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
ER  - 
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  -