Die Studie vergleicht die operative Koronarrevaskularisation mit und ohne Herz-Lungen-Maschine hinsichtlich allgemeiner und insbesondere neurologischer Komplikationen. / Comparison of surgical coronary revascularization with and without heart-lung machine concerning common and especially neurological complications.

München, Techn. Universiẗat, Diss., 2007.

Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Es wird angenommen, dass das linke Vorhofohr vor allem bei Patienten, die unter Vorhofflimmern leiden, durch kardiale Embolisation schädliche oder gar tödliche Ereignisse bedingen kann und eine Amputation dieser anatomischen Struktur zu einer Reduktion der thromboembolisch bedingten Schlaganfallinzidenz des Patienten führen könnte. Es existiert aber zum aktuellen Zeitpunkt keine prospektiv randomisierte Studie, die eine chirurgische LAA-Amputation zum Zeitpunkt einer kardiochirurgischen Operation im Hinblick auf das postoperative Langzeit-Outcome mit ausreichend Studien-Power untersucht. Diese retrospektive Studie befasst sich mit dem postoperativen Komplikationsrisiko der Amputation des linken Vorhofohrs im Rahmen kardiochirurgischen Operationen. Das Studiendesign wurde entworfen, um postoperativen Komplikationen, die durch die LAA-Amputation generiert werden, zu erfassen und die sichere Durchführbarkeit dieses Eingriffs zu veranschaulichen. Es wurden Daten von insgesamt 234 Patienten des Universtitätsklinikums Würzburgs erfasst. Eingeschlossen wurden Patienten, die in der Klinik und Poliklinik für Herz, Thorax- und thorakale Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Würzburg im Zeitraum von Februar 2010 bis Mai 2013 eine Bypassoperation mit begleitender LAA-Amputation erhielten. Zu diesem Zweck wurden prä-, intra- und postoperative Daten der Patienten ausgewertet. Besonderes Augenmerk galt der Notwendigkeit einer postoperativen Rethorakotomie aufgrund einer Nachblutung, POAF, der peri-/postoperativen Schlaganfallinzidenz und der Letalität der Patienten. Der Großteil der untersuchten Patienten erhielt eine isolierte Bypassoperation (73,5%, 172/234), bei 26,5% (62/234) der Patienten wurde eine Kombinationsoperation durchgeführt. Es handelte sich hierbei um eine zusätzliche Klappenoperation, eine Carotis-Thrombendarteriektomie (Carotis-TEA), eine Myektomie oder einen Aorta-ascendens-Ersatz. Blutungskomplikationen, die einer operativen Revision bedurften, waren in 3,0% der Fälle notwendig. In keinem der Fälle kam es zu einer Blutung an der Amputationsstelle. Auch die POAF-Inzidenz der vorliegenden Studie (27,5%) entspricht den in der Literatur (19-60%) beobachteten Werten nach kardiochirurgischen Operationen. Die postoperative Schlaganfallinzidenz betrug 2,1%(5/234). Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten eines peri-/postoperativen Schlaganfalls und der POAF-Inzidenz festgestellt werden (p=0,129). Im Laufe der Anschlussbehandlung sind fünf Patienten verstorben (5/234, 2,1%). Drei dieser Patienten erhielten eine isolierte Bypassoperation und zwei eine Kombinationsoperation (Mitralklappenrekonstruktion/Myektomie bei HOCM). Keiner der verstorbenen Patienten erlitt postoperativ einen Schlaganfall. Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass die Durchführbarkeit der LAA Amputation zum Zeitpunkt einer kardiochirurgischen Operation einen sicheren Eingriff darstellt. / In patients with atrial fibrillation the left atrial appendage is supposed to be the main source of thrombus formation. Thus the occlusion of this anatomical structure is thought to be an attractive method to reduce the risk of stroke in patients with atrial fibrillation. The clinical impact of the LAA occlusion remains unclear. This study analyses the perioperative complication risk of the surgical LAA-amputation during cardiac surgery. The study includes 234 patients who underwent coronary artery bypass grafting with or without concomitant (cardiac) intervention (valve-surgery, carotis-TEA, myectomie, aorta-ascendens-replacement). In the course of the operation, the LAA was amputated. Period of surgery was 2010 to 2013. The results suggest that the surgical LAA amputation during cardiac surgery is a safe concomitant procedure without increased risk of postoperative bleeding, occurrence of postoperative atrial fibrillation or peri-/postoperative stroke. There are no current data, that verify that LAA occlusion prevents thromboembolism, therefore a large trial is needed.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Herz-Lungen-Maschine auf das Gewebe des Hippocampus in einem Ferkelmodell. Die Tiere untereilte man in 5 Gruppen: „Kontrolle“, „Kontrolle mit Minozyklin“, „HLM pulsatil“, „HLM nicht-pulsatil“, sowie „HLM nicht-pulsatil mit Minozyklin“. Es wurde untersucht, ob eine pulsatile Perfusion Schäden in den Zellen des Hippocampus gegenüber eines nicht-pulsatilen Blutflusses während der extrakorporalen Zirkulation abmildern kann. Des Weiteren überprüfte man neuroprotektive Effekte des Tetrazyklin-Derivates Minozyklin während eines kardiochirurgischen Eingriffes mit Herz-Lungen-Maschine. Während der Operation wurde bei allen Ferkeln eine Hypothermie von 28 °C durchgeführt und die HLM-Zeit betrug 90 Minuten. Die Rekonvaleszenzzeit umfasste 120 Minuten. Minozyklin verabreichte man in den entsprechenden Gruppen sowohl zu Beginn des Versuches (4 mg/kg KM) und nach Abkopplung von der Herz-Lungen-Maschine (2 mg/kg KM) intravenös. Hauptbestandteil der Arbeit waren histologische und immunhistochemische Färbemethoden zur Untersuchung des Hippocampus. Mithilfe eines Mikroskops wurden Veränderungen auf zellulärer Ebene im CA1- und CA3-Areal des Cornu ammonis im Hippocampus ausgewertet. Für die Ergebnisse betrachtet man die Pyramidenzellen des Stratum pyramidale. In der Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden Zellen mit den Eigenschaften „Ödem“, „Eosinophilie“ und „Pyknose“ für jedes Versuchstier gezählt. Mit den immunhistochemischen Färbungen sollten Faktoren für den programmierten Zelltod, für Hypoxie (HIF 1-alpha) und für oxidativen Stress (3-Nitrotyrosin) detektiert werden. Als Marker für Apoptose wählte man den Apoptose-induzierenden Faktor (AIF), cleaved Caspase 3 und Poly(ADP)Ribose (PAR).

Bachelorarbeit ZHAW, 2008.

Ziel der Arbeit war es, die zellulären Auswirkungen der Anwendung der Herz-Lungen-Maschine histologisch zu untersuchen und zu quantifizieren. Auf der Suche nach Ansätzen für die Kardioprotektion im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses wurden außerdem der Einfluss des Medikaments Minozyklin und des pulsatilen Perfusionsmodus der HLM auf die Gewebeschädigung analysiert. Die Untersuchung erfolgte am Tiermodell des Ferkels. Die 39 Versuchstiere wurden in fünf Versuchsgruppen eingeteilt: (1) Kontrollgruppe (n=9), (2) Kontrollgruppe mit Minozyklin (n=7), (3) laminare HLM-Gruppe (n=9), (4) laminare HLM-Gruppe mit Minozyklin (n=6) und (5) pulsatile HLM-Gruppe (n=8). Alle Versuchstiere wurden narkotisiert und sternotomiert. Die Tiere der drei HLM-Gruppen (Gruppen 3, 4 und 5) wurden im Anschluss an die Sternotomie kanüliert und an die HLM angeschlossen. Hierbei gab es zwei Versuchsgruppen mit laminarem, kontinuierlichem Flussprofil (Gruppen 3 und 4) und eine Versuchsgruppe mit pulsatilem Perfusionsmodus der HLM (Gruppe 5). Die Dauer der Aortenklemmung betrug 90 min. Für den kardialen Arrest wurde Kardioplegie (Custodiol®, Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Bensheim) verabreicht. Der Eingriff wurde unter hypothermen Bedingungen bei 28°C durchgeführt. Nach Wiedereröffnung der Aorta und Reperfusion wurde nach insgesamt 120 min von der HLM abgegangen. Danach schloss sich eine Rekonvaleszenzzeit von 90 min an. Für die Untersuchung des Effekts von Minozyklin wurde zwei Versuchsgruppen (Gruppen 2 und 4) zu zwei Zeitpunkten Minozyklin verabreicht (1. Gabe nach der Sternotomie 4 mg/kg KG, 2. Gabe nach Abgang von der HLM 2 mg/kg KG). Der Versuch endete mit der Euthanasierung der Versuchstiere und der Organentnahme. Für die immunhistochemische Analyse wurden zelluläre Marker für Hypoxie, Apoptose, nitrosativer zellulärer Belastung und Inflammation untersucht. Für die Beurteilung des Energiehaushalts wurde chromatographisch das Verhältnis aus ATP/ (ADP + AMP) im Myokard bestimmt. Die laminare HLM führte im Vergleich zur Kontrollgruppe zu einer signifikanten Erhöhung der Expression aller erhobener Parameter. Der mittels HPLC bestimmte Anteil energiereicher Substrate war für die laminare HLM im Vergleich zur Kontrolle signifikant reduziert. Die Daten für Minozyklin zeigen eine Abschwächung des myokardialen Ischämie- und Reperfusionsschadens im Zuge des Einsatzes der HLM. Die Minozyklin-Gabe resultiert in der signifikanten Reduktion der Expression des Apoptose-induzierenden Faktors (AIF), 3-Nitrotyrosin (NT) und der Poly-(ADP)-Ribose (PAR) im Vergleich zur laminaren HLM-Gruppe ohne Minozyklin. Die zur Verfügung stehenden, energiereichen Phosphate waren für Minozyklin signifikant höher als bei der laminaren HLM. Für die Pulsation zeigen sich signifikante Effekte auf die Expression der Cleaved Caspase-3 (CC3), NT und PAR im Vergleich zur laminaren HLM. Durch den pulsatilen Perfusionsmodus wurde ebenfalls signifikant das Angebot energiereicher Phosphate im Myokard verbessert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anwendung des laminaren kardiopulmonalen Bypasses zu einer Myokardschädigung – detektierbar anhand von Markern für Hypoxie, Apoptose, nitrosativer zellulärer Belastung und Inflammation - führt. Minozyklin und Pulsation haben kardioprotektive Eigenschaften hinsichtlich der Ischämie- und Reperfusionsschädigung. Histologisch wurden für beide protektive Ansätze antiapoptotische und antinitrosative Wirkungen nachgewiesen. Minozyklin und der pulsatile Perfusionsmodus verbesserten den Energiehaushalt des Myokards im Vergleich zur konventionellen, laminaren HLM. Alle getroffenen Aussagen sind jedoch aufgrund des angewandten Tiermodells und der geringen Stichprobenzahlen mit Einschränkung zu treffen. Für Minozyklin bleiben Fragen bezüglich der Sicherheit für die Anwendung bei kinderkardiochirurgischen Patienten sowie der Dosierung offen. Mit Blick auf die Pulsation muss betont werden, dass es hier nach wie vor an Leitlinien für die klinische Anwendung in der Kinderkardiochirurgie fehlt. Ebenfalls bleiben die zellulären Effekte des pulsatilen Flussmodus der HLM weitgehend ungeklärt. Weitere präklinische und klinische Studien müssen zeigen, ob Minozyklin und Pulsation zukünftig Eingang in die klinische Anwendung finden.:Abkürzungsverzeichnis 1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1.1 Prinzipien der Herz-Lungen-Maschine 1.1.1 Geschichtlicher Abriss der Entwicklung der Herz-Lungen-Maschine 1.1.2 Indikationen für die Anwendung der Herz-Lungen-Maschine 1.1.3 Aufbau der Herz-Lungen-Maschine 1.1.4 Besonderheiten im Betrieb der Herz-Lungen-Maschine in der Kinderherzchirurgie 1.2 Pathophysiologische Reaktionen des Körpers auf die Anwendung der Herz-Lungen-Maschine 1.2.1 Mortalität und postoperative Morbidität im Zusammenhang mit kinderherzchirurgischen Eingriffen 1.2.2 Pathomechanismen der Gewebeschädigung im Zuge der Anwendung der Herz-Lungen-Maschine 1.3 Protektive Ansätze zur Reduktion schädigender Einflüsse der Anwendung der Herz-Lungen-Maschine 1.3.1 Systemische Hypothermie 1.3.2 Kardioprotektion 1.3.3 Weitere pharmakologische Ansätze der Organprotektion im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses 1.3.4 Der Blutflussmodus während des kardiopulmonalen Bypasses 1.4 Problemstellung 2 VERSUCHSTIERE, MATERIALIEN UND METHODEN 24 2.1 Versuchstiere 2.2 Versuchsaufbau 2.3 Versuchsablauf 2.3.1 Anästhesie 2.3.2 Operative Versuchsdurchführung 2.3.3 Intraoperatives Monitoring 2.4 Probenaufbereitung und Paraffineinbettung 2.5 Herstellung der Schnittpräparate 2.6 Immunhistochemie 2.6.1 Negativkontrollen 2.6.2 Entparaffinisierung 2.6.3 Rehydrierung 2.6.4 Immunhistochemische Färbungsprotokolle 2.6.5 Nachbehandlung 2.7 Mikroskopie 2.8 Auswertung 2.9 High Performance Liquid Chromatography (HPLC) 2.10 Statistik 3 ERGEBNISSE 3.1 Immunhistochemische Analysen der Auswirkungen der Minozyklin-Gabe und des laminaren versus pulsagilen Blutflusses der Herz-Lungen-Maschine auf myokardiale Zellschädigung und Zelluntergang 3.1.1 Histologische Analyse der Expression des Apoptose- induzierenden Faktors in myokardialen Zellen 3.1.2 Histologische Analyse der Expression der Cleaved Caspase-3 in myokardialen Zellen 3.1.3 Histologische Analyse der Expression des Hypoxie-induzierten Faktors-1-alpha in myokardialen Zellen 3.1.4 Histologische Analyse der zytosolischen Anreicherung des Substrats Nitrotyrosin in myokardialen Zellen 3.1.5 Histologische Analyse der Anreicherung von Poly-ADP-Ribose in myokardialen Zellen 3.1.6 Histologische Analyse der Expression des Tumornekrosefaktors-alpha in myokardialen Zellen 3.2 Auswirkung von Minozyklin und pulsatilem Flussmodus der Herz-Lungen-Maschine auf den myokardialen Energiehaushalt 4 DISKUSSION 4.1 Modellbetrachtung 4.2 Auswertung der Wirkung von Minozyklin auf die Schädigung des myokardialen Gewebes im Rahmen der Behandlung mittels Herz-Lungen-Maschine 4.3 Vergleich der Effekte des laminaren und pulsatilen Blutflussmodus der Herz-Lungen-Maschine auf die Schädigung des myokardialen Gewebes 5 ZUSAMMENFASSUNG 6 LITERATURVERZEICHNIS 7 ANHANG 7.1 Tabellenverzeichnis 7.2 Abbildungsverzeichnis 7.3 Herstellungsprotokolle 7.3.1 Protokolle für Formalinfixierung und Paraffineinbettung 7.3.2 Protokolle zur Herstellung der Gebrauchslösungen für das histologische Arbeiten 7.3.3 Immunhistochemische Färbungsprotokolle 7.3.4 Protokoll für die High Performance Liquid Chromatography (HPLC) Eigenständigkeitserklärung Publikationen

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Herz-Lungen-Maschine auf das Gewebe des Hippocampus in einem Ferkelmodell. Die Tiere untereilte man in 5 Gruppen: „Kontrolle“, „Kontrolle mit Minozyklin“, „HLM pulsatil“, „HLM nicht-pulsatil“, sowie „HLM nicht-pulsatil mit Minozyklin“. Es wurde untersucht, ob eine pulsatile Perfusion Schäden in den Zellen des Hippocampus gegenüber eines nicht-pulsatilen Blutflusses während der extrakorporalen Zirkulation abmildern kann. Des Weiteren überprüfte man neuroprotektive Effekte des Tetrazyklin-Derivates Minozyklin während eines kardiochirurgischen Eingriffes mit Herz-Lungen-Maschine. Während der Operation wurde bei allen Ferkeln eine Hypothermie von 28 °C durchgeführt und die HLM-Zeit betrug 90 Minuten. Die Rekonvaleszenzzeit umfasste 120 Minuten. Minozyklin verabreichte man in den entsprechenden Gruppen sowohl zu Beginn des Versuches (4 mg/kg KM) und nach Abkopplung von der Herz-Lungen-Maschine (2 mg/kg KM) intravenös. Hauptbestandteil der Arbeit waren histologische und immunhistochemische Färbemethoden zur Untersuchung des Hippocampus. Mithilfe eines Mikroskops wurden Veränderungen auf zellulärer Ebene im CA1- und CA3-Areal des Cornu ammonis im Hippocampus ausgewertet. Für die Ergebnisse betrachtet man die Pyramidenzellen des Stratum pyramidale. In der Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden Zellen mit den Eigenschaften „Ödem“, „Eosinophilie“ und „Pyknose“ für jedes Versuchstier gezählt. Mit den immunhistochemischen Färbungen sollten Faktoren für den programmierten Zelltod, für Hypoxie (HIF 1-alpha) und für oxidativen Stress (3-Nitrotyrosin) detektiert werden. Als Marker für Apoptose wählte man den Apoptose-induzierenden Faktor (AIF), cleaved Caspase 3 und Poly(ADP)Ribose (PAR).:Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Kinderherzchirurgie 1.2 Herz-Lungen-Maschine 1.3 Pathophysiologie der HLM 1.3.1 Inflammationsreaktion 1.3.2 Ischämie 1.3.3 Reperfusion 1.4 HLM und Folgen für das Gehirn 1.5 Neuroprotektive Strategien 1.5.1 Pulsatile Perfusion 1.5.2 Minozyklin 1.6 Hippocampus 2 Aufgabenstellung 3 Tiere, Material und Methoden 3.1 Versuchstiere 3.2 Versuch Teil 1: Operation 3.2.1 Gruppeneinteilung und Versuchsaufbau 3.2.2 Anästhesie 3.2.3 Operation 3.2.3.1 Vorbereitungszeit 3.2.3.2 Kardioplegie 3.2.3.3 Herz-Lungen-Maschine mit nicht-pulsatilen Blutfluss/ pulsatilen Blutfluss 3.2.3.4 Medikation mit Minozyklin 3.2.4 Intraoperatives Monitoring 3.2.4.1 Vitalparameter 3.2.4.2 Arterielle Blut-Gas-Analyse 3.2.4.3 Elektrolyt-Haushalt 3.2.4.4 Laktat- und Glukose-Haushalt 3.3. Versuch Teil 2: Laboruntersuchungen 3.3.1 Einbetten der Proben und Herstellung der Schnittpräparate 3.3.2 Histologie 3.3.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung 3.3.3 Immunhistochemie 3.3.3.1 Allgemeines Prinzip 3.3.3.2 Nachweis: Apoptose-induzierender Faktor 3.3.3.3 Nachweis: Hypoxie-induzierter Faktor 1- alpha 3.3.3.4 Nachweis: cleaved Caspase 3 3.3.3.5 Nachweis: 3-Nitrotyrosin 3.3.3.6 Nachweis: Poly(ADP)Ribose 3.3.4 RP-HPLC – Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography 3.4 Blutgasanalyse 3.5 Auswertung am Mikroskop 3.6 Statistik 4 Ergebnisse 4.1 Intraoperatives Monitoring 4.2 Arterielle Blutproben 4.3 Arterielles Blut: Laktat-Haushalt 4.4 Ergebnisse der RP-HPLC 4.5 Ergebnisse der Hämatoxylin-Eosin-Färbung 4.6 Ergebnisse der immunhistochemischen Färbungen 4.6.1 Apoptose-induzierender Faktor 4.6.2 Hypoxie-induzierter Faktor 1-alpha 4.6.3 3-Nitrotyrosin 4.6.4 Cleaved Caspase 3 4.6.5 Poly-(ADP)-Ribose 5 Diskussion 5.1 Tiermodell und Versuchsaufbau 5.2 Blutproben 5.3 Herz-Lungen-Maschine und nicht-pulsatiler Blutfluss versus pulsatiler Blutfluss 5.4 Extrakorporale Zirkulation und die Gabe von Minozyklin 5.5 Beantwortung der Fragestellungen 6 Zusammenfassung 7 Literaturverzeichnis 8 Anhang 8.1 Einführung 8.1.1 Kinderherzchirurgie 8.1.2 Pathophysiologie der HLM 8.2 Tiere, Material und Methoden 8.2.1 Operation 8.2.2 Intraoperatives Monitoring 8.2.3 Laboruntersuchungen 8.3 Ergebnisse 8.3.1 Intraoperatives Monitoring 8.3.2 Arterielles Blut 8.3.3 Arterielles Blut – Laktat-Haushalt 8.3.4 RP-HPLC 8.3.5 Hämatoxylin-Eosin-Färbung 8.3.6 Immunhistochemie 9 Selbständigkeitserklärung 10 Lebenslauf 11 Koautorenschaft 12 Danksagung

In dieser Dissertation wurden am Ferkelmodell (8-15 kg, drei Gruppen: „Kontrolle“ n=7, „Herz-Lungen-Maschine (HLM)“ n=10, „(-)-Epigallocatechin-3-Gallat (EGCG)“ n=6, die Kontrollgruppe wurde thorakotomiert, die HLM- und die EGCG-Gruppe wurden thorakotomiert und für 90 Minuten an eine HLM angeschlossen, die EGCG-Gruppe erhielt vor und nach der HLM-Zeit EGCG) drei Fragestellungen behandelt: Erstens wurde untersucht, ob die Verwendung einer HLM während eines kardiochirurgischen Eingriffes unter hypothermen Bedingungen mit nicht-pulsatilem Blutfluss und Kardioplegie die Niere schädigte. Dafür wurden Paraffinschnitte der Niere aus der Kontroll- und der HLM-Gruppe mit Hämatoxylin-Eosin (HE) angefärbt und unterschiedliche Strukturen betrachtet, wobei histopathologische Veränderungen in der HLM-Gruppe auffielen. Paraklinisch fanden sich erhöhte nierenspezifische Blutwerte (Serumkreatinin und -harnstoff) in der HLM-Gruppe. Diese Ergebnisse waren hinweisend für eine funktionell relevante Schädigung der Niere durch die HLM. Unterstützend kam ein Absinken des Gesamteiweißes im Serum der HLM-Gruppe hinzu, was auf eine generelle Schädigung des Organismus durch die HLM hindeutete. Zweitens wurde betrachtet, ob die gesetzten Schäden die Merkmale eines Ischämie-Reperfusionsschadens aufwiesen. Hierzu wurden Paraffinschnitte der Niere aus der Kontroll- und der HLM-Gruppe immunhistochemisch (Hypoxie-induzierter-Faktor-1-alpha-Tyramide- Signal-Amplification (HIF-1-alpha-TSA)-, Nitrotyrosin-3-Amino-9-Ethylcarbazol (Nitrotyrosin-AEC)- und Apoptose-induzierender-Faktor-Tyramide-Signal-Amplification (AIF-TSA)-Färbung) angefärbt. Dabei zeigte sich, dass sich die HLM-Gruppe in einer hypoxischen Situation befand (HIF-1-alpha Akkumulation in den Zellkernen), nitrosativem Stress ausgesetzt war (Nitrotyrosin in den Tubuli) und dass sie teilweise so stark geschädigt wurde, dass Apoptose induziert wurde (AIF in Zellkernen) – alle drei Färbungsergebnisse waren hinweisend für einen ischämischen Zustand, in dem sich die HLM-Gruppe befunden hat. Auch die Ergebnisse der durchgeführten renalen Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC) deuteten auf ebendies hin. Unterstützend wirkten die Ergebnisse des arteriellen Laktats – die HLM-Gruppe zeigte eine Hyperlaktämie – und die Tatsache, dass einige der histologischen Merkmale für eine frühe Schockniere (welche ischämischen Ursprungs sein kann) in der HLM-Gruppe gefunden wurden. Dies alles zeigte, dass der HLM-assoziierte Nierenschaden vorrangig die Natur eines Ischämie-Reperfusionsschadens aufwies. Drittens wurde untersucht, ob EGCG diese HLM-assoziierte Schädigung abmildern konnte. Dafür wurden bei der EGCG-Gruppe alle oben genannten Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass EGCG in der Dosierung 10 mg/kg eine renoprotektive Wirkung gegen die HLM-assoziierten Schäden hatte, und diese abmildern bzw. ihnen entgegenwirken konnte. Diese Ergebnisse sind für die pädiatrische Kardiochirurgie interessant, welche zum Beispiel bei der Korrektur angeborener Herzdefekte auf die Verwendung der HLM angewiesen ist. Komplikationen wie eine Nierenschädigung post operationem sind nicht selten und verkomplizieren den Verlauf. Die vorliegende Dissertation zeigt das renoprotektive Potential des in grünem Tee vorkommenden Katechins EGCG im Umfeld eines kardiochirurgischen Eingriffes mit Verwendung einer HLM. Die Wirksamkeit dieser Substanz ist wahrscheinlich darin begründet, dass sie mehr als ein Antioxidans ist. Neben seiner Radikalfänger- und Stickstoffmonoxidscavenger-Fähigkeiten ist EGCG außerdem antiapoptotisch wirksam. Derzeit wird die Kardiochirurgie mit Verwendung einer HLM in der Veterinärmedizin nur in wenigen Zentren angewendet. Es besteht für die Zukunft jedoch die Hoffnung, dass gerade für Kleintierbesitzer, die ihre Tiere als Familienmitglied betrachten, und auch für zoologische Einrichtungen bei der Diagnose eines Herzfehlers die Kardiochirurgie mit Verwendung einer HLM als Therapiemöglichkeit eine interessante und realistische Alternative zur bislang angewandten palliativen medikamentösen Therapie darstellen kann. / In this dissertation a piglet model (8-15 kg, three groups: “control” n=7, “extracorporeal circulation (EC)” n=10, “EGCG” n=6, the control-group was thoracotomized, the EC- and the EGCG-group were thoracotomized and underwent cardiopulmonary bypass (CPB) for 90 minutes, and the EGCG-group received EGCG before and after the CPB) is presented. Three questions were raised and answered: Firstly, it was investigated if the use of a CPB during cardiac surgery with hypothermia, non-pulsatile blood flow and cardioplegia caused damage to the kidney. In order to answer this question, paraffin slices of the kidney of the control- and the EC-group were stained with hematoxylin-eosin (HE), and different structures were evaluated – this staining showed histopathological changes in the EC-group. Paraclinical, the EC-group showed elevated kidney-specific blood parameters (serumcreatinine and -urea). These findings indicated a functionally relevant impairment of the kidney caused by the CPB. Supporting this, the EC-group also showed a decline of the total amount of proteins in the serum, which was suggestive of a generalized injury of the body by the CPB. Secondly, it was investigated whether the injury of the kidney might have been caused by an ischemia/reperfusion injury. Therefore, paraffin slices of the kidney of the control- and the EC-group were immunhistochemically stained (hypoxia-induced-factor-1-alpha-tyramidesignal-amplification (HIF-1-alpha-TSA)-, nitrotyrosine-3-amino-9-ethylcarbazole (nitrotyrosine-AEC)- and apoptosis-inducing-factor-tyramide-signal-amplification (AIF-TSA)-staining). These stainings revealed, that the EC-group had suffered from a hypoxemic situation (accumulation of HIF-1-alpha in the nuclei), from nitrosative stress (presence of nitrotyrosine in the tubuli), and that the kidney was partly damaged to the point of an induction of apoptosis (presence of AIF in the nuclei) – all three of these findings indicated, that the kidneys of the EC-group were put into an ischemic situation. The findings of the renal reversed phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) indicated the same thing. This was also supported by the blood parameter of lactate – the EC-group showed a hyperlactemia – and by some histological findings in the EC-group, which were characteristical for an early shock-kidney (which may be caused by ischemia). Taken together, these findings showed that the CPB-associated kidney injury was primarily caused by an ischemia/reperfusion injury. Thirdly, it was investigated, whether EGCG might attenuate the CPB-associated kidney injury. For that purpose, all of the investigation methods mentioned above were carried out with the samples of the EGCG-group. The findings showed that EGCG (dose: 10 mg/kg) had a protective effect on the kidney, protecting it against the damage caused by the CPB, and was able to partly attenuate this damage and partly even fully counteract it. These findings are of interest for pediatric cardiac surgery, which for example for the correction of innate heart defects depends on the use of CPB. Complications – like acute renal injury post operationem – occur frequently and complicate the recovery. This dissertation demonstrates the renoprotective potential of the natural compound EGCG in the setting of cardiac surgery with the use of CPB. The reason for the effectiveness of EGCG in this situation probably is that EGCG is more than an antioxidant. EGCG not only works as a radical- and nitric-oxide-scavenger, but also is antiapoptotic. In veterinary medicine cardiac surgery with CPB is done by few centers only. However for the future there is hope that people – especially pet owners who view their companion animals as family members, and zoos – become more and more willing to and interested in having an animal diagnosed with a heart defect treated with cardiac surgery including the use of an CPB, instead of – like its usually done nowadays – only giving palliative medication to the animal.

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