Continuous Measurements of Intra-Vascular pO₂ in the Pig Optic Nerve Head

Kontinuierliche Messung der intravaskulären Sauerstoffkonzentration im Sehnerv des Miniaturschweins

Hintergrund Messungen der intra-vaskulären Sauerstoffkonzentration im Mikrovaskularsystem von Geweben ist wichtig, um den Sauerstoffaustausch zu verstehen.

Material und Methoden Es wurde eine Technik entwickelt, um den Partialdruck von Sauerstoff (pO₂) im Sehnerv des Miniaturschweins kontinuierlich zu messen. Diese Meßtechnik basiert auf dem „Quenching” der Phosphoreszenz eines Porphyrin-Farbstoffes durch Sauerstoff, wenn dieser Farbstoff intravenös eingespritzt wird, und liefert Daten über den intra-vaskulären pO₂. Wir haben diese Messungen mit denjenigen des extra-vaskulären pO₂ und des Blutflusses mit Laser-Doppler-Fluxmetrie kombiniert.

Ergebnisse Wir zeigen zum erstenmal, dass der intra-vaskuläre pO₂ im Sehnervenkopf während der Dunkeladaptation ansteigt. Hingegen konnten im extra-vaskulären pO₂ und im Blutfluß keine Änderungen festgestellt werden.

Schlußfolgerungen Auf Grund des Modells von Krogh ist zu schließen, dass sich der Sauerstoffverbrauch des Sehnervengewebes während der Dunkeladaptation erhöht.

Summary

Background The measurement of oxygen concentration in the microvasculature of a tissue is important for the understanding of oxygen delivery.

Material and Methods A technique was developed to measure in a continuous manner the partial pressure of oxygen (pO₂) in the optic nerve microvasculature of the minipig. This technique is based on the quenching by oxygen of the phosphorescence emitted by a dye that is injected intravenously. It provides measurements of the intra-vascular pO₂ and was applied simultaneously with measurements of the extra-vascular pO₂ with microelectrodes and blood flow by laser Doppler flowmetry.

Results We demonstrate for the first that the optic nerve head intra-vascular pO₂ increases during dark adaptation. Furthermore no change in extra-vascular pO₂ and blood flow could be detected.

Conclusions Based on Krogh's model, these results suggest that oxygen consumption by the optic nerve head tissue increases during dark adaptation.

Schlüsselwörter

Sauerstoffkonzentration - Phosphoreszenz - Sehnerv - Dunkeladaptation

Key words

Oxygen concentration - phosphorescence - optic nerve - dark adaptation