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RESEARCH PRODUCT

Leberstoffwechsel während kalter ischämischer Inkubation in UW-Lösung am Rattenmodell

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Die Lagerung von Transplantationslebern in kaltem Medium fuhrt zur Aktivierung der Glykolyse aufgrund des Sauerstoffmangels. Die glykolytische Energie ist moglicherweise entscheidend fur das Uberleben der Zelle, und Leberzellen sterben moglicherweise ab, sobald die Glykolyse aufgrund der Anhaufung von Endprodukten oder Mangel an Substrat (Glykogen) inhibiert wird. Die Zusammenhange zwischen Zelltod (LDH-Freisetzung), anaerober Glykolyse (Laktatproduktion) und dem Glykogengehalt von Lebergewebe wurden an Leber-Slices, die in kalter UW-Losung inkubiert wurden, untersucht. Rattenleber-Slices von mannlichen Sprague-Dawley-Ratten wurden bei 4°C inkubiert. Der Gesamtlaktatwert betrug nach 48 h 33,9±0,81 µmol/g und nach 96 h 31,3±1,2 µmol/g. Der ursprungliche Glykogengehalt von 228,8±1,7 µmol/g Feuchtgewicht nahm auf 34,7±2,7 µmol/g nach 48 h und 18,7±1,1 µmol/g nach 72 h ab und blieb die nachsten 24 h bei diesem Wert. Eine zunehmende LDH-Freisetzung trat auf, sobald der Glykogenmetabolismus zum Erliegen kam. Die LDH-Freisetzung konnte nach wenigen Stunden Inkubation in kaltem Medium durch Zugabe von Glykolyseinhibitoren (Jodessigsaure) zum Medium stimuliert werden. Nach 24 h betrug die LDH-Freisetzung 24,4±1,8% und stieg auf 52,8±5,2% (p<0,05, Student-t-Test) nach Zugabe von Jodessigsaure. Nach Zugabe eines glykolytischen Substrats zum Medium (Fruktose 10 mM) wurde die Laktatproduktion fur 96 h aufrechterhalten. Die Stimulation der Glykolyse durch Fruktose reduzierte auch die Rate an Zelltod: Die LDH-Freisetzung war nach 72 h und 96 h Inkubation signifikant geringer als bei Zellen, die ohne Fruktose inkubiert worden waren (p<0,001, Two-way-ANOVA). Der ATP-Gehalt lag in den Ansatzen mit Fruktosezugabe ebenfalls signifikant hoher (p<0,001). Die Zugabe von Glukose (20 mM) und Fruktose (10 mM) gemeinsam resultierte in einer verlangerten Zelluberlebenszeit, signifikant erniedrigtem Glykogenverbrauch und signifikant hoherem ATP-Gehalt nach 48 und 72 h (Two-way-ANOVA). Lebern von Ratten, die 24 h gehungert hatten, zeigten uber 48 h dieselbe LDH-Freisetzung, wenn sie mit Glukose (20 mM) und Fruktose (10 mM) inkubiert wurden. Daraus last sich schliesen, das die LDH-Freisetzung aus hypoxischen Leber-Slices, die in kalter Losung inkubiert wurden, mit der anaeroben Glykolyse zusammenhangt. Die anaerobe Glykolyse scheint auch wahrend der Hypothermie, allerdings langsam, abzulaufen und genugend Energie fur die Aufrechterhaltung der Lebensfahigkeit der Zellen bereitzustellen. Die Stimulation der Glykolyse bei gekuhlten Zellen ist durch Fruktose moglich und resultiert in einer verlangerten Uberlebenszeit der Zellen unter hypothermen Bedingungen. Die Glykogenentleerung kann durch die Kombination von Glukose-und Fruktosezugabe verlangsamt werden.