Totale antioxidative Kapazität bei am Herzen operierten Kindern

Sokalska, Magdalena; Seghaye, Marie-Christine

doi:25355

Totale antioxidative Kapazität bei am Herzen operierten Kindern

Sokalska, Magdalena (Author)

2003

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Magdalena Sokalska

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2003

UmfangIV, 56 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2003

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Seghaye, Marie-Christine (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2003-07-07

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-6511
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/59027/files/Sokalska_Magdalena.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; antioxidative Kapazität (frei) ; TEAC (frei) ; extrakorporaler Kreislauf (frei) ; angeborene Herzfehler (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Der Ischämie/Reperfusion-Schaden und die Aktivierung von Neutrophilen sind die Hauptmechanismen, die zur Freisetzung von freien Sauerstoffradikalen führen und dadurch den oxidativen Stress während des EKK verursachen. Weiterhin nimmt der oxidative Stress an der systemischen entzündlichen Reaktion teil und induziert das Entstehen eines Organschadens. Die totale antioxidative Kapazität besteht aus den enzymatischen und nicht enzymatischen Kontrollmechanismen gegen freie Sauerstoffradikale. Wir haben totale antioxidative Kapazität von Plasma bei mit extrakorporalem Kreislauf operierten Kindern untersucht. Der Einfluß von präoperativer Hypoxämie gefolgt von Reoxygenation auf die totale antioxidative Kapazität wurde überprüft. Schließlich überprüften wir die klinische Relevanz der postoperativ veränderten totalen antioxidativen Kapazität. 26 Säuglinge und Kinder (im Alter von 6 bis 180 Monate) mit zyanotischen (Fallot'sche Tetralogie n=6) und nicht zyanotischen Herzfehlern (ASD, VSD, AV-Kanal n=20) wurden untersucht. Alle Patienten wurden in Vollnarkose operiert und mit reinem Sauerstoff während der Operation mechanisch beatmet. Die Operationen fanden in Hypothermie mit EKK statt, entweder mit oder ohne KSS. Die totale antioxidative Kapazität des Plasmas wurde ermittelt durch die Bestimmung von TEAC vor, während und nach der Operation bis zum zehnten postoperativen Tag. Die Konzentration von Triglyceriden im Plasma wurde gemessen, um den Einfluss der Verdünnung auf den TEAC-Wert auszuschließen. Die TEAC-Werte wurden bezüglich operativer Variablen wie Dauer des EKK, Dauer der Aortaabklemmzeit und Dauer des KSS sowie klinischer Parametern wie hämodynamische Variablen einschließlich der Dosis von Katecholaminen, den Nieren- und Leber- Funktionsparametern, dem Oxygenationindex und der Dauer des Intensivaufenthalts analysiert. Bei allen Kindern zeigten die TEAC-Werte einen signifikanten Abfall nach der Einleitung der Anästhesie mit Hyperoxygenation (p<0,001). Die Hämodilution konnte als Einflussfaktor für den beobachteten Abfall von TEAC-Werten ausgeschlossen werden durch Analyse der Konzentrationen von Triglyceriden, die zum diesem Zeitpunkt unverändert waren. Während des EKK gab es keinen weiteren Abfall der TEAC-Werten, sondern einen kontinuierlichen Anstieg bis zum Ende des EKK. Die TEAC-Werte nach der Protamingabe zeigten einen signifikant höheren Wert als 10 min nach dem Start des EKK (p<0,001). Ab Ende des EKK bis zum zehnten postoperativen Tag bestand kein weiterer Unterschied in Bezug auf die TEAC-Werten. Die präoperativen TEAC-Werte waren bei zyanotischen und nicht zyanotischen Patienten ähnlich. TEAC-Werte waren jedoch signifikant höher bei zyanotischen Kindern 4 und 24 Stunden postoperativ (p<0,001). Die TEAC-Werte 4 und 24 Stunden postoperativ korrelierten positiv mit der Dauer der Aortaabklemzeit (Spearman 0,4 (p<0,05) und 0,5 (p<0,005)). Postoperative TEAC-Werte korrelierten negativ mit dem arteriellen Mitteldruck und positiv mit der Menge von zugeführten Katecholaminen und Leberenzymen, mit der Dauer der mechanischen Beatmung und mit der Dauer des Intensivaufenthalts. Unsere Ergebnisse zeigen erstmalig, dass die Einleitung der Anästhesie mit mechanischer Beatmung unter reinem Sauerstoff und nicht der EKK mit Ischämie/Reperfusion eine signifikante Abnahme der totalen antioxidativen Kapazität bei am Herz operierten Kindern verursacht. Diese Abnahme ist vorübergehend und besteht bis zum ersten postoperativen Tag. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bestimmung von totaler antioxidativer Kapazität mittels Troloxäquivalents keine Aussagen über den Einfluss von Hypoxämie zulässt. Wir fanden, dass die Patienten mit größerem operativem Stress und ungünstigerem postoperativem Verlauf höhere TEAC-Werte nach der Operation zeigen, was wir als Zeichen der Freisetzung von Antioxidanten aus den geschädigten Geweben und nicht als bessere Regeneration der antioxidativen Kapazität interpretieren.

Oxidative stress results from the release of oxygen free radicals. The best known mechanisms which lead to the oxidative stress are ischemia- reperfusion injury and activation of neutrophile. Oxidative stress is one of the most important factors which induce inflammatory complications and tissue damage after CPB. There are an enzymatic and non-enzymatic defence mechanism against reactive oxygen free radicals which together create a total anti-oxidant capacity. Oxidative stress during operation cause consumption of antioxidants and tissue damage. Our study was aimed to determine plasma anti-oxidant capacity in children undergoing elective cardiac surgery with cardiopulmonary bypass (CPB). The role of the oxygenation with 100% O2 during CPB was investigated. The role of hypoxemia was investigated. The influence of ischemia-reperfusion injury and oxidative stress on clinical outcome was studied. 26 children (aged from 6 to 180 months) with cyanotic (n=6; Fallot) or non cyanotic cardiac defect (n=20; VSD, ASD, AV) were investigated. All patients were operated on under general anesthesia, receiving mechanical ventilation with pure oxygen, on hypothermic CPB with or without cardio - circulatory arrest. Total anti - oxidant capacity of plasma samples was assessed by the determination of the Trolox Equivalents Anti - Oxidant Capacity (TEAC) sequentially before, during and after cardiac surgery up to the 10th post-operative day. The a-tocopherol concentration im plasma was measured. The triglyceride concentration in plasma was measured to detect a dilution and to correct a-tocopherol values. TEAC was analysed with respect to operation stress variables such as duration of CPB, aortic clamping, cardiocirculatory arrest and clinical outcome such as hemodynamic variables, renal function, maximal glutamate oxaloacetate (GOT), oxygenation index, catecholamine dosis and duration of intensiv care unit. In all children TEAC values im plasma significantly decreased after induction of anesthesia with mechanical ventilation (p<0.001). We could exlude a dilution because the concentration of triglycerides at this timepoint remained unchanged. During CPB, there was no further decrease of TEAC, but a continuous increase up to the end of CPB. TEAC values after the protamin administration showed significant higher level than 10 minutes after the onset of the CPB(p<0.001). From the end of the CPB until the 10 th day postoperative the TEAC values stay without significant differences. Preoperativ TEAC values were in cyanotic and non cyanotic patients without significant difference. TEAC values were significant higher in cyanotic patients 4 and 24 hours postoperatively (p<0.001). The TEAC values 4 and 24 hours postoperatively correlated with dte duration of the aortic clamping (Spearman 0,4 (p<0,05 and 0,5 (p<0,005)). Postoperative TEAC values correlated negatively with mediane blood pressure and positively catecholamine therapy, liver enzymen, duration of ventilation and stay on unit intensiv care. We show that 1. general anesthesia with pure oxygen ventilation and not extracorporeal circulation with ischemia - reperfusion is related to a significant decrease of the total anti - oxidant capacity of children undergoing cardiac surgery. 2. The decrease of the total anti - oxidant capacity after the oxygenation is transient and TEAC values reach preoperative level on the first postoperative day. 3. The determination of total antioxidant capacity by trolox equivalents does not allow any statements about the influence of hypoxemia 4. TEAC values after the operation were higher in patients with most operation stress and worse clinical outcome variables, suggesting release of antioxidants from damaged tissues as a response to higher stress rather than higher regeneration of antioxidant capacity.

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