Posttraumatische Kardiomyopathie im porcinen Polytraumamodell : Charakterisierung von strukturellen und funktionellen Veränderungen im Rahmen von unfallchirurgischen Behandlungskonzepten

Abstract

Hintergrund: Das Polytrauma gehört zu den häufigsten Todesursachen im jungen Erwachsenenalter und geht in vielen Fällen mit der Verletzung des Thorax einher. Die potenzielle Kontusion des Herzens, durch solch ein Trauma wird häufig klinisch unterschätzt oder durch andere Verletzungen maskiert. Die Funktionalität des Herzens ist entscheidend für die Durchblutung lebenswichtiger Organe und damit essentiell für die Funktionalität des Organismus. Die Beteiligung einer stumpfen kardialen Verletzung führt zu einer erhöhten Mortalität nach einem Trauma. Dennoch sind die Mechanismen der posttraumatischen Kardiomyopathie noch nicht verstanden. Aufgabenstellung: Ziel dieser Arbeit war es eine kardiale Dysfunktion nach Polytrauma aufzuzeigen und diese funktionelle Depression im Zusammenhang mit morphologischen und immunologischen Veränderungen im Herzen zu beschreiben. Ein Vergleich des Einflusses der Behandlungskonzepte Damage Controle Orthopedics (DCO) und Early Total Care (ETC) im Bezug auf die kardialen Auswirkungen des Traumas sollte durchgeführt werden. Material und Methoden: In einem porcinen Polytraumamodell, bestehend aus einem Thoraxtrauma, einer abdominellen Verletzung (Leber-Lazeration), einer Femur Fraktur und einem hämorrhagischen Schock, wurde mithilfe der Echokardiographie die Herzfunktion über 72 h erfasst. Dabei wurden die zwei verschiedenen Unfallchirurgischen Konzepte DCO und ETC miteinander verglichen. Marker für spezifische Herzschädigung, wie Troponin I und Heart Fatty Acid Binding Protein (H-FABP), wurden im Verlauf bestimmt und so ein Zusammenhang zwischen Herzmuskelzellschädigung und Funktion hergestellt. Post-mortem Analysen des Herzgewebes wurden 72 h nach Trauma durchgeführt, um strukturelle Veränderungen (Connexin 43, alpha-Aktinin, Desmin) des Herzens durch ein Polytrauma aufzeigen zu können. Ebenfalls wurden Untersuchungen zu den inflammatorischen und komplement-vermittelten Veränderungen am Herzen angestellt. Ergebnisse: Die Ejektionsfraktion und Verkürzungsfraktion des linken Ventrikels war zwischen 4 h und 24 h nach einem Polytrauma vermindert. H-FABP, Troponin I und extrazelluläre Histone waren in der frühen Phase nach Trauma erhöht. Darüber hinaus konnten vermehrtes Nitrotyosin, gesteigerte IL-1ß-Konzentrationen und Apoptose im kardialen Muskelgewebe nachgewiesen werden. Eine Umverteilung des Connexin 43 und des Zonula Occludens-1 in das Zytosol wurde 72 h nach Trauma beobachtet. Strukturell wurde zudem eine Reduktion des alpha-Aktinins und ein Anstieg des Desmins im linken Ventrikel festgestellt. Schlussfolgerung: Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass ein Polytrauma im Schwein zu einer kardialen Dysfunktion führt, die assoziiert ist mit kardialem Zellschaden, lokaler Inflammation, und Veränderungen des Zytoskeletts und der Gap Junctions im Herzen. Der Vergleich der beiden Behandlungsgruppen ergab nur minimale Unterschiede zwischen den Konzepten DCO und ETC (siehe Gegenüberstellung der Ergebnisse Tabelle 2)