Ischämie- und Reperfusionsschaden nach orthotoper Lebertransplantation am Schwein - Glutathion-S-Transferase als Parameter zum Vergleich verschiedener Reperfusionsstrategien

Abstract

Die bei Lebertransplantation eintretenden hepatozellulären Schädigungen können anhand der Aktivität von Enzymen im Serum gemessen werden, die aus den ge-schädigten Zellen austreten. Etablierte Parameter hierfür sind hauptsächlich die Se-rumaktivitäten von Alaninaminotransferase (ALT) und Aspartataminotransferase (AST). Die vorliegende Studie untersucht den Wert von Glutathion-S-Transferase (GST) als Parameter für diese Schädigungen im Vergleich mit AST und ALT unter den Bedingungen verschiedener Volumenersatzlösungen. Die hohe Konzentration der GST im Zytosol der Hepatozyten und ihre homogene Verteilung im Leberläppchen sowie ihr geringes Molekulargewicht (50 kDa) und ihre kurze Halbwertszeit (<90 Minuten) lassen erwarten, daß sie die Schädigungen be-sonders sensitiv und zuverlässig anzeigt. Außerdem wurde untersucht wie die verschiedenen angewandten Volumenersatzlö-sungen das Ausmaß der Leberschädigung beeinflussen.

Bei 34 orthotopen Lebertransplantationen (LTX) am Schwein wurden die Aktivitäten von AST, ALT und GST im Serum präoperativ, im Perfusat des Transplantats und anschließend fünf Mal im Abstand von 15 Minuten und weitere fünf Mal im Abstand von 60 Minuten gemessen. Die Empfängertiere erhielten kurz vor Reperfusion eine Bolusinjektion (4 ml/kg KG) einer Volumenersatzslösung. Eine Gruppe erhielt eine isotone kristalloide Lösung (Haes-steril, n = 10); eine zweite Gruppe erhielt eine stark hypertone kristalloide Lösung (HHES, n = 10); eine dritte Gruppe erhielt eine stroma- freie Hämoglobinlösung (DCLHb, n = 14). Das Modell der LTX am Schwein ist in zahlreichen Studien etabliert, da sowohl der hämodynamische Verlauf als auch die Größe des Organs und die intraoperativen Komplikationen mit denen des Menschen vergleichbar sind.

Der Vergleich der Volumenersatzlösungen brachte keine durchgängig besseren Wer-te für eine von ihnen. In der HHES-Gruppe zeigten sich im früheren Stadium der Re-perfusion günstigere Enzymwerte, die sich im weiteren Verlauf aber relativ zu denen der anderen Gruppen verschlechterten. Die Anwendung von DCLHb dagegen er-brachte zunächst weniger günstige Werte, die sich aber im weiteren Verlauf relativ zu denen der anderen Gruppen verbesserten. DCLHb scheint also den Reperfusionss-chaden zwar nicht initial aber mittel- und längerfristig wirksam zu mindern, bleibt aber in seinen Wirkungen noch genauer zu untersuchen. Die ALT-Aktivität im Serum veränderte sich nur unerheblich und langsam und scheint für die Quantifizierung des Reperfusionsschadens bei Lebertransplantation am Schwein ungeeignet. Durch den initial hohen Anstieg, die deutlicheren Veränderungen und besonders das raschere Absinken der GST-Aktivität im Serum stellt sich die GST im Vergleich mit der AST und der ALT als der deutlich sensitivere und zuverlässigere Parameter für das Ausmaß hepatozellulärer Schädigung durch Ischämie und Reperfusion bei der Lebertransplantation am Schwein dar.

Hepatocellular damage caused through liver transplantation can be quantified by the measurement of enzyme-activities in serum. The transaminases aspartataminotransferase (AST) and alaninaminotransferase (ALT) are established indicators for reperfusion injury after liver transplantation. The aim of this study was to evaluate glutathione S-transferase (GST) activity as a marker for this damage compared with the activity of AST and ALT under the conditions of three different volume-replacement solutions. The high cytosolic concentration of GST in the hepatocytes, ist homogeneous distribution in the liver lobule as ist low molecular weight (50 kDa) and ist short half-life (< 90 min.) make a sensitive and clear measurement of the hepatocellular damage likely. Moreover this study investigates the influence of three different volume-replacement solutions on the extend of hepatocellular damage in liver transplantation.

Using three different reperfusion strategies in 34 orthotopic liver transplantations in pigs, serum activities of AST, ALT and GST were measured pre-operatively, in the perfusate of the graft as well as five times after reperfusion every 15 minutes and five times every 60 minutes. A bolus injection of a volume-replacement solution (4 ml kg/KG) was given to the recipients shortly before reperfusion. One group recieved an isotonic-cristalloid solution (HAES-steril, n=10), the second group recieved a hypertonic-cristalloid solution (HHES, n=10) and the third group recieved a stroma-free haemoglobin solution (DCLHb, n=14). The model of liver transplantation in pigs ist established in numerous studies as the organ´s size, as well as haemodynamic parameters and intraoperative complications are comparable to those of human beings.

The comparison of the three different volume-replacement solutions did not show better results for one of them. In the early phase of reperfusion the HHES-group showed lower enzyme-activities but showed no good results in the end, compared with the two other groups. Using DCLHb turned out to show less goos results in the beginning but in the end this group had better results than the other two groups. Which means that using DCLHb reduces reperfusion injury not initially but in the longer term. The measurement of ALT-activity turned out to be no help in quantifying reperfusion injury as it remained constantly on the same low level. GST-activity was distinguished by a higher level of absolute activity and a more clearly defined maximum of leakage, as well as a closer correlation with ischemic damage when compared to the established parameters AST and ALT.