In beiden Versuchsgruppen ist ein

postoperativer Anstieg der GLDH-Werte zu verzeichnen. Dieser Anstieg ist aber

in der TUDC-Versuchsgruppe signifikant niedriger.

TUDC ist vermutlich nach 17-stündiger Lagerungszeit in der Lage, Schäden an

den Mitochondrien abzumildern.

Eine mögliche Erklärung für den protektiven Effekt auf Mitochondrien ist der

Schutz vor Permeabilitätsveränderungen an der inneren Mitochondrienmemb-

ran [Mitochondrial Membrane Permeability Transition (MPT)]. Dieser Effekt

wurde von RODRIGUES et al. (1998) und GORES et al. (1998) für TUDC in In-

vitro-Studien nachgewiesen. Die Mitochondrienmembranschädigung kann

durch zwei Mechanismen ausgelöst werden. Durch eine unspezifische Schädi-

gung der Membranproteine oder durch das Öffnen von Multi-Protein-Kanälen

an der inneren Mitochondrienmembran. Als Konsequenz aus diesen Vorgängen

bricht das transmembrane Potential der Mitochondrien zusammen. Dieses führt

zu einer Entkopplung der Atmungskette, Hemmung der ATP-Synthese und

Freisetzung von Sauerstoffradikalen. RODRIGUES et al. (1998) und GORES et

al. (1998) wiesen in ihren Studien nach, dass TUDC das Auftreten von MPT,

nach Gabe von hydrophoben Gallensalzen wie Deoxycholat bzw. Glykocheno-

deoxycholat, verhindern kann.

5. Diskussion 89

Die signifikant niedrigere Freisetzung von Alkalischer Phosphatase zeigt, dass

TUDC vermutlich einen schützenden Effekt im Bereich der kanalikulären Mem-

branen hat. Es konnten aber für die Transaminasen ASAT, ALAT und für GGT

keine signifikanten Unterschiede nach 17-stündiger Lagerungszeit gezeigt

werden.

Wie der genaue Wirkungsmechanismus von TUDC auf die Hepatozyten ist,

kann mit den Ergebnissen dieser Studie nicht beantwortet werden. Verschiede-

ne Studien konnten Teile des Wirkungsmechanismus von TUDC auf Membra-

nen aufklären.

Vermutlich sind die in den Studien von LEUSCHNER et al. (1995) und

GÜLDÜTUNA et al. (1993, 1997) beschriebenen Wirkungsmechanismen auch

für die verbesserte Überlebensrate und niedrigeren Enzymfreisetzungen in der

vorliegeneden Studie verantwortlich.

Tauroursodeoxycholat wird schnell in die Hepatozyten aufgenommen und

verdrängt dort hydrophobe Gallensalze. Ebenso führt eine Applikation von

TUDC zu einer Erhöhung der Gesamtkonzentration von Gallensäuren im

Hepatozyten (SETCHELL et al. 1997). Diese erhöhte Gallensalzkonzentration

konnte in dieser Studie während der Spenderoperation beobachtet werden. Im

postoperativen Verlauf konnten keine Daten über die Gallensalzsekretionsrate

erhoben werden, da sich Schweine mehrfach den Gallenflüssigkeit-

Drainagebeutel abrissen.

Ursodeoxycholat (UDC) und auch seine konjugierten Formen wie TUDC lagern

sich in die Zellmembranen ein und führen dadurch zu einer erhöhten Oberflä-

chenstabilität. Vermutlich wird der apolare Anteil von UDC im Zentrum der

Lipiddoppelmembran eingelagert, während der polare Teil nahe der Oberfläche

der Membran liegt (LEUSCHNER et al. 1995; GÜLDÜTUNA et al. 1993, 1997).

5. Diskussion 90

Wenn UDC in Membranen eingelagert ist, wird die Fähigkeit von Chenodeoxy-

cholat und anderen hydrophoben Gallensalzen sich an Membranen anzulagern

herabgesetzt. Wie Cholesterin hält die Einlagerung von UDC die Stabilität der

Lipiddoppelmembran aufrecht. Diese Stabilisierung führt zur Aufrechterhaltung

der physiologischen Aufgaben und Funktionsabläufen an den Membranen.

Durch die Sicherung der Aufgaben von Membranen, wie Transportprozesse,

wird schließlich auch die Zelle als Funktionseinheit geschützt.

Die Tendenz von UDC, Mizellen zu bilden, macht diese Substanz besser für

den Membraneinbau geeignet als andere im Vergleich noch hydrophilere

Gallensalze. Ein Beispiel wäre das Tri-Keto-Gallensalz Dehydrocholat. Diese

können keine Mizellen bilden, da sie lediglich polare und keine apolaren Regio-

nen haben. Sie können sich nicht wie TUDC in die Zellmembranen einlagern

(HEUMAN u. BAJAJ 1994).

Ebenfalls für einen Wirkungsmechanismus durch die Beeinflussung von Mem-

branen spricht die Feststellung, dass TUDC in isolierten menschlichen Hepato-

zyten und in Erythrozyten die toxischen Effekte von Taurodeoxycholat und

Glykochenodeoxycholat abschwächt (GALLE et al. 1990; HEUMAN et al. 1991).

Wichtig ist die Feststellung von HEUMAN et al. (1991), dass ein schützender

Effekt auch bei Erythrozyten nachgewiesen werden kann. Es ist daher unwahr-

scheinlich, dass die hauptsächliche Wirkung von TUDC auf einer Beeinflussung

von proteingebunden, metabolischen Abläufen beruht. Erythrozyten besitzen

keine Zellkerne und eine Proteinneosynthese ist nicht möglich.

In verschiedenen Studien wurde, neben dem Schutz der Zellmembranen durch

TUDC, eine Stabilisierung der Mitochondrienmembranen in Hepatozyten nach-

gewiesen. Nach einer Hypothese von GORES et al. (1998) soll die Schädigung

der Mitochondrien auf einem durch Calcium vermittelten Effekt beruhen. Auch

5. Diskussion 91

BELLANTANI et al. (1996) vermuten, dass TUDC schädigende Effekte, die über

Calcium vermittelt werden, abschwächen kann. Diese Hypothesen würden für

die Beeinflussung von Stoffwechselprozessen durch TUDC sprechen, die über

Calcium als Transmitter gesteuert werden.

Ein weiterer sensitiver Indikator für cholestatische Zustände und Funktion der

Leber ist die Bilirubinkonzentration im Serum (MIZOE et al. 1996). Bei den

Tieren der NaCl-Kontrollgruppe wurden signifikant erhöhte Bilirubinwerte

gemessen. Dieses ist ein weiterer Untersuchungsparameter, der eine ver-

schlechterte Transplantatqualität in der NaCl-Kontrollgruppe anzeigt

(HERRERA et al. 1989; MURACA et al. 1993).

In beiden Versuchsgruppen zeigten sich bei einigen Tieren nach dem vierten

postoperativen Tag, Anstiege in der Bilirubin Konzentration. Bei Sektion, bzw.

röntgenologischen Gallengangsdarstellung wurden extrahepatische Gallen-

gangsstenosen als Ursache ausgeschlossen.

Der Grund für die Bilirubinerhöhung am Ende der ersten postoperativen Woche

ist vermutlich eine Abstoßungsreaktion (VAN NOORLOOS et al. 1984; VISSER

et al. 1984). Bei diesen Tieren erwiesen sich die verabreichten Dosen Predni-

solon zur Immunsuppression als nicht ausreichend.

Bei einer beginnenden Abstoßungsreaktion kommt es zur Infiltration des Leber-

gewebes mit Lymphozyten und Plasmazellen. Diese Zellen erkennen und

zerstören die Zellen des allogenen Schweinelebertransplantates. Dadurch

kommt es einer Störung des Bilirubin-I-Stoffwechsels in der Leber und die

Konzentration im Serum steigt an. Ein weiterer Hinweis auf eine Abstoßungsre-

aktion ist der Abfall der Bilirubinkonzentration nach einer Behandlung mit

Prednisolon nach der ersten postoperativen Woche. Prednisolon hat eine

immunsuppressive Wirkung durch eine hemmende Wirkung auf das lymphati-

sche System. Ferner beeinträchtigt es die Bildung von Zytokinen (Interleukin-2)

und die Aktivierung von T-Lymphozyten (LÖSCHER et al. 1994).

5. Diskussion 92

Mit Ausnahme der Immunglobuline und einiger Gerinnungsfaktoren werden

nahezu alle Plasmaproteine in den Parenchymzellen der Leber produziert

(GRESSNER u. THOMAS 1995).

Die Gesamteiweißkonzentration fiel postoperativ in beiden Versuchsgruppen

ab. In der NaCl-Kontrollgruppe war dieser Abfall signifikant höher. Auch zeigten

die Tiere der Kontrollgruppe im Verlauf der ersten postoperativen Woche eine

weniger ausgeprägte Erholung der Gesamteiweißkonzentration. Dieser Mangel

an Plasmaprotein ist für die in NaCl-Kontrollgruppe auftretende Aszites verant-

wortlich zu machen. Dieser Mangel führt zu einem verminderten onkotischen

Druck und somit zu einer verminderten Rückresorption von Flüssigkeit aus dem

Interstitium (SCHULZ 1990; SILBERNAGEL u. DESPOPOULOS 1991).

Nach 17-stündiger Lagerungszeit zeigte die Thromboplastinzeit (TPZ) ebenfalls

eine signifikante Verschlechterung in der NaCl-Kontrollgruppe.

In der Leber werden unter anderem folgende Gerinnungsfaktoren synthetisiert:

die Faktoren I, II, V, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII und Prekallikrein. Während und

nach einer Lebertransplantation ist das Gerinnungssystem Einflüssen ausge-

setzt, die negativ auf die Gerinnung wirken. Dieses sind Einflüsse wie der

Verdünnungseffekt durch Infusionen, Fibrinolyse, Heparingaben, Hypothermie

und Hypocalcämie.

Die Thromboplastinzeit ist ein Parameter zum Nachweis von Störungen im

exogenen System der Blutgerinnung. Dieses umfasst die Faktoren II, V, VII, X

(KANG 1993). Die Verschlechterung der Thromboplastinzeit in der NaCl-

Kontrollgruppe deutet auf eine verringerte Synthese von Gerinnungsfaktoren

hin.

Es muss berücksichtigt werden, dass eine Verlängerung der Gerinnungszeiten

auch auf einen erhöhten Verbrauch von Gerinnungsfaktoren hindeuten kann.

Dieser Verbrauch von Gerinnungsfaktoren durch die geschädigte Leber, aber

5. Diskussion 93

auch durch den großen chirurgischen Eingriff kann in einen sich selbst unter-

haltenden Prozess (Circulus vitiosus) münden. Dieses Krankheitsbild ist als

Verbrauchskoagulopathie bekannt. Der Mangel an Gerinnungsfaktoren führt zur

Hämorrhagischen Diathese und somit zu petechialen Blutungen (SCHULZ

1990). Petechiale Hautblutungen konnten bei allen Tieren der NaCl-Kontroll-

gruppe beobachtet werden.

Die Thrombozytenkonzentration ist ein wichtiger Untersuchungsparameter nach

einer Lebertransplantation. CYWES et al. (1993) zeigten, dass der Grad der

Thrombozytenanlagerung Rückschlüsse auf die postoperative Leberqualität

zulässt. Zahlreiche Thrombozytenanlagerungen im histologischen Schnitt,

gingen mit einer verschlechterten Leberfunktion einher.

In der Humanmedizin kann eine Thrombozytopenie nach Lebertransplantation

häufig beobachtet werden. Je nach Schweregrad muss diese dann mit Blutkon-

serven oder Thrombozytenkonzentraten behandelt werden. Die Ursache für die

auftretende Thrombozytopenie ist die Schädigung der Sinusendothelzellen.

Sinusendothelzellen reagieren noch empfindlicher auf lange Ischämiezeiten mit

Strukturveränderungen als Hepatozyten. Zerstörte Sinusendothelzellen, Zell-

trümmer in den Sinusoiden und freiliegende Hepatozyten wurden von

FALASCA et al. (2001) in einer Studie beim Menschen schon nach 6-stündiger

Lagerungszeit gefunden.

Nach Reperfusion reagieren Sinusendothelzellen mit einer erhöhten Expression

von Adhäsionsmolekülen, über die Verbindungen mit Thrombo- und Leukozyten

eingegangen werden können (CLAVIEN et al. 1993; BASILE et al. 1999).

Die Ergebnisse der Leukozytenkonzentrationen entsprechen nicht den Erwart-

ungen. Zwischen beiden Versuchsgruppen zeigten sich keine signifikanten

Unterschiede. Es kam sogar zu einem postoperativen Leukozytenanstieg, der

zum Teil durch die Gabe von Kortikosteroiden erklärt werden kann (LÖSCHER

5. Diskussion 94

et al. 1994). Insgesamt ist aber der Verlauf der Leukozytenkonzentration über-

raschend. SINDRAM et al. (2001) stellten in einer Studie mit isolierten, perfun-

dierten Rattenlebern einen Abfall der Leukozytenkonzentration um 22% nach

Reperfusion fest.

Ein anderes Bild zeigte sich bei der Thrombozytenkonzentration. Die Thrombo-

zyten fallen in beiden Gruppen am ersten postoperativen Tag stark ab. Dieser

Abfall ist in der NaCl-Kontrollgruppe signifikant erhöht. Dieser Konzentrations-

abfall stimmt mit den Beobachtungen von SINDRAM et al. (2001) überein, der

einen Thrombozytenkonzentrationsabfall von 29% nach Reperfusion feststellen

konnte.

Ob und wie TUDC einen schützenden Effekt auf die Sinusendothelzellen der

Leber hat, muss durch weitergehende Untersuchungen geklärt werden. Die

Ergebnisse dieser Studie, kann man als einen Hinweis auf einen möglichen

Effekt deuten.

5. Diskussion 95

Zusammenfassend lässt sich bei Betrachtung der Fragestellung der Studie

folgendes sagen:

1.) Das wichtigste Ergebnis dieser Studie ist die signifikant verlängerte Überle-

benszeit in der TUDC-Versuchsgruppe. Das hydrophile Gallensalz Taurourso-

deoxycholat ist in der Lage, den Ischämie- und Reperfusionsschaden der Leber

abzumildern und ein Überleben zu ermöglichen.

2.) Über die genaue Wirkungsweise und die Lokalisation des schützenden

Effekts können mit den zur Verfügung stehen Ergebnissen nur Vermutungen

geäußert werden. Vermutlich beruht der Effekt auf einer positiven Beeinflus-

sung von Biomembranen. Als mögliche Lokalisationen kommen die Hepatozy-

tenmembran, die Mitochondrienmembran und/oder die Membranen der Sinu-

sendothelzellen in Betracht.

Diese Studie ist die derzeit einzige Arbeit, die den Einfluss von TUDC im Groß-

tiermodell nach grenzwertig langer Lagerungszeit untersucht hat. Die Ergebnis-

se zeigen einen positiven Effekt und schaffen die Basis für eine weitere intensi-

ve Forschung auf diesem Gebiet.

Vielleicht kann TUDC in der Zukunft dazu beitragen, das Problem des Konser-

vierungs- und Reperfusionsschaden in der Lebertransplantationsmedizin zu

mindern.

6. Zusammenfassung 96

6. Zusammenfassung

Tobias Pähler: Einfluss des hydrophilen Gallensalzes Tauroursodeoxy-cholat auf die Konsevierungs- und Reperfusionsschädi-gung der Leber: Studien in einem In-vivo-Transplantations-modell beim Schwein

Die Lebertransplantation beim Menschen stellt heutzutage für viele terminale

Lebererkrankungen die Therapie der Wahl dar. Es werden gute Überlebensra-

ten erreicht, aber immer noch gibt es Komplikationen im frühen postoperativem

Verlauf, die zu einem Transplantatverlust führen und eine erneute Transplanta-

tion nötig machen. Die genaue Ätiologie dieser Frühkomplikationen ist unbe-

kannt. Bei der primären Dysfunktion vermutet man, dass ihre Ursache multi-

faktoriell ist. Man geht von einer Addition von Leberschädigungen aus, die

während der Lagerung und nach der Reperfusion auftreten. Therapien gegen

diese Konservierungs- und Reperfusionsschäden hätten eine große klinische

Bedeutung, da auch heute ein großer Mangel an Spenderorganen besteht.

In dieser Studie wurde der Einfluss des hydrophilen Gallensalzes Tauroursode-

oxycholat (TUDC) auf die Konservierungs- und Reperfusionsschädigung nach

einer grenzwertig langen Lagerungszeit untersucht. In 12 Transplantationen

wurden die Lebern einer Präservationszeit von 17 Stunden ausgesetzt. 1 mmol

TUDC wurde den Tieren in der Versuchsgruppe (n = 6), vor der Leberentnah-

me, mit einer Dosis von 50 µmol/min über 20 Minuten infundiert. Die Tiere der

Kontrollgruppe (n = 6) erhielten das gleiche Volumen als NaCl-Lösung. Mit

Beginn der Reperfusion in der Empfängeroperation wurde 1 mmol TUDC mit

einer Dosis von 2,38 µmol/min über sieben Stunden den Tieren der Versuchs-

gruppe infundiert. Die Tiere der Kontrollgruppe erhielten wiederum das gleiche

Volumen als NaCl-Lösung.

6. Zusammenfassung 97

In der ersten postoperativen Woche wurden täglich Blutproben gezogen und

Leberenzyme, Syntheseprodukte und das Blutbild bestimmt. Während der

Spenderoperation wurden Galleproben gesammelt und die Gallensalzsekreti-

onsrate bestimmt.

Am Ende der ersten postoperativen Woche wurde in der TUDC-

Versuchsgruppe eine signifikant verlängerte Überlebenszeit festgestellt. Alle

sechs Tiere der Versuchsgruppe überlebten die erste postoperative Woche. In

der NaCl-Kontrollgruppe überlebten nur zwei Tiere die erste postoperative

Woche. Die Konzentrationen für Alkalische Phosphatase, Glutamatdehydroge-

nase, Bilirubin und Kreatinin waren in der Kontrollgruppe am zweiten postope-

rativem Tag signifikant erhöht. Gesamteiweiß und Thrombozyten waren signifi-

kant erniedrigt. Die Thromboplastinzeit war in der Kontrollgruppe signifikant

verlängert.

Die signifikant verlängerte Überlebenszeit in der TUDC-Versuchsgruppe zeigt

den schützenden Effekt der Behandlung auf die Leber nach 17-stündiger

Lagerungszeit. Die genaue Wirkungsweise dieses Effektes bleibt aber unklar.

Vermutlich beruht der protektive Effekt auf einer Beeinflussung von Zellmemb-

ranen durch TUDC. Es sind weitergehende Untersuchungen nötig, um den

genauen Wirkungsmechanismus von TUDC klären.

7. Summary 98

7. Summary

Tobias Pähler: Influence of the hydrophilic bile salt Tauroursodeoxycho-late on preservation and reperfusion injury in the liver:studies in an In-vivo-transplantationmodel in pigs

Today liver transplantation in humans is the treatment of choice for many final

liver diseases. Good survival rates are achieved, but there are still serious

problems in the early stages after the transplantation. These problems some-

times lead to a loss of the graft and make a retransplantation necessary. The

exact pathophysiology of these early complications is unkown. Primary dys-

function is believed to be have multiple reasons. An addition of injuries of the

liver that occur during the conservation time and after the reperfusion are

considered to play an important role. Strategies against these injuries would be

of great clinical importance due to the lack of donor organs today.

Our study was designed to assess the influence of the hydrophilic bile

salt TUDC on conservation- and reperfusioninjury after long time preservation of

the graft. In 12 transplantation’s the livers were preserved for 17 hours. 1 mmol

of TUDC was administered to donor in the experimental group (n = 6) before

harvesting the liver at a rate of 50 µmol/min for 20 minutes. The animals of the

control group received the same volume as saline. At the time of reperfusion

during recipient-surgery 1 mmol of TUDC was given with the dose of

2.38 µmol/min for seven hours in the experimental group. Control animals

received again saline with the same flow.

Blood was drawn daily in the first postoperative week. Enzymes, prod-

ucts of the liver and the blood count were determined. During the donor surgery

bile samples were collected and the bile salt secretion rate determined.

7. Summary 99

At the end of the first postoperative week there was a significant im-

provement of survival in the TUDC-experimental group. All six animals of that

group survived the first week while in the NaCl-controll group only two survived.

The release of AP, GLDH, bilirubin and creatinin was significant higher in the

control group. Total protein and thrombocytes were significant lower. The

thromboplastin-time was significantly prolonged in the control group.

The principal finding of this study is the prolonged survival time in the

TUDC-experimental group due to a protective effect of the treatment after

17 hours preservation time. The exact mechanism of this effect remains un-

clear. An improved membranestability by TUDC is believed to be the reason for

the protective effect. There are further investigations necessary to explain the

exact working mechanism of TUDC.

8. Literaturverzeichnis 100

8. Literaturverzeichnis

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117 8. Literaturverzeichnis

Danksagung

Herrn Privatdozent Dr. Hertl danke ich herzlich für die Überlassung des interes-

santen Themas dieser Dissertation. Seine engagierte und freundschaftliche

Betreuung ermöglichte ausgezeichnete Arbeitsbedingungen bei der Erstellung

dieser Arbeit. Seine jederzeit zur Verfügung gestellte Erfahrung und wissen-

schaftliche Unterstützung sowie das offene Ohr für sich aufwerfende Fragen

und Probleme waren für die Anfertigung dieser Arbeit unersetzlich.

Herrn Professor Breves danke ich sehr herzlich für die Übernahme der Betreu-

ung an der Tierärztlichen Hochschule Hannover.

Herrn Professor Broelsch danke ich für die Möglichkeit zur Anfertigung der

Arbeit an der Klinik und Poliklinik für Allgemein- und Transplantationsmedizin.

Frau Dr. Hertl danke ich für die bei unseren Transplantationen geleistete Hilfe.

Besonders danken möchte ich Herrn Professor Militzer für die freundliche

Aufnahme und die Überlassung von Räumlichkeiten und Geräten des Zentralen

Tierlaboratoriums. Mein Dank gilt auch Dr. G. Hilken, Frau I. Bolle, Frau

C. Krüger und Frau K. von d. Krone. Allen Tierpflegerinnen und Tierpflegern

danke ich für die zuverlässige Betreuung unserer Versuchstiere. Hier gilt mein

besonderer Dank Frau S. Kriwett und Herrn F. Grädtke.

Den Mitarbeitern des Instituts für klinische Chemie danke ich für die Unterstüt-

zung bei der Bestimmung der Proben.

118 8. Literaturverzeichnis

Gernot, Michael und Joachim danke ich für die freundliche Aufnahme in ihrem

Office sowie für die gegebenen Hilfestellungen, Ratschläge und Motivation.

Arndt und Dagmar danke ich für das intensive Korrekturlesen und verschiede-

nen Hilfestellungen.

Meiner Familie bin ich für die Anteilnahme und Unterstützung während der

Entstehung dieser Arbeit dankbar.

Allen nicht namentlich Genannten, die zum Gelingen der Arbeit beigetragen

haben, sei auf diesem Weg mein Dank ausgesprochen.

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INAUGURAL-DISSERTATION Doktors der Veterinärmedizin (Dr ... · Die Leberarterie, A. hepatica, wird auch als das nutritive Gefäß bezeichnet, weil sie als eine der Endäste der A