Molekulare Mechanismen der kardialen Zellschädigung nach experimentellem stumpfen Thoraxtrauma

Abstract

Einleitung: Das stumpfe Thoraxtrauma ist eine häufige Traumafolge insbesondere nach Verkehrsunfällen. In wie weit es nach stumpfem Thoraxtrauma zu einer Verletzung des Herzens kommt, ist bisher weitgehend unerforscht. Daher sollten morphologische Veränderungen des Herzens durch direkten mechanischen Einfluss, sowie der Zellschädigung zu Grunde liegende molekulare Mechanismen im Rattenmodell untersucht werden. Zusätzlich sollte gezeigt werden, ob humane mesenchymale Stammzellen eine posttraumatische Inflammation vermindern können. Methoden: Methodisch wurden die Herzen und Blutbestandteile von 7-8 Wochen alten männlichen Wistar Ratten untersucht, die unter Inhalationsnarkose ein Druckwellen-getriggertes stumpfes Thoraxtrauma erlitten. Für die Analysen wurden die Messzeitpunkte 24 Stunden und 5 Tagen nach Trauma bzw. Kontrolleingriff gewählt. Die Konzentration von extrazellulären Histonen wurde im Plasma bestimmt. Die Herzen wurden histologisch und immunhistochemisch untersucht. In Herzmuskelhomogenisaten wurde die Myeloperoxidase-Aktivität analysiert, sowie die C5aR1- und Connexin 43- Proteinmenge bestimmt. Ergebnisse: Histologische Untersuchungen haben gezeigt, dass es durch ein druckwelleninduziertes stumpfes Thoraxtrauma im Rattenmodell zu einer mechanischen Schädigung des Myokards kommt. In H.E. gefärbten Schnitten zeigten sich Einblutungen in das Herzmuskelgewebe. Eine lokale inflammatorische Reaktion nach stumpfem Thoraxtrauma konnte durch Messung der MPO-Aktivität und Untersuchung der IL1-Beta-mRNA Expression gezeigt werden. Außerdem war eine Störung der Zell-zu-Zell Integrität, durch Lateralisierung des Gap Junctions Proteins Connexin 43 sichtbar. Im Plasma zeigte sich 24 Stunden nach stumpfem Thoraxtrauma ein signifikanter Anstieg von extrazellulären Histonen. Diskussion: Es konnte erstmals gezeigt werden, dass das stumpfe Thoraxtrauma im Rattenmodell eine direkte mechanische und inflammatorische Schädigung des Herzmuskelgewebes bedingt. Extrazelluläre Histone, die im Sepsismodell der Maus mit einer kardialen Depression assoziiert werden konnten, waren nach stumpfem Thoraxtrauma der Ratte erhöht und stellen damit eine mögliche Ursache für eine kardiale Depression nach Trauma dar. Zusammenfassung: Insgesamt stellt die zelluläre Schädigung des Herzens nach stumpfem Thoraxtrauma eine bisher unterschätze Traumafolge dar.