Systemische Auswirkung des Extremitäten-Ischämie-Reperfusions-Operations-Traumas

Nachweis einer Tourniquetischämie-induzierten Aktivierung polymorphkerniger neutrophiler Granulozyten
  • C. Willy
  • W. Kaffenberger
  • H. Gerngroß
Conference paper
Part of the Langenbecks Archiv für Chirurgie book series (DTGESCHIR, volume I/98)

Zusammenfassung

Das Ischämie-Reperfusionstrauma (IR-Trauma) gilt als einer der grundlegenden Mechanismen der Gewebsschädigung bei einer Vielzahl von Erkrankungen (Herzinfarkt, septischer oder hämorrhagischer Schock, Multiorganversagen, Trauma oder Organtransplantation). Der hierbei zu beobachtende Mikrozirkulationsschaden geht von einer Leukozytenansammlung und -adhäsion an das vaskuläre Endothel aus. Auch der Freisetzung von Sauerstoffradikalen kommt eine tragende Rolle zu. Bisher existieren nur wenige Daten über die Auswirkungen einer Tourniquet-Ischämie auf die Aktivation der weißen Blutkörperchen am Menschen. Um diese potentiellen Veränderungen im Verhalten der weißen Blutkörperchen erfassen zu können, wurde eine Immunphänotypisierung der PMN-Granulozyten bei BTB-operierten Patienten durchgeführt ( FacsScan, BD). An BTB-operierten Beinen, sowie an nicht operierten Oberarmen wurde Blutproben entnommen (vor sowie 0, 15, 30 und 120 min nach einer Tourniquet-Ischämie). Wir konnten zeigen, daß die Tourniquet-Ischämie (n=20, 60–170 min) bei den Operierten die CD llb-Expression signifikant auf 149,5 ± 73,4% (15 min nach Öffnen des Tourniquets, systemisch, vs. bl: p < 0,05) und auf 160,1 ± 55,1% (lokal, vs. bl: p < 0,001) und die CD 18 Expression auf 164,8 ± 110,1% (systemisch vs. bl: p < 0,01) und auf 155,8 ± 55,1% (lokal, vs. bl: p < 0,05) steigerte. Die Tourniquet-Ischämie des nicht operierten Oberarmes (n = 10) induzierte ebenfalls einen Anstieg der CD 11b-Expression: (systemisch, 149 ± 76%, lokal auf 131 ± 90%, beide: p < 0,05 vs. bl). Zudem fanden sich eine spontane Freisetzung von Sauerstoffradikalen: 129,2 ± 26,2% (systemisch) und 154,8 ± 35,9% (lokal: p < 0,01 vs. bl:). Nach Stimulation mit Phorbol-Myristat-Acetat (PMA) konnten wir einen Abfall auf 67,6 ± 23,2% (systemisch, p < 0,01 vs. bl) und auf 68,3 ± 15,6% (lokal, p < 0,01 vs. bl) feststellen. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß die Ischämie-Reperfusionsverletzung beim Menschen eine früh meßbare lokale und systemische Aktivierung der zirkulierenden PMN-Granulozyten bewirkt.

Systemic effects by ischemia/reperfusion/operation trauma of the upper and lower limb

The tourniquet ischemia induced activation of polymorphgranular granulocytes

Summary

Ischemia-reperfusion-injury represents a fundamental common pathway of tissue damage in a wide variety of disease processes, i. e. myocardial infarction, septic or hemorrhagic shock, multiple organ failure, trauma and organ transplantation. Ischemia-reperfusion-injury is said to be initiated by leukocyte accumulation and adhesion to vascular endothelium as well as oxygen free radicals playing a pivotal role in the pathogenesis of ischemia-reperfusion-injury. However, only few data exist for measuring influence of tourniquet-ischemia on the activation of granulocytes in humans. To assess the potential changes in activation of white blood cells immunophaenotyping (FacsScan, BD) of PMN was used in BTB-operated humans before and after 0, 5, 15, 30 and 120 min of tourniquet-ischemia of the lower and upper limb (no operation). We could show that tourniquet-ischemia (n = 20, 60–170 min) with operation significantly increased the CD 1lb-expression to 149.5 ± 73.4 % (15 min after release of tourniquet, systemic, vs. bl: p < 0.05) and 160.1 ± 55.1% (local, vs. bl: p < 0.001) and the CD 18-expression to 164.8 ± 110.1% (systemic vs. bl: p < 0.01) and to 155.8 ± 55.1% (local, vs. bl: p < 0.05). The tourniquet-ischemia of the upper limb without any operation (n = 10) induced an increase of the CD 11b-expression too (systemic, 149 ± 76% and local 131 ± 90%, both: p < 0.05 vs. bl). Furthermore there was a spontaneous release of free radical oxygen to 129.2 ± 26.2% (systemic) and 154.8 ± 35.9% (local: p <0.01 vs. bl:) After stimulation by Phorbol-Myristat-Acetat (PMA) we demonstrated a decrease to 67.6 ± 23.2% (systemic, p < 0.01 vs. bl) and to 68.3 ± 15.6% (local, p < 0.01 vs. bl). These results indicate that ischemia-reperfusioninjury in humans induces a early measurable local and systemic activation of circulating PMN-granulocytes.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998

Authors and Affiliations

  • C. Willy
    • 3
  • W. Kaffenberger
    • 2
  • H. Gerngroß
    • 1
  1. 1.Abteilung ChirurgieBundeswehrkrankenhaus UlmUlmDeutschland
  2. 2.Institut für RadiobiologieSanitätsakademie der BundeswehrMünchenDeutschland
  3. 3.Chirurgische AbteilungBundeswehrkrankenhaus UlmUlmDeutschland

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