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Wirkung klinisch häufig verwendeter Anästhetika auf die Permeabilität der in vitro BHS

Es sind Studien bekannt, die postulieren, dass einige Anästhatika den Flux über die BHS verändern und/oder auch protektive Effekte unter ischämischen Bedingungen zeigen. Diese Wirkungen können einmal durch eine reduzierte Oberfläche der perfundierten Kapillaren zustande kommen oder aber durch eine direkte Wirkung auf die Endothelzellen. Um zu untersuchen, ob Anästhetika, die klinisch häufig verwendet werden, irgendwelche Veränderungen an der BHS hervorrufen oder unter hypoxischen Bedingungen protektiv wirken, wurden folgende Anästhetika in klinisch verwendeten Konzentrationen verwendet: Etomidat, Ketamin, Fentanyl, Propofol, Midazolam, and Natrium-?-hydroxybuttersäure. Die verwendeten i.v. Anästhetica veränderten weder die Permeabilität noch die VEGF Expression unter normoxischen und hypoxischen Bedingungen, was vermuten läßt, dass sie keinen direkten Einfluß auf die Endothelzellen der BHS ausüben.

Da auch volatile Anästhetika im klinischen Bereich häufig zur Durchführung der Allgemeinanästhesie (Vollnarkose) bei operativen Eingriffen eingesetzt werden und über die Wirkung dieser Pharmaka auf Funktionen der BHS nur wenig bekannt ist, wurde auch deren Wirkung auf die mikrovaskulären Gehirnendothelzellen untersucht. Es wurden folgende volatile Anästhetika verwendet: Halothan, Enfluran, Isofluran, Sevofluran und Desfluran. Es handelt sich um Standardpharmaka zur Durchführung von Inhalationsnarkosen, wie sie bei operativen Eingriffen eingesetzt werden, um beim Patienten den Zustand von Bewusstlosigkeit und Schmerzfreiheit hervorzurufen. Ein spezielles Kammersystem wurde zur Inkubation der Zellen in Gegenwart der volatilen Anästhetika verwendet (Konzentration 4 MAC) .

Schematische Darstellung des Kammersystems

Es wurde gezeigt, dass unter normoxischen Bedingungen keines der volatilen Anästhetika die Permeabilität der in vitro BHS veränderte. Aufgrund der oben erwähnten Reduktion der hypoxieinduzierten Hyperpermeabilität der BHS durch Barbiturate wurde weiterhin der Einfluß volatiler Anästhetika auf die Permeabilität der in vitro BHS unter hypoxischen Bedingungen untersucht. Unter Hypoxie (2 Vol.-% Sauerstoff) kam es zu einer signifikanten Permeabilitätssteigerung, die jedoch durch die Gegenwart keines der volatilen Anästhetika (Konzentration 4 MAC) beeinflusst wurde. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der bisherigen Versuchen, die gezeigt hatten, dass unter hypoxischen Bedingungen vermehrt exprimiertes VEGF für den Permeabilitätsanstieg verantwortlich ist, wurde die hypoxieinduzierte VEGF Expression durch die volativen Anästhetika nicht verändert. Weitere Untersuchungen zeigten, dass es auch zu keiner Veränderung der Vitalität, Morphologie und Gesamtproteinkonzentration der mikrovaskulären Endothelzellen nach 6 stündiger Inkubation unter Normoxie oder Hypoxie in Gegenwart der volatilen Anästhetika kam.

Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass in vivo Effekte der Anästhetika auf die BHS, die bei einigen der verwendeten Anästhetika beschrieben wurden, nicht durch direkte Effekte auf die mikrovaskulären Gehirnendothelzellen erklärbar sind.