Erhöhte Methämoglobinbildung gelagerter Erythrozyten während extrakorporaler Zirkulation in Abhängigkeit von der vorausgegangenen Lagerungszeit bei 4°C

Abstract

Bei der Lagerung von Erythrozytenkonzentraten kommt es zu Lagerungsschäden, sog. "storage lesions“. Inwiefern diese später Einfluss auf den Gesundheitszustand der Patienten haben, die die Erythrozytenkonzentrate transfundiert bekommen, ist nach wie vor umstritten. Dennoch können negative Effekte auf die Zellen nicht ausgeschlossen werden. Die Auswirkungen könnten durch den Einsatz von extrakorporaler Zirkulation, die oftmals bei Operationen benötigt wird, noch verstärkt werden, da die Erythrozyten hier, neben der deutlichen Temperaturerhöhung, zusätzlich außergewöhnlicher mechanischer Belastung ausgesetzt sind. In dieser Studie wurde untersucht, wie sich die unterschiedliche Lagerungszeit der Erythrozytenkonzentrate bei 4°C (6, 20 und 34 Tage) auf verschiedene Parameter der Erythrozyten nach Zirkulation in einer Herz- Lungen- Maschine bei 37°C auswirkt. Es wurden Proben nach verschiedener Zirkulationsdauer (0, 2, 4, 6 Stunden) entnommen. Weiterhin wurde untersucht, ob die Zugabe von Antioxidantien (Vitamin E und Trolox) und eines Eisenchelators (Deferoxamin) unmittelbar vor Zirkulation in der Herz- Lungen- Maschine positiven Einfluss auf die Erythrozyten mit sich bringt. Es wurde ein deutlicher Anstieg von Methämoglobin während der Zirkulation in der Herz- Lungen- Maschine beobachtet. Nur aufgrund der Lagerung blieb der MetHb- Anteil in allen Versuchsreihen nahezu gleich. Die Temperaturerhöhung und der mechanische Stress durch extrakorporale Zirkulation haben umso größeren Einfluss auf den Methämoglobinanteil der Erythrozyten, je länger diese zuvor gelagert wurden. Die mit dem Anstieg des MetHb einhergehende Bildung von radikalen Sauerstoffspezies, und daraus resultierendem oxidativen Stress, legt den Einsatz von Antioxidantien und Eisenchelatoren nahe, um Zellschädigungen zu vermeiden. Hierbei konnten in dieser Studie allerdings keine nennenswerten Vorteile ausgemacht werden. Unter den in dieser Studie untersuchten Parametern als Hinweis einer Eryptose konnte ein erhöhter intrazellulärer Calciumspiegel nach Zirkulation der 20 bzw. 34 Tage gelagerten Erythrozyten festgestellt werden. Zum anderen zeigte sich bei diesen Konzentraten eine vermehrte Exposition von Phosphatidylserin, welche ein wesentliches Charakteristikum der Eryptose darstellt und zur Phagozytose der Erythrozyten durch Makrophagen führt. Weitere Versuche sollten die Auswirkungen des Met-Hb- Anstiegs und den Einsatz von Antioxidantien und Eisenchelatoren erneut prüfen, um Verbesserungen beim Einsatz von Erythrozytenkonzentraten zu erreichen.