Untersuchungen zum Einfluss des intravenösen Anästhetikums Propofol auf Hypoxie induzierte Mechanismen in-vitro

Peters, Sarah

Ischämie und Reperfusion (I/R) im Gastrointestinaltrakt können eine Dysfunktion der endothelialen und epithelialen Barriere verursachen und dadurch zur Translokation von Bakterien und schließlich zum Multiorganversagen führen. In mehreren Studien wurde demonstriert, dass Anästhetika I/R-Schäden vermindern können, allerdings sind die zellulären und molekularen Mechanismen noch weitgehend ungeklärt. Um die zellulären und molekularen Mechanismen der Wirkungen des intravenösen Anästhetikums Propofol auf Hypoxie induzierte Prozesse am Darmepithel zu untersuchen, wurden unter Verwendung eines Enzym basierten in-vitro Hypoxiesystems die Effekte von Propofol im CaCo-2 Zellkulturmodell (humane epitheliale kolorektale Adenokarzinomzellen) evaluiert. Hierzu wurden die Zellen einer einstündigen Hypoxie ausgesetzt und gleichzeitig mit Propofol in klinisch relevanten Konzentrationen von 30 µM sowie 100 µM inkubiert. Im Vordergrund der Untersuchungen standen die Regulation der ROS-Spiegel mittels fluorometrischer Quantifizierungen, der Wasserstoffperoxidspiegel durch kolorimetrische Quantifizierungen und der Expression der Katalase durch Western Blots und RT-PCRs. Unter Verwendung des Enzym basierten Hypoxiemodells sank der Sauerstoffpartialdruck innerhalb von 15 Minuten unter 5 mmHg und blieb für mindestens vier Stunden konstant. Hypoxie induzierte in den CaCo-2 Zellen morphologische Veränderungen, die auf eine Zellschädigung hindeuten. Die fluorometrischen Quantifizierungen der ROS-Spiegel ergaben 2, 24 und 48 Stunden nach Hypoxie eine signifikante Zunahme der Menge an ROS in der Hypoxiegruppe im Vergleich zur Normoxiegruppe (2 h, 24 h und 48 h: P<0,001). Durch Gabe von 30 µM und 100 µM Propofol unter hypoxischen Bedingungen wurden die ROS-Spiegel nach 48 Stunden im Vergleich zur Kontrolle signifikant gesenkt (Propofol 30 µM: P<0,05; Propofol 100 µM: P<0,001). 48 Stunden nach Hypoxie wiesen Wasserstoffperoxidassays eine signifikante Zunahme der Wasserstoffperoxid-konzentration in der Hypoxiegruppe nach (P<0,05 vs. Normoxie). Die Inkubation mit 100 µM Propofol führte unter hypoxischen Bedingungen zu einer signifikanten Senkung der Wasserstoffperoxidkonzentration (P<0,05), wohingegen 30 µM Propofol die Wasserstoffperoxidkonzentration nur tendenziell reduzierte (P>0,05). Western Blot Experimente demonstrierten, dass die Menge der exprimierten Katalase 4 Stunden nach Hypoxie im Vergleich zur Normoxiekontrolle signifikant erhöht war (P<0,05). Die Applikation von 30 µM und 100 µM Propofol führte zu einer weiteren Zunahme der exprimierten Menge an Katalase, doch wurde das Signifikanzniveau nicht erreicht. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Arbeit die bereits in der Literatur beschriebene antioxidative Wirkung von Propofol. Zusätzlich deuten die Befunde darauf hin, dass an der antioxidativen Wirkung des intravenösen Anästhetikums Propofol möglicherweise indirekte, zellvermittelte Effekte, die unter anderem zu einer vermehrten Proteinexpression der Katalase und/oder veränderter Stabilität des Enzyms führen, beteiligt sein könnten.

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Peters, Sarah: Untersuchungen zum Einfluss des intravenösen Anästhetikums Propofol auf Hypoxie induzierte Mechanismen in-vitro. 2014.

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