Zerebroprotektive Effekte von Medikamenten an neo- und archikortikalen Strukturen bei passagerer Hypoxie in vitro und in vivo

Situationen nicht ausreichender Hirndurchblutung, bekannt als Ischämie oder Infarkt, sind in der Klinik außerordentlich bedeutsam: Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma, Gefäßspasmen nach bestimmten Hirnblutungen, aber auch gewollte Minderung oder Unterbrechung der Durchblutung bei Hirn-, Herz- und Gefäßoperationen sind Beispiele für solche Zustände, mit denen viele klinische Fächer (Neurochirurgie, Unfallchirurgie, Herz- und Gefäßchirurgie, Anästhesiologie, Neurologie etc.) befaßt sind. Die Erforschung von Substanzen oder Maßnahmen, die zu einer verbesserten Ischämietoleranz des Hirngewebes führen könnten, ist die Hauptaufgabe des Arbeitsbereiches Zerebroprotektion.

Klinik für Neurochirurgie und Institut für Neurophysiologie entwickeln ein fein regelbares in vitro-Modell zur Testung solcher Maßnahmen an Hirnschittpräparaten unter Ischämiesimulation laufend fort. Die Schnitte stammen vom Nagetier oder aus während Hirnoperationen unweigerlich zu entfernendem menschlichen Gewebe; letztere Forschungsmöglichkeit ist auch in europäischem Maßstab ungewöhnlich. Barbiturate, Kalziumantagonisten, Immunmodulatoren und Radikalenfänger als Substanzen bzw. pH-Modulation und Hypothermie als physikalische Maßnahmen befinden sich in der Untersuchung.

Bislang werden bioelektrische Aktivität (extrazellulär gemessene Gleichspannungsänderungen und evozierte Potentiale) und Veränderungen von Ionenaktivitäten (z.B. extrazelluläre Kalium- und Kalziumkonzentration) als Hinweis auf Schädigung und Erholung des Gewebes genutzt. Änderungen dieser Meßwerte spiegeln aber sehr wahrscheinlich nur eine gemeinsame Endstrecke ganz unterschiedlicher Stoffwechseländerungen wieder, die unter einer Ischämie(simulation) ablaufen. Die Technik der Mikrodialyse wird ab Anfang 1999 als Neuerung eingeführt, um einen Bezug zwischen Biochemie und Elektrophysiologie herzustellen und zu einem tieferen Verständnis der Vorgänge im hypoxisch/ischämischen Hirnschnitt zu gelangen. Eine solche Kombination von Elektrophysiologie und Biochemie in einem Ischämiemodell ist bislang nicht beschrieben und wird nebenbei zu einer Reihe technischer Verbesserungen des Modells führen.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. med. H. Wassmann, HDoz. Dr. med. D. Moskopp, Prof. Dr. med. E.-J. Speckmann, PD Dr. med. R. Köhling, AOR PD Dr. rer. nat. H. Straub, Dr. med. C. Greiner, Dr. med. J. Wölfer

Veröffentlichungen:

Wassmann, H., D. Moskopp, B. Woesler et al.: Repetitive hypoxic exposure of brain slices and electrophysiological responses as an experimental model for investigation of cerebroprotective measurements. Neurol Res 1996; 18: 367-9

Greiner, C., H. Wassmann, S. Hülsmann et al.: Optical measurement of pO₂ in brain slices of humans and rodents during hypoxia. J Cereb Blood Flow Metabol 1997; 17 Suppl. 1: S624

Köhling, R., C. Greiner, J. Wölfer et al.: Optical monitoring of pO₂ changes and simultaneous recording of bioelectric activity in human and animal brain slices. J Neurosci Meth 1998; 85: 181-6

Greiner, C., S. Hülsmann, H. Wassmann et al.: Neuroprotection of mild hypothermia: differential effects. Brain Res 1998; 786: 267-9

Wassmann, H., C. Greiner, S. Hülsmann et al.: Hypothermia as cerebroprotective measure. Experimental hypoxic exposure of brain slices and clinical application in critically reduced cerebral perfusion pressure. Neurol Res 1998; 20 Suppl. 1: S61-5