Zerebroprotektion

Situationen nicht ausreichender Hirndurchblutung, bekannt als Ischämie oder Infarkt, spielen in der Klinik eine außerordentliche Rolle: 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 Physiologie entwickeln ein fein regelbares in vitro-Modell zur Testung solcher Maßnahmen an Hirnschnittpräparaten 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 im Schnittmodell ist seit 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 Forschungsgesellschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

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

Veröffentlichungen:

Greiner C, Schmidinger A, Hülsmann S, Moskopp D, Wölfer J, Köhling R, Speckmann E-J, Wassmann H: Acute protective effect of nimodipine and dimethyl sulfoxide against hypoxic and ischemic damage in brain slices. Brain Res 887 (2000), 316-322

Hülsmann S, Greiner C, Köhling R, Wölfer J, Moskopp D, Riemann B, Lücke A, Wassmann H, Speckmann E-J: Dimethyl sulfoxide increases latency of anoxic terminal negativity in hippocampal slices of guinea pig in vitro. Neurosci Lett 261 (1999), 1-4

Greiner C, Hülsmann S, Wassmann H, Moskopp D, Schmidinger A, Wölfer J, Köhling R, Lücke A, Speckmann E-J: Neuroprotection of mild hypothermia: differential effects. Brain Res 786 (1998), 267-269

Wölfer J, Greiner C, Moskopp D, Köhling R, Straub H, Speckmann E-J: Microdialysis in vitro: amino acid release and DC potential changes during "ischemia". Eur J Physiol 441 Suppl (2001), R 203

Wölfer J, Greiner C, Moskopp D, Speckmann E-J, Wassmann H: Acetyl cystein and neuroprotection - effects in a slice model. Zbl Neurochir Suppl 1 (2000), 62

Wölfer J, Bantel C, Oppel F, Speckmann E-J, Wassmann H: Ischemia resistance of rodent and human neocortex - consequences for the validity of animal models. Zbl Neurochir Suppl (1999), 65

Wölfer J, Greiner C, Bantel C, Köhling R, Straub H, Moskopp D, Oppel F, Van Aken H, Wassmann H, Speckmann E-J: Brain ischemia - Higher tolerance in man than in rat. Eur J Physiol 437 Suppl (1999), R 140

Wölfer J, Greiner C, Moskopp D, Speckmann E-J, Wassmann H: Cerebroprotection und changes of pH - in vitro effects. Zbl Neurochir Suppl (1999), 82

Wölfer J, Moskopp D, Wassmann H, Straub H, Köhling R, Speckmann E-J: In vitro effects of pH variation on substrate depleted neocortical slices. Eur J Physiol 437 Suppl (1999), R 139

Wölfer J, Scheller D, Speckmann E-J, Wassmann H: Microdialysis in substrate-depleted brain slices - first results. Zbl Neurochir 60 (1999), 47