Prothrombotische und proinflammatorische Ereignisse im Herz-Lungen-Maschinen-Modell: Möglichkeiten der pharmakologischen Inhibition

Abstract

Einleitung: Systemische Hypothermie wird in der Herzchirurgie im Rahmen der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) und des tief hypothermen Kreislaufstillstands (DHCA) eingesetzt, um die Ischämietoleranz des Patienten zu verlängern. Jedoch induzieren Hypothermie und die EKZ eine Thrombozytenaktivierung und -aggregation, welche zu Blutgerinnungsstörungen und lebensbedrohlichen Thrombembolien führen können. Darüber hinaus induziert die EKZ eine Interaktion und Bindung von Thrombozyten und Leukozyten, welche in eine systemische Entzündungsreaktion (SIRS) münden kann. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, eine pharmakologische Möglichkeit zur Protektion von Thrombozyten gegen Schädigung durch Hypothermie und EKZ-Oberflächen zu finden. Methode: Mit Hilfe der Durchflußzytometrie wurde die Expression des thrombozytären Aktivierungsmarkers P-Selektin, die Bindung des für GP IIb/IIIa aktivationsspezifischen PAC-1 Antikörpers, die Bildung von Thrombozytenaggregaten und deren Gehalt an Monozyten und Granulozyten analysiert. Zur Simulation der Bedingungen des DHCA wurde in Stase und bei 18°C der Effekt der kurzwirksamen GP IIb/IIIa-Blocker Tirofiban und Eptifibatide in voll-hepariniserten Frischblutproben untersucht. Im EKZ-Modell wurde bei 18°C und 28°C zusätzlich der Effekt des Phosphodiesterasehemmers Milrinon, des Adenosin-Uptake-Inhibitors Dipyridamol und des Serinproteaseninhibitiors Aprotinin analysiert. Mittels multifaktorieller Varianzanalyse erfolgte die statistische Auswertung. Ergebnisse: Beide GP IIb/IIIa-Blocker inhibieren die hypothermie- und EKZ-induzierte Thrombozytenaggregation und die PAC-1-Bindung. Die P-Selektin-Expression wird bei Hypothermie jedoch nur von Tirofiban inhibiert, während sie von Eptifibatide erhöht wird. Die Thrombozyten-Leukozyten Interaktion wurde unter EKZ-Bedingungen durch Tirofiban und Eptifibatide gehemmt, während sie bei Stillstand wenig beeinflußt wurde. Milrinon, Dipyridamol und Aprotinin zeigten keine Wirkung auf die untersuchten Parameter.

Introduction: Deep Hypothermic Circulatory Arrest (DHCA) is employed during thoracic aortic and extracoporeal circulation (ECC) heart surgery and can induce postoperative neurological damage probably caused by microthrombembolism. Hypothermia has been reported to induce platelet activation and aggregation. Furthermore ECC induces an interaction between platelet and leukocytes which can end in a systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Aim of this study was to find a pharmacologic way to protect platelet from damage caused by hypothermia and the surface of ECC. Methods: Platelet aggregation, binding of the GP IIb/IIIa activation specific antibody PAC-1, P-selectin expression as well as monocyte and granulocyte content of aggregates were investigated in unstimulated and ADP-stimulated samples using flow cytometry. Tirofiban and eptifibatide, short-acting inhibitors of the platelet fibrinogen receptor GP IIb/IIIa, have recently been shown to protect platelet function without increasing bleeding during heart surgery using cardiopulmonary bypass. This drugs were compared to drugs like Milrinon, Aprotinin or Dipyridamol. Results: Both GP IIb/IIIa-inhibitors inhibit hypothermic and ECC-induced plateletaggregation and PAC-1-binding. P-Selectin-Expression during hypothermia is only inhibited by tirofiban while it is increased by eptifibatide . Platetelet-leukocyte-interaction under ECC has been inhibited by both drugs. Under conditions of DHCA they had no effect. Milrinon, Dipyridamol and Aprotinin had no effect on all parameters.