Zur Ultrastruktur experimenteller Ödeme und deren Beeinflussung durch O-(β-Hydroxyethyl)-rutoside

Summary

The fine structural alterations of the microvasculature that occur in the course of inflammatory and ischemic edemas were studied in men and in experimental animals. The vascular damages described were used as a model for investigating the possible vasoprotective effect of O-(β-hydroxyethyl)-rutosides (HR). The pathologic changes of the endothelium found for the dextran and phospholipase edemas (inflammatory type edemas) are characterized by the development of numerous knob-like cytoplasmic processes, by an increase in the number and size of the intraendothelial vesicles, and by the formation of both transcellular channels and larger intercellular “gaps.” Some of these alterations were found in a nearly identical amount and fashion in the cutaneous microvessels from patients diagnosed as “idiopathic swellers.” A 2 h hypoxia produced by tourniquet increased not only the number of endothelial vesicles containing a marker molecule (colloidal gold) significantly, but this test molecule also penetrated the structurally unaltered interendothelial clefts. It is assumed that the latter finding represents the structural equivalent of an enhanced passage of fluid through these spaces. Human muscle biopsies taken in a field that was bloodless for 2 h exhibited nearly identical alterations of their capillary fine structure.

The dextran and the phospholipase edema were then used to test the possible vasoprotective effect of the flavonoid HR. The drug was administered either intravenously (10 mg/100 g body weight) 1 h before onset of edema or orally (30 mg/100 g body weight) for 7 days before edema challenge. In all cases studied so far HR nearly completely prevented the development of cytoplasmic endothelial processes as well as the increase in endothelial vesiculation and vacuolation. In the phospholipase edema HR also considerably reduced the formation of echinocytes, and in both types of edema the number of interendothelial gaps (“leakages”) was significantly diminished. All these results seem to substantiate the assumption that the efficacy of HR can be explained by the protective effect generally exerted on cell membranes by this flavonoid.

Zusammenfassung

Es wurden die ultrastrukturellen Veränderungen der terminalen Strombahnen während entzündlicher und ischämischer Ödeme bei Mensch und Labortieren untersucht und diese später als Modelle zur Prüfung der Wirksamkeit der Substanz O-(β-Hydroxyethyl)-rutoside¹ (HR) verwendet. Die Endothelschäden beim Dextran- und Phospholipase-Ödem, beide gehören zum „Entzündungstyp“, bestehen im Auftreten zahlreicher knopfförmiger Zytoplasmavortreibungen des Endothels, einer Vermehrung und Vergrößerung der intraendothelialen Vesikel sowie der Bildung sowohl von transzellulären Kanälen als auch interzellulären größeren Lücken, sog. „gaps“. Einige dieser Veränderungen wurden in fast identischer Weise in den kleinen Hautgefäßen von Patienten gefunden, die zur Gruppe der sog. „idiopathic swellers“gehören. Nach einer 2stündigen durch Tourniquet erzeugten Hypoxie steigt nicht nur die Zahl der mit einem Testmolekül beladenen endothelialen Vesikel an, sondern diese Markierungssubstanz (Aurum colloidale) hat außerdem noch die morphologisch unverändert erscheinenden Zellfugen passiert. Letzteres könnte das strukturelle Äquivalent für einen erheblich gesteigerten Flüssigkeitsabstrom durch diese Endothelnähte darstellen. Ganz ähnliche Veränderungen wurden auch an den Kapillaren menschlicher Muskelbiopsien beobachtet, die ebenfalls nach einem 2stündigen Tourniquet entnommen wurden.

Am Modell des Dextran- und des Phospholipase-Ödems wurde dann der mögliche gefäßschützende Effekt des Flavonoids HR überprüft. Das Pharmakon wurde entweder intravenös (10 mg/100 g Körpergew.) 1 Std vor Auslösen des Ödems oder 7 Tage oral (30 mg/100 g Körpergew.) verabreicht. In allen bislang vorliegenden Untersuchungen verhinderte HR sowohl die Ausbüdung endothelialer Zytoplasmavortreibungen als auch den Anstieg der Vesikulation und Vakuolation des Endothels annähernd vollständig. Beim Phospholipase-Ödem wurde zusätzlich noch die Entstehung von Stechapfelformen der Erythrozyten gebremst, und in beiden Ödemformen wurde die Zahl der interendothelialen Lücken („gaps“) beträchtlich reduziert. Diese morphologischen Befunde scheinen die Annahme zu stützen, daß die Wirksamkeit von HR letztlich auf einem allgemeinen protektiven Membraneffekt dieses Flavonoids beruht.