Untersuchung des intrazellulären pH mittels ³¹Phosphor-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (³¹NMRS) nach HTK-Protektion an ischämischen Hundenieren: Eine vergleichende Studie

Zusammenfassung

Die Verlängerung der renalen Ischämietoleranz ist durch die Perfusion des Organs mit der HTK-Lösung nach Bretschneider möglich. Zahlreiche klinische Anwendungen mit guten postoperativen Ergebnissen haben dieses im Rahmen tierexperimenteller Untersuchungen angewandte Verfahren der nierenprotektiven Chirurgie bestätigt. Die protektiven Eigenschaften der HTK-Lösung beruhen neben stoffwechselreduzierenden Eigenschaften im Wesentlichen auf ihrer hohen Pufferkapazität, die durch eine Konzentration von 180/18 mmol/l Histidine/Histidine-Hydrochlorid erreicht wird. Zur Untersuchung der Frage, inwieweit die Perfusion und damit die Pufferung des Extrazellulärraums die intrazellulären Säureverhältnisse beeinflußt, wurden sowohl intra- als auch extrazelluläre pH-Verläufe während klinisch relevanter Ischämiezeiten nach Perfusion mit HTK-Lösung bzw. als Kontrollkollektiv mit Ringer-Lösung bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt. Die Bestimmung des extrazellulären pH (pH_ez) erfolgte mit ionensensitiven Elektroden. Der intrazelluläre pH (pH_iz) wurde mittels ³¹PNMRS gemessen. Nach Perfusion mit HTK-Lösung ist gegenüber den mit Ringer-Lösung perfundierten Organen bei 37 °C und bei 20 °C eine deutliche Verringerung der ischämischen Azidifizierung zu beobachten. Bei 5 °C kommt es unter HTK-Protektion zu einer geringen Azidifizierung des Intrazellulärraums. PH_ez ist nach Perfusion mit HTK-Lösung über den gesamten Zeitraum der Ischämie von 150 Minuten konstant.

Abstract

Prolongation of renal ischemic tolerance by preservation with the histidine-tryptophanketoglutarate (HTK)-solution enables organ preserving renal surgery and transplantation which is in clinical use at various medical institutions. The main principle of the HTK-solution consists in its high buffering capacitiy, which is due to an amino-acid buffer concentration of 180/18 mmol/l histidine/histidine-hydrochloride. As our main interest was to determine whether perfusion and thus buffering of the extracellular compartment of the kidney influences the acidification of the intracellular compartment, changes of extracellular pH (pH_ez) and intracellular pH (pH_iz) were investigated at different temperatures after perfusion with HTK-solution resp. non-buffering Ringer-solution. Measurement of pH_ez was implemented by ion-sensitive electrodes, whereas pH_iz was determined by ³¹PNMRS. In contrast to a perfusion with Ringer-solution, perfusion with HTK-solution prevents a considerable decrease of the ischemic acidification of both cellular compartments at 37 °C and 20 °C. After perfusion with HTK-solution and an incubation temperature of 5 °C pH_iz decreases slightly. pH_ez remains constant during 150 min of ischemia.

Key words

Renal ischemia - HTK-solution - Kidney preservation - Intracellular pH - ³¹PNMRS