Einfluss von Glutamin auf die Mikrozirkulation und Funktion des Darmes in einem Endotoxinmodell an der Ratte

Zusammenfassung

Fragestellung Die Rolle des Darmes bei intensivmedizinisch behandelten Patienten gilt als eine der treibenden Kräfte in der Entwicklung eines Multiorganversagens. Ursache ist eine intestinale Minderdurchblutung mit Verlust der „natürlichen Barrierefunktion” und Translokation von Darmbakterien. In der vorliegenden Studie sollte der Einfluss von Glutamin auf die Mikrozirkulation und Funktion des Darmes während einer Endotoxinämie untersucht werden. Material und Methodik 32 Sprague-Dawley-Ratten erhielten über 96 Stunden eine Standardaminosäurelösung (Aminofusin®) bzw. eine mit Glutamin angereicherte Ernährungslösung (Glamin®). Zusätzlich wurde einem Teil der Tiere eine kontinuierliche Endotoxininfusion (E. coli; 1 mg/kg KG/24 h) über die letzten 24 Stunden des Versuches verabreicht. Zur Messung der bakteriellen Translokation diente eine mit ⁵⁹Fe-Zitrat radioaktiv markierte Bakterienlösung. Die Durchblutung der Splanchnikusorgane wurde mittels ⁸⁵Sr-markierter Mikrosphären dargestellt. Als statistische Testverfahren dienten der Kruskal-Wallis- sowie der Mann-Whitney-U-Test. Ergebnisse In der Endotoxinämie zeigte sich eine deutlich stärkere Bakterientranslokation, welche, im Gegensatz zu einer Standardaminosäurelösung durch die Zufuhr von Glutamin signifikant vermindert werden konnte. Bezüglich der Perfusion der einzelnen Organe kam es während der Endotoxinämie zu einer deutlichen Minderdurchblutung von Leber, Dünn- und Dickdarm. Eine mit Glutamin angereicherte parenterale Aminosäurelösung hingegen konnte die Durchblutung von Dünndarm, Kolon, Zökum und Leber signifikant verbessern. Schlussfolgerung Im oben genannten Tiermodell zeigte sich unter Glutamin angereicherter TPN eine Verminderung der Bakterientranslokation sowie eine Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation. Weitere Studien sind geplant, um herauszufinden, inwieweit es sich bei den translozierten Bakterien um noch lebende Organismen handelt oder ob Glutamin zu einer deutlich verbesserten Immunabwehr mit der Folge einer Translokation bereits abgetöteter Bakterien führt.

Abstract

Objectives Gut dysfunction plays a key role in the development of multiorgan failure. This is due to decreased intestinal perfusion with concomitant loss of the natural protective barrier function resulting in transmigration of intestinal bacteria. This study addresses the effect of glutamine on intestinal microcirculation and function during perfusion with endotoxin. Method 32 Sprague Dawley rats were infused with either standard (Aminofusin®) or glutamine-enriched amino acids (Glamin®) over 96 hours. During the last 24 hours of the experiment, 16 of the rats were additionally exposed to a continuous parenteral endotoxin infusion (E. coli; 1 mg/kg body weight/24 h). Bacterial transmigration was measured using a ⁵⁹Fe-Citrate radioactive labelled solution. Splanchnic organ perfusion was measured using ⁸⁵Sr-labelled microspheres. Statistical analysis was performed using the Kruskal-Wallis- and the Mann-Whitney U-Test. Results It was found that when glutamine was added to a standard amino acid solution rats exhibited a markedly reduced bacterial transmigration of the gut when additionally challenged with endotoxin. It was found that endotoxin leads to decreased gut and liver perfusion, however, this could be significantly improved by the addition of glutamine. Conclusions In this study we showed that rats exposed to endotoxin have a significantly reduced bacterial transmigration of the intestine and an increased gut and liver perfusion when pre-treated with a glutamine-enriched amino acid solution.

Schlüsselwörter

Immunonutrition - Glutamin - Translokation - Mikrozirkulation - SIRS

Key words

immunonutrition - glutamine - transmigration - microcirculation - SIRS

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