Universiẗat, Diss., 2001--Gießen.

Universiẗat, Diss., 2001--Gießen.

Universiẗat, Diss., 2007--Würzburg.

Universiẗat, Diss., 2005--Giessen.

Anxiety and depressive disorders result from a complex interplay of genetic and environmental factors and are common mutual comorbidities. On the level of cellular signaling, regulator of G protein signaling 2 (Rgs2) has been implicated in human and rodent anxiety as well as rodent depression. Rgs2 negatively regulates G protein-coupled receptor (GPCR) signaling by acting as a GTPase accelerating protein towards the Gα subunit. The present study investigates, whether mice with a homozygous Rgs2 deletion (Rgs2-/-) show behavioral alterations as well as an increased susceptibility to stressful life events related to human anxiety and depressive disorders and tries to elucidate molecular underlying’s of these changes. To this end, Rgs2-/- mice were characterized in an aversive-associative learning paradigm to evaluate learned fear as a model for the etiology of human anxiety disorders. Spatial learning and reward motivated spatial learning were evaluated to control for learning in non-aversive paradigms. Rgs2 deletion enhanced learning in all three paradigms, rendering increased learning upon deletion of Rgs2 not specific for aversive learning. These data support reports indicating increased long-term potentiation in Rgs2-/- mice and may predict treatment response to conditioning based behavior therapy in patients with polymorphisms associated with reduced RGS2 expression. Previous reports of increased innate anxiety were corroborated in three tests based on the approach-avoidance conflict. Interestingly, Rgs2-/- mice showed novelty-induced hypo-locomotion suggesting neophobia, which may translate to the clinical picture of agoraphobia in humans and reduced RGS2 expression in humans was associated with a higher incidence of panic disorder with agoraphobia. Depression-like behavior was more distinctive in female Rgs2-/- mice. Stress resilience, tested in an acute and a chronic stress paradigm, was also more distinctive in female Rgs2-/- mice, suggesting Rgs2 to contribute to sex specific effects of anxiety disorders and depression. Rgs2 deletion was associated with GPCR expression changes of the adrenergic, serotonergic, dopaminergic and neuropeptide Y systems in the brain and heart as well as reduced monoaminergic neurotransmitter levels. Furthermore, the expression of two stress-related microRNAs was increased upon Rgs2 deletion. The aversive-associative learning paradigm induced a dynamic Rgs2 expression change. The observed molecular changes may contribute to the anxious and depressed phenotype as well as promote altered stress reactivity, while reflecting an alter basal stress level and a disrupted sympathetic tone. Dynamic Rgs2 expression may mediate changes in GPCR signaling duration during memory formation. Taken together, Rgs2 deletion promotes increased anxiety-like and depression-like behavior, altered stress reactivity as well as increased cognitive function. / Angststörungen sowie Depressionserkrankungen entstehen in der Regel aus der Interaktion genetischer Faktoren mit Umwelteinflüssen und sind häufig gegenseitige Begleiterkrankungen. Das Protein, Regulator of G protein signaling 2 (Rgs2), wurde mit dem vermehrten Auftreten von Angststörungen im Menschen, sowie mit angstähnlichem sowie depressionsähnlichem Verhalten im Mausmodell assoziiert. Rgs2 beeinflusst auf zellulärer Ebene G Protein gekoppelte Signalwege, indem es die GTPase Aktivität der Gα Untereinheit beschleunigt. In der vorliegenden Arbeit wurden die Folgen einer homozygoten Rgs2-Defizienz im Mausmodell untersucht. In Anlehnung an die humanen Krankheitsbilder wurde angst- und depressions-ähnliches Verhalten, Stress Reaktivität und den phänotypischen Veränderungen zugrundeliegende molekulare Ursachen evaluiert. Erlernte Furcht gilt als Model der Ätiologie humaner Angsterkrankungen. Aus diesem Grund, wurden Rgs2-/- Mäuse in einem aversiv-assoziativen Lernmodell, der sogenannten Furcht-Konditionierung, untersucht. Dabei zeigte sich erhöhtes Furchtlernen und Furchtgedächtnis in Rgs2-/- Mäusen. Um zu zeigen, dass die erhöhte kognitive Fähigkeit spezifisch für erlernte Furcht sei, wurde räumliches Lernen in zwei Modellen getestet. Rgs2-Defizienz verbesserte auch in diesen Modellen die Lernfähigkeit. Somit konnte gezeigt werden, dass verbesserte kognitive Fähigkeit nicht spezifisch für emotionales Lernen war. Diese Daten auf Verhaltensebene unterstützen bisherige Befunde von erhöhter Langzeit Potenzierung im Hippocampus von Rgs2-/- Mäusen. Im Menschen könnte eine durch Polymorphismen vermittelte reduzierte Rgs2 Expression das Therapieansprechen auf konditionierungsbasierte Verhaltenstherapien verbessern. Bisherige Befunde von erhöhter, angeborener Angst in Rgs2-/- Mäusen konnten in drei Tests, basierend auf dem Annäherungs-Vermeidungs-Konflikt, bestätigt werden. Interessanterweise, zeigten Rgs2-/- Mäuse in allen Tests verminderte Lokomotion in neuen, ungewohnten Umgebungen. Dies könnte auf Neophobie und somit auf das Krankheitsbild der Agoraphobie im Menschen hindeuten. Tatsächlich wurden RGS2 Polymorphismen bereits mit einer erhöhten Inzidenz von Panikstörung mit Agoraphobie assoziiert. Rgs2-/- Mäuse zeigten zudem depressionsähnliches Verhalten, welches in weiblichen Mäusen ausgeprägter war. Des Weiteren zeigten, insbesondere weibliche Rgs2-/- Mäuse, erhöhte Stress Resilienz nach akuter und chronischer Stressexposition. Rgs2 könnte somit ein Faktor der Geschlechtsspezifität von Angst und Depressionserkrankungen sein. Rgs2-Defizienz konnte mit Expressionsänderungen von G Protein gekoppelten Rezeptoren des adrenergen, serotonergen, dopaminergen und Neuropeptid Y Systems in Gehirn und Herz, sowie mit verminderten Spiegeln monoaminerger Neurotransmitter assoziiert werden. Diese Veränderungen könnten zu dem beobachteten ängstlichen sowie depressiven Phänotyp und der veränderten Stress Reaktivität beitragen. Des Weiteren war die Expression zweier, in der Stressreaktion involvierten, microRNAs erhöht. Dies könnte auf einen veränderten basalen Stress Level hindeuten. Furcht-Konditionierung löste dynamische Expressionsänderungen der Rgs2 mRNA aus. Somit könnte die GPCR Signaldauer während der Gedächtnisbildung durch Rgs2 moduliert werden. Zusammengefasst, führt Rgs2-Defizienz im Mausmodell zu erhöhtem angst- und depressions-ähnlichem Verhalten, veränderter Stress Reaktivität sowie erhöhter kognitiver Leistung.

In der vorliegenden Arbeit wurden die Mechanismen der Hochdosis-GC-Pulstherapie im Zusammenhang mit akuten Schüben von MS-Patienten anhand des Tiermodells der MS, der Experimentellen Autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), untersucht. Die EAE wurde in C57Bl/6 Mäusen und diversen GR-defizienten Mäusen durch Immunisierung mit Myelinoligodendrozytenglykoprotein (MOG35-55) induziert. Es konnte gezeigt werden, dass die Gabe von Dexamethason (Dex) den Krankheitsverlauf dosisabhängig verbessert. Die Untersuchung heterozygoter GR Knock-out Mäuse und hämatopoetischer Stammzellchimären verdeutlichte, dass der zytosolische GR (cGR) für die Vermittlung therapeutischer GC-Effekte von sehr großer Bedeutung ist. Der Einsatz zelltyp-spezifischer GR-defizienter Mäuse zeigte auf zellulärer Ebene, dass für die Vermittlung von GC-Wirkungen die Expression des GR vor allem in T-Zellen unabdingbar ist, wohingegen die GR-Expression in myeloiden Zellen in diesem Kontext keine Bedeutung hat. Durch die Analyse des molekularen Mechanismus konnte festgestellt werden, dass diese Effekte durch Apoptoseinduktion und Herunterregulieren von Adhäsionsmolekülen in peripheren, aber nicht ZNS-residenten T-Zellen erzielt wurden. Überdies wurde ersichtlich, dass Dex die T-Zellmigration in das ZNS verhinderte. Diese Beobachtung unterstützt die Hypothese, dass Dex durch Apoptoseinduktion und Immunmodulation hauptsächlich auf periphere T-Zellen wirkt und somit den ständigen Influx neuer Immunzellen in das ZNS verhindert. Ferner konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die therapeutische Gabe hochdosierten Methylprednisolons (MP) in diesem EAE-Modell ebenfalls zu einer dosisabhängigen Verbesserung der EAE führte. Diese beruhte auf einer reduzierten Lymphozyteninfiltration in das ZNS, war allerdings im Vergleich zur Dex-Therapie aufgrund geringerer Wirkpotenz weniger stark ausgeprägt. Im Gegensatz dazu führte die präventive MP-Applikation zu einem verstärkten EAE-Verlauf, der nach der Beeinflussung peripherer, hämatopoetischer Immunzellen auf eine verstärkte Proliferation autoreaktiver T-Zellen zurückzuführen ist. Im weiteren Verlauf der vorliegenden Arbeit wurde als möglicher Ersatz für die Hochdosis-GC-Pulstherapie eine nicht-steroidale, antiinflammatorische Substanz im chronischen EAE-Modell der C57Bl/6 Maus etabliert. Erste tierexperimentelle Untersuchungen mit Compound A (CpdA) offenbarten eine lediglich geringe therapeutische Breite dieser Substanz, wobei innerhalb pharmakologischer Dosierungen dennoch therapeutische Wirkungen vermittelt werden konnten. Anhand von in vitro Experimenten konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass CpdA GR-unabhängig Apoptose induzierte, wobei Immunzellen und neuronale Zellen gegenüber CpdA besonders empfindlich reagierten. Der Einsatz T-Zell-spezifischer GR-defizienter Mäuse konnte zeigen, dass CpdA für die Vermittlung therapeutischer Wirkungen den cGR benötigt. Ferner wurde offensichtlich, dass CpdA in Abwesenheit des cGR in T-Zellen eine signifikante Verschlechterung der EAE verursachte. Durch die Anwendung physikochemischer Analysenmethoden, wie der Massenspektrometrie und 1H-NMR-Spektroskopie, konnte festgestellt werden, dass CpdA in vitro in gepufferten Medien in eine zyklische, chemisch sehr reaktive Verbindung (Aziridin) metabolisiert wird. Diese kann sehr wahrscheinlich für die Apoptose-Induktion in Zellen und die in Mäusen beobachteten neurotoxischen Ausfallerscheinungen verantwortlich gemacht werden. Durch chemische Analysen konnte in vitro in wässriger CpdA-Lösung ein weiterer Metabolit, das sympathomimetisch wirksame Synephrin, identifiziert werden. Um die Wirksamkeit adrenerger Substanzen in vivo zu testen, wurde das ß1/2-Sympathomimetikum Isoproterenol appliziert. Dieses verbesserte die EAE-Symptomatik, was sehr wahrscheinlich auf eine reduzierte Antigenpräsentation und einer damit verbundenen verminderten T-Zellinfiltration in das ZNS zurückzuführen ist. / High-dose glucocorticoids (GC) are used to treat acute relapses of multiple sclerosis (MS) patients. In this work the underlying mechanisms of this therapy have been investigated using the animal model of MS, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). EAE was induced in C57Bl/6 mice and several strains of glucocorticoid receptor (GR) deficient mice by immunization with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG35-55). It was shown that the application of dexamethasone (Dex) leads to a dose-dependent amelioration of the disease course. Analysis of heterozygous GR-knock out mice and hematopoietic stem cell chimeras revealed, that the cytosolic GR (cGR) is a prerequisite for mediating therapeutic GC effects. Furthermore, the use of cell type-specific GR-deficient mice showed at the cellular level that GR-expression is particularly needed in T cells, while it is dispensible in myeloid cells in this context. Analysis of molecular mechanisms determined that these effects are mainly achieved by apoptosis induction and down regulation of adhesion molecules in peripheral T cells, but not in CNS-residing T cells. In addition, it could be observed that Dex inhibited the T cell migration into the CNS. These findings confirm the hypothesis that Dex mainly acts on peripheral T cells by apoptosis induction and immunomodulation and thus inhibits the influx of new immune cells into the CNS. Furthermore, this work shows that therapeutic application of methylprednisolone (MP) in this EAE-model leads to a dose-dependent amelioration of the disease course as well. This improvement is based on a reduced lymphocyte infiltration into the CNS, but is less pronounced than that after Dex treatment due to reduced potency. In contrast to this, preventive MP-application induces an increased disease course. This aggravation is ascribed to interference with peripheral hematopoietic immune cells and an increased proliferation of autoreactive T cells. In the search of alternatives to high-dose GC therapy a novel antiinflammatory compound was established in the chronic EAE-model of the C57Bl/6 mouse. First in vivo experiments revealed that this non-steroidal substance, compound A (CpdA), has only little therapeutic index, but is able to mediate therapeutic effects within pharmacological dosages. On the basis of in vitro analysis CpdA induces apoptosis in a GR-independent manner, whereas immune cells and neuronal cells are most sensitive. Using T cell-specific GR-deficient mice it could be observed that CpdA requires the cGR for mediating therapeutic effects. Furthermore, the application of CpdA led to an aggravation of the EAE course in absence of the cGR in T cells. Physicochemical analysis such as mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy revealed that CpdA metabolizes in vitro in buffered media into a cyclic, highly reactive compound, aziridine. Presumably, this metabolite may be responsible for apoptosis induction in diverse cells and neurotoxic deficits observed in mice. Using the same methods, an adrenergic substance, synephrine, could be identified in vitro after resolving CpdA in water and PBS. In order to test the efficacy of adrenergic substances in EAE in vivo, the ß1/2-adrenergic drug isoproterenol, was applied. Isoproterenol led to an amelioration of the disease course which may be ascribed to decreased antigen presentation and reduced T cell infiltration into CNS.

Das Pankreaskarzinom stellt aufgrund seiner hohen Letalität ein bisher ungelöstes Behandlungs¬problem dar. Da die Erkrankung meist erst in einem späten Stadium erkannt wird, sehr aggressiv verläuft und effektive systemische Therapien bisher fehlen, beträgt die 5-Jahresüberlebensrate nur etwa 1-4 %. Daher ist die Entwicklung neuer Therapie¬strategien dringend notwendig. Geeignet dafür sind neuartige Ansätze einer gezielten Krebstherapie, die sich speziell gegen die tumorbiologischen Veränderungen des Pankreas¬karzinoms richten. Ziel dieser Arbeit war es, die beiden Wirkstoffe Rapamycin und anti-VEGF-Antikörper allein und in Kombination auf ihre antitumorösen Eigenschaften gegenüber Panc02-Tumor¬zellen in drei aufeinander folgenden Versuchsansätzen an einem Metasta¬sierungs¬modell in vivo zu unter¬suchen. Beurteilt wurden dabei zunächst die Über¬lebens¬zeit der Tiere und die Tumor¬aus¬dehnung in der Leber. Anschließend wurden anhand einer quantitativen PCR und der Immun¬histo¬logie die Auswirkungen des Tumors auf verschiedene Zellmarker und Zytokine im Milz-, Leber- und Tumorgewebe bestimmt. Aus den erhobenen Ergebnissen geht hervor, dass mit der Kombinationsbehandlung aus Rapa¬mycin (1,5 mg/kg/d) und anti-VEGF-Antikörper das beste Tumor¬an¬sprechen mit einer der längsten Überlebens¬zeiten und einem sehr geringen Tumor¬befall zu erreichen war. Die Monotherapie mit Rapa¬mycin zeigte zwar ebenfalls im Vergleich zu den anderen Behandlungsgruppen einen geringeren Tumorbefall, war aber mit einer kürzeren Überlebenszeit assoziiert. Ein Grund für ein einge¬schränktes Überleben der mit Rapamycin behandelten Tiere könnte das Neben¬wirkungs¬profil von Rapa¬mycin sein. Die Behandlung mit dem anti-VEGF-Antikörper erzielte weder hinsichtlich der Über¬lebens¬zeit noch bezüglich des Tumorbefalls überzeugende Ergebnisse. Der fehlende Antitumoreffekt der anti-VEGF-Antikörper¬therapie könnte in der kurzen Behandlungsdauer des Antikörpers begründet sein. Bei der Überprüfung der Dosierung von Rapamycin schnitt die Gruppe mit der niedrigsten Rapa¬mycindosis von 0,75 mg/kg/d am besten ab. Neben der längsten Überlebenszeit wies sie ver¬glichen mit den anderen Gruppen den geringsten Tumorbefall auf. Ein erneuter Versuchsansatz mit der Kombination aus der reduzierten Rapamycin¬dosis (0,75 mg/kg/d) und dem anti-VEGF-Antikörper konnte den zuvor erzielten Vorteil der Kombi¬nations¬behandlung nicht vollends bestätigen. Die Tumor¬aus¬breitung entsprach zwar dem Ergebnis der in der zweiten Versuchsreihe am besten abge¬schnittenen Gruppe, die Über¬lebenszeit lag aber deutlich unter der der Vergleichs¬gruppen. In der Real-Time PCR ergab sich hinsichtlich des lymphozytären Infiltra¬tions¬musters folgendes Bild: Im Milz-, Leber- und Tumorgewebe lag die Zahl der zyto¬toxischen T-Zellen über der der T-Helferzellen. Vor allem im Tumor¬gewebe war die Gen¬expression von CD8 deutlich erhöht und teilweise mit einem besseren Tumor¬ansprechen assoziiert. Dies könnte auf eine effiziente Tumorimmunantwort der zyto¬toxischen T-Zellen hindeuten. Die Expression von CD4 war dagegen in allen drei Geweben relativ gering. Ferner konnte in der Real-Time PCR und in der Immun¬histo¬logie eine Steigerung der CD25-Genexpression im Leber- und Tumorgewebe im Vergleich zum Milzgewebe nachgewiesen werden. Dies könnte auf eine Ansammlung supprimierender regulatorischer T-Zellen im Tumor und damit eine ineffizientere Tumor¬immunantwort hindeuten. Häufig liegt in Tumoren ein Überwiegen der Th2-Zellen vor. In unserer Studie zeigten die Th1-Zytokine wie IL-2, IFN-gamma or TNF-alpha eine heterogene Expression, sodass eine definitive Aussage über einen Th1/Th2-Shift nicht getroffen werden kann. Des Weiteren wurden die Auswirkungen des Tumors auf B7-H1 und PD-L2 sowie auf PD-1, einen ihrer Rezeptoren, untersucht. Die Ergebnisse bestätigen die Theorie des Tumorimmunescape-Mechanismus. Die in dieser Arbeit erhobenen Ergebnisse sollten nun dazu verwendet werden, gezielt neue immuno¬logische und anti¬angio¬genetische Therapiestrategien für die Behandlung des Pankreas¬karzinoms in der Klinik zu entwickeln. Allerdings zeigt die vorliegende Arbeit auch Ansätze und Probleme auf, die zunächst in weiteren Studien zu lösen sind. So stellten beispielsweise die Neben¬wirkungen der Rapamycinbehandlung einen limitierenden Faktor in der Behandlung der Tiere dar. Auch sollte geklärt werden, ob der schwache Effekt der anti-VEGF-Anti¬körper¬behand¬lung in dieser Arbeit mit der kurzen Behandlungsdauer erklärt werden kann und möglicherweise eine längere Anwendung der VEGF-Antikörper bessere Resultate erzielt. / The overall 5-year survival of patients with pancreatic cancer remains under 5%. Novel therapeutic strategies are needed to improve the prognosis of these patients. Therefore, drugs are suitable that target signal transduction pathways involved in tumor cell proliferation, invasion or tumor angiogenesis like rapamycin and anti-VEGF-antibody. In this study we examined the effect of rapamycin and anti-VEGF-antibody, alone and in combination, on pancreatic cancer cells in a mouse model. Panc02-cells were injected intraportally in C57BL/6-mice after median laparotomy. We evaluate survival, tumor growth and liver metastasis of the mice for each treatment group. Spleen, liver and tumor tissue were additionally analyzed for cytokines and T-cell markers using immunohistochemistry and RT-PCR. Rapamycin, alone and in combination with anti-VEGF antibody, strongly inhibited tumor growth in mice. Furthermore, the combination therapy showed one of the best survival. Anti-VEGF antibody did not inhibit the tumor growth at all. This might be declared by the short treatment, because the antibody was given only five times. Relative to the T cell markers we found a high expression of cytotoxic T-cells and regulatory T-cells in the tumor. CD4+ T-cells expression was low in all types of tissue. Often in tumors there is a T helper Th2-dominant immunity. In our study the Th1-cytokines like IL-2, IFN-gamma or TNF-alpha showed a heterogeneous expression so that a definitive statement about a Th1/Th2-shift could not be given. Furthermore, we examined the markers B7-H1, PD-L2 and their receptor PD-1. The results confirm the theory of tumor immune escape mechanism. Taken together, this study proposes new therapeutic strategies to inhibit tumor growth. Rapamycin administered as a single drug as well as in combination with anti-VEGF-antibody inhibits pancreatic tumor growth. The combination therapy shows one of the best survival. Nevertheless, there are some problems which have to be solved in further studies, like the side effect of rapamycin and the weak effect of the monotherapy with anti-VEGF-antibody which probably could be declared by the short treatment of only five times.

Die Maligne Hyperthermie (MH) ist eine autosomal dominant vererbte latente metabolische Myopathie, die durch Exposition mit volatilen Anästhetika oder depolarisierenden Muskelrelaxantien vom Succinylcholin-Typ in disponierten Individuen zu einem potentiell lebensbedrohlichen hypermetabolen Syndrom der Skelettmuskulatur führen kann. Der Pathomechanismus basiert auf einer unkontrollierten sarkoplasmatischen Kalziumfreisetzung über funktionell veränderte Ryanodin- (RYR1) oder Dihydropyridinrezeptoren (DHPR) und resultiert in einer stark erhöhten Stoffwechselreaktion der Zelle. Die klinische Symptomatik umfasst Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks und der Körperkerntemperatur, sowie Tachykardie, Laktatazidose und erhöhte Muskelrigidität. Der Goldstandard für die Diagnostik einer MH-Veranlagung ist der Koffein-Halothan-In-vitro-Kontrakturtest (IVCT). Volatile Anästhetika sind unbestritten in der Lage eine MH-Krise auszulösen, während die Rolle von Succinylcholin bis heute kontrovers diskutiert wird. In dieser Studie wurde der Einfluß von Succinylcholin in der Entstehung einer MH-Krise an MH-veranlagten (MHS) und MH-nichtveranlagten (MHN) Schweinen untersucht. Es wurden die hämodynamischen und metabolischen Veränderungen nach Gabe von Succinylcholin, Halothan oder beider Substanzen analysiert. Hierfür wurden nach Zustimmung der lokalen Ethikkommission 27 MHS und 30 MHN Tiere narkotisiert und beatmet. Nach Narkoseeinleitung wurden CO2- Messsonden in der V. femoralis und dem M. triceps brachii platziert. Die Tiere wurden in 3 Versuchsgruppen unterteilt: Gruppe A erhielt Succinylcholin intravenös in einer Dosierung von 4mg/kg, Gruppe B Halothan in steigender Konzentration (0,5, 1.0 Vol%) und Gruppe C Succinylcholin und Halothan in Kombination. Die Vitalwerte wurden kontinuierlich überwacht. Vor Zugabe der Triggersubstanzen waren die Vitalwerte zwischen den MHS und MHN Tieren vergleichbar. In der Gruppe der MHN Tiere zeigten sich keine relevanten Änderungen der hämodynamischen und metabolischen Parameter. Succinylcholin oder Halothan induzierten signifikante metabolische und hämodynamische Veränderungen in den MHS Schweinen. In der Gruppe der MHS Tiere, die beide Substanzen in Kombination erhielten wurden diese Effekte noch potenziert. In dieser Studie konnte nachgewiesen werden, dass Succinylcholin als alleiniger Trigger eine MH auslösen kann. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden die Daten von 1124 Patienten, die sich aufgrund eines MH-verdächtigen Narkosezwischenfalls an der MH-Ambulanz in Würzburg zwischen 1974 und 2012 vorstellten und mittels eines IVCT untersucht wurden retrospektiv untersucht. In die Studie wurden 198 Patienten eingeschlossen. Der intraoperative Verlauf wurde anhand von Narkoseprotokollen rekonstruiert. 60 Patienten wurden als MHS, 18 als MHSh (muskuläre Kontrakturentwicklung nur nach Halothan Exposition), 3 als MHSc (muskuläre Kontrakturentwicklung nur nach Koffein Exposition) und 117 als MHN klassifiziert. Succinylcholin wurden zur Narkoseführung in 90% aller MHS Patienten und 89% aller MHN Patienten verwendet. Succinylcholin wurde in 21% der MHS Patienten als einziger MH-Trigger eingesetzt. Ausschließlich volatile Anästhetika kamen in 10% der MHS Patienten zum Einsatz. In einem Großteil der MHS und MHN-Fälle fiel nach Gabe von Succinylcholin ein Masseterspasmus auf. Herzrhythmusstörungen und erhöhte CO2 Werte waren ebenfalls häufig zu beobachten. Dantrolen wurde nur in wenigen Fällen appliziert. Zusammenfassung: Succinylcholin konnte in unserer Studie eine MH als alleiniger Trigger auszulösen. Die Kombination von Halothan und Succinylcholin verstärkt die hämodynamischen und metabolischen Veränderungen im Verlauf einer MH deutlich. Neuere Inhalationsanästhetika sind zwar weniger potent als Halothan, können aber ebenfalls eine MH auslösen. Die MH ist somit auch heute noch eine ernst zu nehmende Komplikation in der Anästhesie, die zum Tode des Patienten führen kann. Jeder Anästhesist und Intensivmediziner muss in der Lage sein dieses Krankheitsbild zu erkennen und zu therapieren. Bei Anwendung von MH-Triggersubstanzen in der Narkoseführung muss Dantrolen als Mittel der Wahl für eine Therapie zur Verfügung stehen. / Malignant hyperthermia (MH) is an autosomal dominant potentially lethal metabolic myopathie, which develops in predisposed individuals after exposure to trigger substances: depolarizing neuromuscular blocking agents and volatile anesthetics. In skeletal muscles of MH susceptible (MHS) individuals, mutated ryanodine receptors (RYR1) or dihydropyridin receptors (DHPR) lead to a massive intracellular Ca2+-release with an enhanced mitochondrial energy consumption. Besides an overwhelming production of carbon dioxide, clinical signs of MH include heat production, tachykardia, lactat acidosis and an increase of muscle rigidity. The standard procedure for diagnosing MH-susceptibility is the halothane-caffeine-contracture test (IVCT), which requires an invasive muscle biopsy. The impact of volatile anaesthetics to induce MH is abundantly clear, while the role of succinylcholine still remains controversial. To evaluate the influence of succinylcholine on porcine MH events, the hemodynamic and metabolic responses in MH susceptible (MHS) and non-susceptible (MHN) swine following either succinylcholine or halothane application alone or a combination of both substances were analyzed. 27 MHS and 30 MHN pigs were anaesthetized and mechanically ventilated after the approval of the local animal care committee. Fiberoptic probes for continuous pCO2 -measurement were inserted into the femoral vein and the triceps muscle. Group A received succinylcholine 4 mg/kg, group B incremental doses of halothane (0.5, 1.0, 2.0 vol%) and group C succinylcholine and halothane simultaneously. Vital signs were recorded continuously. Prior to drug application measured values did not differ between MHS and MHN. Succinylcholine and halothane lead to significant hemodynamic and metabolic changes in MHS swine. The combination of both pharmacological agents potentiated the observed effects. Consequently succinylcholine acted as an independent and supportive factor during onset of an MH episode. In the second part of the study, patients data of a suspected MH episodes during general anesthesia were analyzed, referred to the Wuerzburg MH unit between 1974 and 2012. Only patients with a suspected MH episode during general anesthesia and patients who underwent an IVCT were included in the investigation. The incidents were evaluated retrospectively using anesthetic documentation and medical records. Between 1974 and 2012 a total of 198 patients were tested. 60 patients were diagnosed MH-susceptible, 18 MHSh (pathological muscle contracture only after halothane exposure), 3 MHSc (pathological muscle contracture only after coffein exposure) and 117 MH-non-susceptible by IVCT. 90% of the MHS patients and 89% of the MHN patients unterwent a general anaesthesia with the use of succinylcholin. 21% of the MHS patients received only succinylcholine and in 10% of the MHS patients only volatile anaesthetics were applied. In the majority of the cases masseter spasm after succinylcholine had been the primary symptom. Cardiac arrhythmias and hypercapnia frequently occurred in the early course of the events. Interestingly, dantrolene treatment was initiated in a few cases only. Conclusion: Succinylcholine was able to induce an MH crisis in our study as a sole trigger. The combination of succinylcholine and a volatile anaesthetic amplified the hemodynamic and metabolic changes. Modern inhalation anesthetics are less potent trigger substances, but were also able to induce a fulminant MH. MH is still an important anesthetic complication. Every anesthesist must be aware of this life-threatening syndrome at any time. Dantrolene must be readily available wherever MH triggering agents are used for anesthesia.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2007.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2009.