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Einleitung: Die Sauerstoffabgabe an das Gewebe bestimmt, ob kritisch durchblutetes Gewebe überleben kann oder aber eine Nekrose entwickelt. Fortgeschrittenes Patientenalter geht mit einer erhöhten Inzidenz an ischämischen Komplikationen und Organdysfunktion einher. Diese Tatsache muss jedoch nicht zwingend mit zunehmenden Begleiterkrankungen im Alter zusammenhängen. Das Ziel der in vivo Studie sollte demnach folgendes untersuchen: (i) Ist Altern per se mit einer erhöhten Prädisposition für ischämische Nekrose assoziiert und wenn ja, (ii), beruht diese Prädisposition auf einer mikrovaskulären Dysfunktion oder aber auf einer eingeschränkten Ischämietoleranz des Gewebes?

Material und Methoden: 30 immunkompetente, homozygote haarlose SKH-1 Mäuse wurden nach Alter und Geschlecht randomisiert und folgenden Gruppen (n=10) zugeordnet: 1. Adoleszente Tiere (2±0Mte), 2. Adulte Tiere (10±1Mte) und 3. Seneszente Tiere (19±1Mte). Danach wurde ein axial gestielter und kritisch durchbluteter Hautlappen am Ohr präpariert und somit anhaltender Ischämie ausgesetzt. Die Perfusion wurde über eine Dauer von 5 Tagen mittels intravitaler Fluoreszensmikroskopie untersucht, einschließlich der funktionellen Kapillardichte (FKD), der Kapillardurchmesser und der Nekrosefläche. Die Expression des Stressproteins Hämoxygenase (HO)-1 wurde mittles Immunohistochemie und Westernblot untersucht.

Ergebnisse: Die anhaltende Ischämie induzierte eine signifikante, jedoch altersunabhängige HO-1-Expression. Diese Stressproteinexpression ging mit einer Kapillardilatation einher, die in adoleszenten (10.5±0.9µm) und in adulten Tieren (12.1±1.7µm) deutlich ausgeprägter war als in seneszenten Tieren (8.5±0.5µm; n.s.). Weiter wurde beobachtet, dass die Lappenpräparation im distalen Bereich von seneszenten Tieren zu einem vollständigem Versiegen der Kapillarperfusion führte (FKD: 0±0cm/cm2). Im Gegensatz dazu konnten die adulten (11.9±4.27cm/cm2) und insbesondere die adoleszenten Tiere (58.4±9.0cm/cm2; p<0.05) eine verbleibende Durchblutung in Kapillaren aufrechterhalten. Diese altersabhängige mikrovaskuläre Perfusionsstörung führte schließlich zu einer signifikant erhöhten Lappennekrose von 49±2% (p<0.05) und 42±2% (p<0.05) in seneszenten bzw. adulten Tieren, wohingegen die adoleszenten Tiere über 5 Tage lediglich 31±2% Lappennekrose entwickelten. Zusätzlich wurde in adoleszenten Tieren die funktionelle Hemmung von HO-1 mittels Zinnprotoporphyrin (SnPP-IX) vorgenommen und führte zu einer Aufhebung der Kapillardilatation, zu einer Verminderung der FKD und zu einer Verstärkung der Hautnekrose. Dabei waren sowohl die mikrovaskulären Parameter und die Gewebenekrose mit denen der seneszenten Tiere vergleichbar.

Schlussfolgerung: Die verminderte nutritive Kapillarperfusion und die eingeschränkte dilatatorische Antwort auf ischämischen Stress in adulten und seneszenten Tieren zeigt, dass gealterte Tiere nicht in der Lage sind ischämiebedingte, mikrozirkulatorische Einschränkungen adäquat zu kompensieren. Folglich ist Alterung per se mit einer erhöhten Prädisposition für ischämiebedingte Gewebenekrose assoziiert, welche u.a. mit einer verminderten Reaktionsfähigkeit der Kapillargefäße auf endogenes HO-1 einhergeht und nicht mit einer Reduktion der Ischämietoleranz des Gewebes. Letztere würde bei unterschiedlichem Nekroseausmaß vergleichbare Perfusionsparameter voraussetzen.