TY  - THES
A1  - Grein, Burkhard
T1  - Untersuchung des Einflusses der cerebralen Autoregulation auf die Messung der kardialen Kontraktilität mittels Fluß-Flächen-Beziehung
T1  - Investigation of the influence of cerebral autoregulation on the measurement of myocardial contractility via velocity-area relation
N2  - Fragestellung: Die time varying elastance, der Gold-Standart zur Bestimmung der myokardialen Kontraktilität, kann entweder mittels Druck-Volumen Kurven, die mit einem Conductance-Katheter gemessen wurden, oder über eine, mittels Ultraschalltechnik generierte, Fluß-Flächen-Beziehung bestimmt werden. Letztere könnte durch Vasomotion beeinflusst werden, da hier die Blutfluß-Beschleunigung in der Arteria carotis gemessen wird. So ist es Ziel dieser Arbeit den störenden Einfuß von Eigenschaften des Gefäßsystems auf einen myokardialen Kontraktilitätsparameter zu untersuchen. Methodik: Nach der Versuchsgenehmigung durch die Regierung von Unerfranken wurden 9 Merino- Schafe narkotisiert und es wurden hämodynamische Messsungen durchgeführt (MAD, HF, ZVD, HZV). Die time varying elastance wurde sowohl mittels Conductance-Katheter (Ees), als auch über die ultraschallgestützte Fluß-Flächen-Beziehung (E´es) bestimmt. Nach einer Trepanation wurden zwei Sonden zur Messung der zerebralen Gewebsoxygenierung (P(ti)O2) und der Stoffwechselmetabolite (Laktat, Pyruvat, L/P-Verhältnis) mittels Mikrodialyse subkortikal ins Hirngewebe eingeführt. Die zerebrale Perfusion wurde mittels Laser- Doppler überwacht. Studienprotokoll: Die hämodynamischen Messungen (inklusive Ees und E´es), P(ti)O2, Laktat, Pyruvat und L/P wurden unter Ausgangsbedingungen (baseline1), unter dem Einfluß von Nitroprussidnatrium (NPN) , nach Rückkehr zu Ausgangsbedingungen (baseline 2) und unter dem Einfluß von Esmolol (Esmolol) durchgeführt. Sowohl unter NPN, als auch unter Esmolol wurde ein MAD von 50 mmHg für 15 min aufrechterhalten. Ebenso wurde für die Messungen unter baseline ein MAD von 90 mmHg für 15 min aufrechterhalten. Ergebnisse: Neun Schafe (63 ± 4 kg) wurden der weiteren Analyse zugeführt. Die Mikrodialyse konnte in zwei Fällen nicht durchgeführt werden. Der MAD fiel, wie angestrebt, sowohl unter NPN (50±11 mmHg), als auch unter Esmolol (48±6 mmHg) verglichen mit den Ausgangsbedingungen (baseline 1 (90±21 mmHg); baseline 2 (90±16 mmHg). Die HF unter Esmolol (73±14 min-1) unterschied sich signifikant von baseline 1 (90±21 min-1), baseline 2 (81±23 min-1) und NPN (94±23 min-1). Die Ees fiel signifikant unter Esmolol (1,0±0,2 mmHg * cm-3) verglichen mit baseline 1 (3,0±0,9 mmHg * cm-3), baseline 2 (3,2±0,8 mmHg * cm-3) und NPN (3,0±0,7 mmHg * cm-3). Die Ees fiel ebenfalls signifikant ab unter Esmolol (0,36±0,21 sec-1 * cm-1), verglichen mit baseline 1 (0,88±0,26 sec-1 * cm-1), baseline 2 (0,89±0,24 sec-1 * cm-1) und NPN (0,76±0,27 sec-1 * cm-1). Das HZV sank signifikant in Folge Esmolol-Gabe verglichen mit Ausgangsbedingungen (2,4±1,0 ml * min-1 baseline 1 und baseline 2) und NPN (3,2±2,0 ml * min-1). Im Laser- Doppler zeigte sich ein Abfall der zerebralen Perfusion unter NPN und Esmolol, wobei dieser Abfall unter Esmolol signifikant größer war als unter NPN. In 7 Fällen wurde das L/P- Verhältnis mittels Mikrodialyse bestimmt. Hier konnte ein signifikanter Anstieg unter Esmolol, verglichen mit baseline 1, baseline 2 und NPN, gesehen werden. Für die P(ti)O2 konnte ein Abfall von um die 50% unter Esmolol beobachtet werden, verglichen mit baseline 1, baseline 2 und NPN. In der linearen Regressionsanalyse konnte eine gute Korrelation von Ees und E´es (Ees = 1,4 * E´es + 1,5; R= 0,90, R2= 0,81; p < 0,0001) gezeigt werden. Sowohl zur Regressionanalyse von P(ti)O2 und L/P-Verhältnis, als auch von E´es und Ees wurden die Daten von 7 Tieren verwendet. P(ti)O2 und L/P-Verhältnis korrelierten am besten in Form einer Exonentialfunktion: P(ti)O2=63,3L/P-0,5;(R=0,82, R2=0,67 und p<0,0001). P(ti)O2 und Ees korrelierten am besten in Form einer Linearfunktion: P(ti)O2=22,2 Ees*0,8; (R=0,58,R2=0,34, und p<0,001). Auch P(ti)O2 und E´es korrelierten am besten in Form einer Linearfunktion: P(ti)O2=44,0 E´es-3,8; (R=0,64,R2=0,4, und p<0,001). Die Daten von 7 Tieren wurden einer multiplen linearen Regressionanalyse zugeführt (P(ti)O2 gegen Kontraktilität (hier nur Ees, um Multikolinearität zu vermeiden), MAD, HF, HZV und ZVD). Diesem Ergebnis folgend (P(ti)O2= 13+(7*Ees)+(0,1*MAD)+(2*ZVD)-(0,04*HF)+(0,004*HZV); R=0,88, R2=0,77, und p<0,001) scheint das HZV der hämodynamische Parameter zu sein, der den größten Einfluß auf die P(ti)O2 hat. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse sprechen dagegen, dass Vasomotion einen störenden Einfluß auf die ultraschallgestützte myokardiale Kontraktilitätsbestimmung hat. Dass das HZV von allen hier gemessenen hämodynamischen Parametern den größten Einfluß auf die Sauerstoffsättigung des Hirngewebes hat, scheint nicht weiter überraschend. Im klinischen Alltag jedoch wird immer noch, gerade bei Patienten mit gestörter zerebraler Perfusion zumeist auf den MAD vertraut. Hier scheint weitere Forschung angezeigt.
N2  - Objective: Time varying elastance, the gold-standart for measuring myocardial contractility, can be determined either by processing conductance-catheter derived pressure-volume loops or by processing ultrasound derived velocity-area loops. The latter might be influenced by vasomotion, as the flow-velocity is measured in the carotid artery. So properties of the arterial vascular system, such as cerebral autoregulation, might have a disturbing influence on the measurement of myocardial contractility. The investigation of this influence is objective of this study. Methods: With permission of the Committee for Laboratory Animal Care 9 Merino- sheep were anesthetized. Hemodynamic measurement was performed (MABP, HR, CVP, CO). Time varying elastance was determined either by conductance-catheter derived pressure-volume loops (Ees) or by ultrasound derived velocity-area loops (E´es). After trepanation two probes for measuring cerebral tissue oxygenation (P(ti)O2) and the metabolic markers (Lactate, Pyruvate, L/P) via microdialysis were inserted subcortical into the brain tissue. Cerebral perfusion was controlled by Laser- Doppler Flowmetry. Protocol: Hemodynamic measurements (including Ees and E´es), P(ti)O2, Lactate, Pyruvate and L/P were performed during baseline conditions (baseline1), during conditions due to Sodium Nitroprusside (SNP) mediated afterload reduction, after the return to baseline conditions (baseline 2) and during a period of reduced myocardial conractility after the administration of Esmolol (Esmolol). As well during the SNP as during the Esmolol period MABP was of the order of 50 mmHg for 15 min. For 15 min as well a MABP of 90 mmHg was maintained constant in the course of baseline conditions. Results: Nine sheep (63 ± 4 kg) were analysed. Microdialysis couldn´t be performed in two cases. MABP dropped either during SNP (50±11 mmHg) or during Esmolol (48±6 mmHg) infusion, compared to baseline (baseline 1 (90±21 mmHg); baseline 2 (90±16 mmHg). HR during Esmolol (73±14 min-1) was significantly different compared to baseline 1 (90±21 min-1), baseline 2 (81±23 min-1) and SNP (94±23 min-1). Ees dropped significantly during Esmolol (1,0±0,2 mmHg * cm-3) compared to baseline 1 (3,0±0,9 mmHg * cm-3), baseline 2 (3,2±0,8 mmHg * cm-3) and SNP (3,0±0,7 mmHg * cm-3). Ees as well dropped significantly during Esmolol (0,36±0,21 sec-1 * cm-1), compared to baseline 1 (0,88±0,26 sec-1 * cm-1), baseline 2 (0,89±0,24 sec-1 * cm-1) and SNP (0,76±0,27 sec-1 * cm-1). CO dropped significantly following the application of Esmolol compared to baseline (2,4±1,0 ml * min-1 baseline 1 and baseline 2) and SNP (3,2±2,0 ml * min-1). Cerebral perfusion, measured by Laser- Doppler Flowmetry was reduced during SNP and Esmolol, though the reduction during Esmolol was significantly greater than during SNP. L/P- ratio via microdialysis was determined in 7 cases, where an significant increase could be observed during Esmolol compared to baseline 1, baseline 2 and SNP. For P(ti)O2 a decrease in the order of 50% could be observed during Esmolol compared to baseline 1, baseline 2 and SNP. Good correlation via linear regression analysis could be found for Ees and E´es (Ees = 1,4 * E´es + 1,5; R= 0,90, R2= 0,81; p < 0,0001). For regressionanalysis between P(ti)O2 and L/P-ratio, as well as between E´es und Ees data of 7 animals were used. Best correlation in the case of P(ti)O2 and L/P-ratio was found for an exponential function: P(ti)O2=63,3L/P-0,5;(R=0,82, R2=0,67 and p<0,0001). In the case of P(ti)O2 und Ees best correlation was found for a linear function: P(ti)O2=22,2 Ees*0,8; (R=0,58,R2=0,34, and p<0,001). For correlation between P(ti)O2 and E´es a linear function was found: P(ti)O2=44,0 E´es-3,8; (R=0,64,R2=0,4, and p<0,001). The data of 7 animals were used for multiple linear regressionanalysis (P(ti)O2 vs. contractility (just Ees, to avoid multicolinearity), MABP, HR, CO and CVP). According to this correlation (P(ti)O2= 13+(7*Ees)+(0,1*MABP)+(2*CVP)-(0,04*HR)+(0,004*CO); R=0,88, R2=0,77, and p<0,001) CO seems to be the cardiovascular parameter that has an significant influence on P(ti)O2. Conclusions: Our data strongly suggest that the determination of myocardial contractility via ultrasound derived velocity-area loops is not relevantly influenced by vasomotion. The finding that CO has the strongest effect on cerebral tissue oxygenation amongst all the measured hemodynamic parameters is not very surprising, but in patients with disturbed cerebral perfusion most clinicians still rely on MABP. Obviously this has to be investigated further.
KW  - H�modynamik
KW  - Hirnkreislauf
KW  - time varying elastance
KW  - microdialysis
KW  - cerebral tissue oxygenation
KW  - ultrasound
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-53742
ER  - 
TY  - THES
A1  - Negele, Sabrina
T1  - Koffein, Halothan und Sevofluran als Triggersubstanzen in einem minimal-invasiven Test zur Maligne-Hyperthermie-Diagnostik
T1  - Caffeine, halothane and sevoflurane as trigger substances in a minimally-invasive test for the diagnosis of malignant hyperthermia
N2  - Die Maligne Hyperthermie (MH) ist eine erbliche Myopathie, die bei prädisponierten Patienten durch Anwendung volatiler Anästhetika sowie depolarisierender Muskelrelaxanzien bei Narkosen verursacht wird. Die klinische Symptomatik umfasst einen Anstieg des endexspiratorischen Kohlendioxidpartialdrucks, metabolische Azidose und Hyperthermie. Dieser Prozess wird durch einen abnorm erhöhten Einstrom von Kalzium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum in das Zytoplasma ausgelöst, welcher durch eine Mutation im Ryanodinrezeptor der Skelettmuskulatur bedingt ist. Der Goldstandard für die Diagnostik einer MH-Veranlagung ist der Koffein-Halothan-In-vitro-Kontrakturtest. Eine Alternative zu diesem operativen Eingriff stellt der minimal-invasive Test dar. Untersucht wurde, ob der intramuskuläre Laktatspiegel durch eine lokale Applikation der Triggersubstanzen Halothan 6 Vol%, Koffein 80 mM und Halothan 4 Vol% in Abhängigkeit von der MH-Prädisposition gesteigert wird. Ziel der Studie war es zu überprüfen, ob dies eine Differenzierung zwischen MHS- und MHN-Individuen ermöglicht. Da Halothan in naher Zukunft kommerziell nicht mehr erhältlich sein könnte, wurde Sevofluran als neueres Inhalationsanästhetikum im Tierversuch in unterschiedlichen Konzentrationen intramuskulär appliziert um zu testen, ob sich der Laktatwert in Abhängigkeit von der MH-Veranlagung verändert und eine Unterscheidung zwischen MHS- und MHN-Tieren erlaubt. Ziel war es, die erhobenen Daten auf eine mögliche Dosis-Wirkungs-Beziehung zu untersuchen. In der Probandenstudie wurden bei 23 Freiwilligen (neun MHS-Patienten, sieben MHN-Patienten, sieben Kontrollpersonen) über Venenverweilkatheter Mikrodialysesonden mit Zuspritzschläuchen in den M. vastus lateralis eingeführt. An die Spitze der Messsonden wurden nach einer Äquilibrierungsphase die Triggersubstanzen Halothan 6 Vol% (nur in der Kontrollgruppe), Halothan 4 Vol% und Koffein 80 mM lokal als Bolus von 200 µl über Zuspritzschläuche appliziert und die resultierenden intramuskulären Laktatveränderungen im Dialysat photospektrometrisch gemessen. Sowohl nach Stimulation mit Koffein als auch mit Halothan 4 Vol% zeigten sich Maximalwerte der Laktatkonzentrationen bei MHS-Patienten, die sich als signifikant höher als die der MHN- und Kontrollgruppe erwiesen. In der Kontrollgruppe wurde eine zusätzliche Messung mit einer Konzentration von Halothan 6 Vol% durchgeführt. Bei den Messungen wurden Werte erreicht, die für MHS-Patienten typisch sind. Im Tiermodell wurden bei gleichem Versuchsaufbau Messsonden in den Adduktorenmuskeln der Hinterläufe von neun MHS- und sechs MHN-Pietrain-Schweinen platziert. Als Triggersubstanz wurde Sevofluran in den Konzentrationen 3%, 7,5%, 15% und 28 Vol% gelöst in Sojabohnenöl als Bolus von 100 µl appliziert. Die Laktat- und Pyruvatwerte sowie die Laktat-Pyruvat-Quotienten stiegen dosisabhängig an. Es war ein signifikanter Unterschied zwischen den Maximalwerten der MHS- und MHN-Tiere nachweisbar. Die Vitalparameter wurden in beiden Versuchen kontinuierlich überwacht und metabolische Parameter vor und nach den Untersuchungen bestimmt. Es traten weder bei den untersuchten Probanden noch bei den Versuchstieren signifikante systemische oder lokale Nebenwirkungen auf. Wie schon vorhergehende Untersuchungen belegen diese beiden Studien, dass die intramuskuläre Stimulation mit MH-Triggersubstanzen zu einer Veränderung der lokalen Stoffwechselvorgänge mit signifikantem Laktatanstieg führt, welche bei MH-Prädisponierten stärker ausgeprägt ist als bei Gesunden. Koffein 80 mM und Halothan 4 Vol% ermöglichen eine sehr gute Differenzierung zwischen MHS- und MHN-Probanden. Eine zu hohe Konzentration an Triggersubstanz (Halothan 6 Vol%) ruft auch in nicht-veranlagten Patienten eine lokale, MH-ähnliche Reaktion hervor. In diesem Fall kann keine Unterscheidung zwischen MHS- und MHN-Individuen auf der Grundlage der Stoffwechselvorgänge getroffen werden. Bei der intramuskulären Applikation von Sevofluran ist eine Unterscheidung zwischen MHS- und MHN-Tieren über die resultierende Laktatkonzentration wiederum zu erreichen, so dass Sevofluran im Rahmen des Versuchsprotokolls als Ersatz für Halothan geeignet ist. Es ergibt sich eine klassische Dosis-Wirkungs-Beziehung für diese Substanz. Die von uns erhobenen Daten zeigen, dass mittels des im Rahmen dieser Arbeit eingesetzten Untersuchungsverfahrens eine zuverlässige Diagnostik einer MH-Veranlagung möglich ist. Das minimal-invasive Testverfahren könnte in naher Zukunft die heutige MH-Diagnostik ergänzen.
N2  - Malignant hyperthermia (MH) is an autosomal dominant inherited myopathy triggered by volatile anesthetics and/or depolarizing muscle relaxants. It is caused by an abnormal intracellular calcium release mediated via the ryanodine receptor, leading to a potentially lethal hypermetabolic syndrome with a massive increase of carbon dioxide, metabolic failure and heat production. The standard procedure for diagnosing MH susceptibility is the halothane-caffeine-contracture test which requires an invasive muscle biopsy. Therefore an alternative test, which is less invasive, is needed. We hypothesized that intramuscular injection of halothane 6 vol%, caffeine 80 mM and halothane 4 vol % would increase local lactate concentrations in individuals susceptible to MH (MHS) but not in those who are not susceptible (MHN) or healthy. Due to the probable lack of availability of halothane in the near future, we conducted the same experiments using sevoflurane. We proposed that local intramuscular injection of sevoflurane increases the lactate concentration dose-dependently in MH-susceptible pigs more than in MH-nonsusceptible pigs and allows a differentiation between these two groups. Microdialysis probes with attached microtubing catheters were placed in the lateral vastus muscle in nine MHS, seven MHN and seven control participants. After equilibration, 200 µl of halothane 6 vol% (only in controls), halothane 4 vol% , both dissolved in soybean oil, and 200 µl of caffeine 80 mM were injected as single boli into the tip of the microdialysis probe and the resulting lactate-increase was measured spectrophotometrically. Lactate increased significantly in MHS participants compared to MHN and control individuals after injection with caffeine and halothane 4 vol%. However, control participants showed relevant increases of lactate after injection of halothane 6 vol% comparable with the reaction of MHS patients. In a second series of investigations, microdialysis probes were inserted into the hindlimbs of nine MHS- and six MHN-Pietrain pigs. We used 100 µl of Sevoflurane 3%, 7.5%, 15% and 28 Vol% dissolved in soybean oil as a trigger substance. A dose-dependent response for lactate and the lactate/pyruvate ratio was observed only in MHS individuals. Systemic hemodynamic und metabolic parameters were monitored throughout both experiments. There were no significant side effects in humans or pigs. The results demonstrate that intramuscular injection of caffeine, halothane and sevoflurane induces a hypermetabolic reaction in skeletal muscle which can be measured by an increase of local lactate concentration. Sevoflurane can be used as a suitable replacement for halothane in the minimally invasive metabolic test. The findings of this study allow a differentiation of MHS and MHN individuals by measuring the local lactate concentration after application of a defined dose of a trigger substance. Thus, our minimally invasive test could be used to supplement routine testing for MH-susceptibility.
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Lactate
KW  - Sevofluran
KW  - Halothan
KW  - Coffein
KW  - Mikrodialyse
KW  - Skelettmuskel
KW  - minimal invasiv
KW  - malignant hyperthermia
KW  - lactate
KW  - sevoflurane
KW  - halothane
KW  - caffeine
KW  - microdialysis
KW  - sceletal muscle
KW  - minimal invasive
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36490
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sachs, Michael
T1  - Pilotstudie zur Evaluation eines minimal-invasiven Diagnoseverfahrens der Malignen Hyperthermie
T1  - -
N2  - Die Maligne Hyperthermie ist eine genetisch determinierte Stoffwelchselerkrankung, bei der es unter der Exposition von volatilen Anästhetika und depolarisierenden Muskelrelaxantien zu einem generalisierten Hypermetabolismus mit Laktatazidose und vermehrter Produktion von CO2 kommt. Die Diagnose wird mittels dem, für den Patienten belastenden, invasiven Invitro-Kontrakturtest als Goldstandard gestellt. Ein wichtiger Schwerpunkt der anästhesiologischen Forschung liegt daher in der Entwicklung eines weniger invasiven Diagnoseverfahrens der Disposition zur Malignen Hyperthermie. Als Modell der malignen Hyperthermie ist das „porcine-stress-syndrom“ etabliert. Wir nahmen an, dass durch die intramuskuläre Applikation von Koffein und Halothan als Triggersubstanzen bei stressempfindlichen Schweinen (MHS) im Gegensatz zu nicht veranlagten Tieren (MHN) eine lokal begrenzte hypermetabole Reaktion ohne systemische Auswirkungen ausgelöst wird. Nach Genehmigung durch die lokale Ethikkomission wurden 4 Schweine mit (MHS) und 3 Schweine (MHN) ohne Veranlagung für das „porcin-stress-syndrom“ jeweils 6-mal in Narkose untersucht. Es wurden 3 modifizierte Mikrodialyse (MD) - Sonden, sowie eine pH- / pCO2- Messsonde, in die Adduktorenmuskulatur der Tiere eingebracht. Bei der ersten MD - Sonde wurde ein Schlauch zur Applikation von Koffeinlösungen angebracht. In 2 Vorversuchen wurden nach Äquilibrierung steigende Volumina (50, 100, 200 und 400 µl) von 80 bzw. 20 mM zugegeben. Im Hauptversuch wurden 100µl Koffeinlösung ansteigender Konzentration (10, 20 und 40 mM) verwendet. Bei der zweiten MD - Sonde handelte es sich um eine Mess- und eine Stimulationssonde, welche mit einer 10%-igen Lösung von Halothan in Lipofundin 20% bei 1 µl/min perfundiert wurde. Die dritte MD - Sonde lieferte Kontrollwerte. Das Dialysat wurde bei einer Perfusionsgeschwindigkeit von 2 µl/min in 15-minütigen Intervallen aufgefangen und die Laktatkonzentration photometrisch bestimmt. In der Mitte der pH- / pCO2- Messsonde wurde im Vorversuch 20 mM Koffein steigender Volumina (50, 100, 200 und 400 µl), im Hauptversuch 100 µl Koffein steigender Konzentration (2, 5, 10 und 20 mM) injiziert und der pH /pCO2 kontinuierlich gemessen. Bei Versuchsdurchführung wurden hämodynamische und metabolische Parameter dokumentiert. Nach dem letzten Versuch wurde eine Maligne-Hyperthermie-Krise ausgelöst, sowie die Zugehörigkeit zu den Versuchgruppen mittels Invitro-Kontrakturtest und genetischer Testung gesichert. Im Rahmen dieser Pilotstudie wurde bei einer nur geringen Anzahl unabhängiger Versuche auf eine statistische Auswertung verzichtet. Die Einzelversuche wurden im Detail ausgewertet. Die Ergebnisse der Mikrodialyse-Versuche unter Stimulation mit Koffein erbrachten bei Anlageträgern nur bei maximaler Triggerung mit einem 20 mM bzw. 80 mM Koffeinbolus einen messbaren Laktat-anstieg. Eine Annäherung an diese Schwellendosis, ausgehend von niedrigeren Boluskonzentrationen, zeigte keine messbaren Veränderungen der lokalen Laktatkonzentration. Unter der kontinuierlichen Stimulation mit Halothan findet sich nur bei den MHS-Tieren ein Anstieg der Laktatkonzentration. Die Werte der intraindividuellen Kontrollsonden unterschieden sich dabei nicht in den Gruppen der MHS- / MHN-Tiere. Die Messung des Gewebe-pH / -pCO2 im Vorversuch erbrachte bereits durch den initialen 20 mM Koffeinbolus bei den MHS-Tieren einen ausgeprägten Abfall des lokalen pH-Wertes und Anstieg des pCO2 im Sinne eines lokalen Hypermetabolismus. Der Hauptversuch zeigte, dass im Gegensatz zu den MHN-Tieren bei repetitiver Stimulation nur in der Gruppe der MHS-Tiere ab einer Koffeinkonzentration von 5 mM ein zunehmender Abfall des lokalen pH-Wertes und ein Anstieg des pCO2 über das Ausgangsniveau auszulösen ist. Klinisch zeigte sich keine systemische Reaktion auf die lokale Triggerapplikation. Ebenso wurden keine Unterschiede in den hämodynamischen und metabolischen Parameter der MHS- / MHN-Tiere gesehen. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung konnte gezeigt werden, dass es in-vivo möglich ist bei MH-Anlageträgern, mittels intramuskulär applizierter Triggersubstanzen, einen lokalen, MH-ähnlichen Hypermetabolismus auszulösen ohne Induktion einer systemischen Reaktion. Auf Grund dieser Erkenntnisse konnte eine Übertragung des Testverfahrens auf den Menschen erfolgen, welches das Potenzial hat, den wesentlich invasiveren In-vitro-Kontrakturtest als Diagnoseverfahren abzulösen.
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Microdialyse
KW  - Diagnose
KW  - minimal invasiv
KW  - malignant hyperthermia
KW  - microdialysis
KW  - diagnose
KW  - minimally invasive
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-22806
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hager, Martin
T1  - Ein metabolischer Test zur Diagnose einer maligne-Hyperthermie-Veranlagung
T1  - A metabolic test to diagnose susceptibility to malignant hyperthermia
N2  - Die maligne Hyperthermie (MH) ist eine akute, lebensbedrohliche Erkrankung, die bei disponierten Patienten durch Exposition mit volatilen Anästhetika und depolarisierenden Muskelrelaxantien ausgelöst wird. Sie zeigt sich in einer unkontrollierten Stoffwechselsteigerung mit Laktatazidose und Kohlendioxidanstieg. Der bisherige Goldstandard der MH-Diagnostik ist der In-vitro Kontrakturtest (IVCT), dessen Nachteile allerdings in seiner Invasivität und der damit verbundenen Belastung für den Patienten, seinem finanziellen und zeitlichen Aufwand, sowie der schlechten Standardisierbarkeit liegen. Ein weniger invasives und aufwendiges Verfahren ist somit ein vordringlicher Gegenstand anästhesiologischer Forschung. Wir nahmen an, dass die lokale, intramuskuläre Applikation von Halothan und Koffein bei MH-Veranlagten einen signifikant stärkeren lokalen Anstieg der Laktat- und Kohlendioxidkonzentration auslöst als bei MH nicht veranlagten Probanden, ohne dass dieser Anstieg mit systemischen Nebenwirkungen einhergeht. Mit diesem minimal-invasiven Verfahren sollte die Diagnose einer MH-Veranlagung möglich sein. Mit Genehmigung der örtlichen Ethikkommission wurden bei 22 MH veranlagten Probanden (MHS [MH-suseptible]), 24 MH nicht veranlagten Probanden (MHN [MH-nonsusceptible]) und 7 Kontrollprobanden ohne persönliche oder familiäre MH-Vorgeschichte drei modifizierte Mikrodialyse (MD) -Sonden und eine CO2-Partialdruckmesssonde im M. rectus femoris des Oberschenkels platziert. Nach Äquilibrierung wurde an die Spitze der ersten MD-Sonde 250 µl 80 mM Koffein injiziert. Die zweite doppelläufige MD-Sonde wurde mit 300 µl Halothan 10 Vol% gelöst in Sojabohnenöl perfundiert. Die dritte MD-Sonde diente zur Kontrollmessung. Im Dialysat wurde jeweils Laktat photospektrometrisch bestimmt. An die Spitze der CO2-Partialdruckmesssonde wurde 500 µl 80 mM Koffein appliziert und der CO2-Partialdruck fortlaufend gemessen. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter sowie das Schmerzempfinden des Probanden (mittels visueller Analogskala) wurden kontinuierlich gemessen. Bei gleichen Ausgangswerten führte die lokale, intramuskuläre Applikation von Koffein bzw. Halothan bei MHS-Probanden zu einem signifikant stärkeren Laktatanstieg im Vergleich zu MHN- und Kontrollprobanden. Die Messungen der intraindividuellen Kontrollsonde unterschieden sich nicht signifikant innerhalb der drei Gruppen. Die CO2-Partialdruckmessung ergab, dass sich bei gleichen Ausgangswerten der Partialdruckanstieg nach lokaler Applikation von Koffein bei den MHS-Probanden signifikant vom Anstieg bei den MHN- und Kontrollprobanden unterschied. Als Zeichen der abgelaufenen Stoffwechselreaktion waren das Serum-Myoglobin, die Serum-Kreatinkinase und das Schmerzgefühl bei den MHS-Probanden signifikant höher als bei MHN- und Kontrollprobanden. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter blieben bei allen drei Probandengruppen im Normbereich. Somit konnte gezeigt werden, dass die lokale, intramuskuläre Stimulation mit Koffein und Halothan nur bei MH-Veranlagten die lokale Laktat- und Kohlendioxidkonzentration signifikant erhöht, ohne dass dies mit systemischen Nebenwirkungen einhergeht. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen erstmals, dass ein minimal-invasives Verfahren in Form eines metabolischen Provokationstests zur Diagnose einer maligne-Hyperthermie-Veranlagung möglich ist.
N2  - Malignant hyperthermia (MH) is an acute life-threatening myopathy. Volatile anaesthetics and depolarising muscle relaxants induce in predisposed patients a potentially lethal uncontrolled hypermetabolism in skeletal muscle with lactic acidosis and excessive carbon dioxide production. So far, the “gold standard” for diagnosing MH susceptibility is the in-vitro contracture test (IVCT), which requires an invasive open muscle biopsy. We hypothesized that intramuscular caffeine and halothane application would increase local lactate concentration and carbon dioxide pressure (pCO2) in individuals susceptible to MH but not in those who are non-susceptible to MH or in healthy individuals without initiating systemic side effects. This minimally invasive test might allow diagnosing the susceptibility to MH. With approval of the local ethic committee 22 MH susceptible probands (MHS), 24 MH non-susceptible probands and 7 healthy controls without personal or family history of MH were studied. A pCO2 probe with attached microtubing and three microdialysis (MD) probes for lactate measurements were placed in the rectus femoris muscle of the thigh at least 3 cm apart. Following equilibration, 250 µl caffeine 80 mM were injected to the tip of the first MD probe. The second modified MD probe was perfused with 300 µl halothane 10 vol % dissolved in soybean oil. The third MD probe served as control. Dialysate samples were analysed for lactate spectrophotometrically. For pCO2 measurement, 500 µl caffeine 80 mM were injected to the tip of the pCO2 probe and pCO2 was recorded continuously. Throughout the experiment systemic hemodynamic and metabolic parameters as well as pain were measured. Local intramuscular injection of caffeine and halothane, respectively, increased local concentrations of lactate in MH-susceptibles significantly higher than in MH-non-susceptible probands or healthy controls. Control measurements of lactate in the same muscle before stimulation by halothane or caffeine did not differ between the three study groups. PCO2 measurements revealed that local injection of caffeine leads to a significantly higher pCO2 increase in MH-susceptibles than in MH-non-susceptibles or controls. Higher serum creatine kinase and myoglobine as well as more pain in the group of the MH-susceptibles during trigger application may be the result of a hypermetabolic reaction . No clinically relevant systemic side-effects were seen under the conditions used here. The results of this study demonstrate for the first time that local intramuscular caffeine and halothane application induces a transient increase in local lactate and pCO2 in MH susceptible probands but not in MH non-susceptible nor in healthy control individuals. Local MH trigger application does not lead to systemic hypermetabolic symptoms or other serious side-effects. The results of this study demonstrate for the first time that a metabolic test with local stimulation with caffeine and halothane may allow a minimally invasive test to diagnose MH susceptibility.
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Microdialyse
KW  - Diagnose
KW  - minimal invasiv
KW  - malignant hyperthermia
KW  - microdialysis
KW  - diagnose
KW  - minimally invasive
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13483
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TY  - THES
A1  - Günzel, Jane
T1  - Methodische Untersuchung zur Mikrodialyse von Laktat aus dem Skelettmuskel der Ratte - eine Studie im Rahmen der Entwicklung einer minimal-invasiven Diagnostik zur Malignen Hyperthermie
T1  - Methodical analysis for the micro dialysis of lactate in the skeletal muscle of the rat – studies in the development of a minimal-invasive diagnosis for malignant hyperthermia
N2  - Die Maligne Hyperthermie ist eine autosomal-dominant vererbbare Erkrankung, die sich klinisch unter Allgemeinnarkose mit einem erhöhten Metabolismus, Azidose, Muskelrigidität und Hyperthermie manifestiert. Als Pathogenese wird eine Dysregulation der intrazellulären Kalziumhomöostase angenommen. Ihre Prävalenz in der Bevölkerung wird auf 1:10’000 bis 1:20’000 geschätzt, ihre Mortalitätsrate beträgt 5-10 %. Gegenwärtig stellt der in vitro-Kontrakturtest mit Halothan und Koffein die einzige Möglichkeit zur präsymptomatischen Diagnose der MH dar. Vorliegender Arbeit liegt die These zugrunde, daß mithilfe von durch MD-Sonden applizierten Substanzen eine lokale MH-Reaktion im Skelettmuskel ausgelöst und deren Eintreten anhand einer Analyse des Laktatwerts diagnostiziert werden kann. Die bislang für die Koffeinstimulation entwickelte Methode wurde modifiziert, um eine Akzeleration der Versuchsdauer bei maximaler Stimulation der Laktatproduktion durch Koffein zu erreichen. Es wurden 43 Ratten der Gattung Sprague-Dewley präpariert und unter Verwendung verschiedener Flussraten unilateral mit Koffein stimuliert, kontralateral nur mit Ringerlösung perfundiert und die daraus resultierenden Laktatwerte im Dialysat gemessen. Mithilfe einer Injektion von 100 bzw. 200 µl 80 mmolaren Koffeins vor Implantation der Sonden kann ein signifikanter Unterschied zwischen Kontroll- und Reaktionsseite bereits nach 30 min induziert werden. Eine Versuchsreihe an MH-unempfindlichen Schweinen bestätigt die Verwendbarkeit der Methode in vivo. Bestätigt sich die These, daß sich mithilfe der Mikrodialyse eine lokale MH-Reaktion auslösen läßt, wäre damit möglicherweise ein vielversprechendes Testverfahren in Hinblick auf ein MH-Screening gefunden.
N2  - Malignant hyperthermia (MH) is a pharmacologenetic disorder characterized by acute hypermetabolic reactions in muscles in response to the triggering effects of volatile anaesthetics and succinylcholin. The genetic prevalence seems to be higher than the clinical incidence of about 1:30000. The precipitating cause of a MH reaction has been postulated to be a sudden rise in the concentration of calcium in myoplasm in the presence of a triggering agent. MH may present as an acute and dramatic clinical event with hypercapnia, hypoxaemia, mixed acidosis, tachycardia and rigor followed by complex arrhythmias, cyanosis, rhabdomyolysis, hyperthermia and death, or as an abortive form with only few clinical signs. When MH is diagnosed early and treated promptly, the mortality rate should be near zero. Therefore a rapid and reliable test for MH would be beneficial to anaesthetists, as screening for mutations of the RYR1 gene detects only 20 – 40% of susceptible families and the halothan-caffeine contracture test which remains at the moment the gold standard is invasive and expensive. M. Anetseder and colleagues from the University of Wuerzburg proposed, that intramuscular injection of caffeine by microdialysis increase local lactat concentration in the skeletal muscle of rats. After different ways of local caffeine stimulation in the muscle of rats a pre-injection of caffeine before microdialyis seems to be the fastest way to increase metabolism. Studies with MH reliable pigs will show if there is an difference between MH susceptible pigs and non-susceptible pigs.
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Microdialyse
KW  - Koffein
KW  - Laktatmetabolismus
KW  - Skelettmuskel
KW  - malignant hyperthermia
KW  - microdialysis
KW  - caffeine
KW  - skeletal muscle
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5796
ER  -