Verlängerung der Ischämietoleranzzeit der Spenderleber durch alkalinisierte Konservierungslösungen

Summary

Intracellular enzyme activities can be greatly influenced by alterations of pH, and non-physiologic pH may inhibit cell metabolism. The study was undertaken to examine the influence of pH values in preservation solution on ischemic tolerance time of the liver.

BDE rat livers were used. Livers were preserved for 20 min or 2 h in warm ischemia after an initial perfusion with Ringer's solution at pH 9.0, 7.4, and 6.0. The values of total adenine nucleotide (TAN) and energy reserve (ER) in the livers were determined at the end of the preservation. After 20 min of warm ischemia, TAN values at pH 9.0 and 7.4 fell to 2.727 ± 0.255 and 2.410 ± 0.164 µmol/g, respectively (normal values: 3.414 ± 0.270 µmol/g) and ER values to 0.786 ± 0.186 µmol/g at pH 9.0 and to 0.446 ± 0.095 µmol/g at pH 7.4 (normal values: 2.962 ± 0.214 µmol/g). A similar trend was also observed after 2 h of warm ischemia. The preservation with a solution at pH 6.0 did not present any difference as compared to that at pH 7.4. Four-hour preservation in cold ischemia with Ringer's solution at pH 9.0 rendered higher values of TAN (2.635 ± 0.085 µmol/g) and ER (0.336 ± 0.026 µmol/g) than those in preservation at pH 7.4. No significant difference between TAN and ER values was found when 4-h preservation at pH 7.4 and 6.0 was compared.

In another group an intermittent liver perfusion at 1-h interval was performed with chilled Ringer's solution; afterwards GOT, GPT,β-glucuronidase, and acid phosphatase values in the effluents were evaluated. All of these enzymes showed higher concentration in the effluent with solution at pH 7.4 than that at 9.0. These results suggested that better intracellular energy reserve and organ viability can be maintained by preservation with alkaline solution. Furthermore, ER values seemed to be an excellent indicator of the organ viability during preservation. These were also confirmed by orthotopic hepatic transplantation in pigs. Livers were successfully preserved with alkaline Ringer's solution for up to 12 h. However, without change of pH, livers could not be preserved for more than 4.5 h.

Zusammenfassung

Intrazelluläre Enzymaktivitäten können durch differente pH-Werte alteriert werden, und eine Verlangsamung des Zellmetabolismus durch nicht physiologische pH-Werte erscheint möglich. Um diesen Einfluß bei der Organkonservierung zu prüfen, wurden Konservierungslösungen der Leber untersucht.

Als In-vitro-Tests verwendeten wir BDE(RT 1^u)-Lebern, die nach Initialperfusion mit Ringerlösung von pH 9,0; 7,4 und 6,0 20 min sowie 2 h in warmer Ischämie belassen wurden. Anschließend wurden die Gesamtnukleotide (TAN) und die Energiereserve (ER) bestimmt. Nach 20 min fielen die Werte bei pH 9,0 auf 2,272 ± 0,255 µmol/g, bei pH 7,4 auf 2,410 ± 0,164 µmol/g ab (Normalwert: 3,414 ± 0,270 µmol/g). Die ER-Werte fielen auf 0,786 ± 0,186 µmol/g bzw. 0,446 ± 0,095 µmol/g (Normalwert: 2,962 ± 0,214 µmol/g). Ein homologer Verlauf wurde auch nach 2 h warmer ischämie beobachtet. Jedoch fanden wir keine Unterschiede bei der Verwendung von Konservierungslösungen mit pH 7,4 und 6,0. Bei einer vierstündigen Konservierung in kalter Ischämie zeigte die Lösung mit einem pH von 9,0 höhere Werte sowohl bei TAN (2,635 ± 0,085 µmol/g) als auch bei ER (0,336 ± 0,026 µmol/g), verglichen mit pH 7,4. Hier fanden wir auch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Werten bei pH 7.4 und 6.0.

In einer weiteren Gruppe wurde eine intermittierende Perfusion der Leber in einstündigem Interval durchgeführt; anschließend GOT, GPT, saure Phosphatase undβ-Glucuronidase in den Effluaten bestimmt. Alle Enzyme fanden sich in höheren Aktivitäten in den Effluaten der Konservierung mit pH 7,4 als mit pH 9,0. Diese Resultate lassen vermuten, daß eine bessere intrazelluläre ER und weiterhin Organvitalität durch alkalinisierte Konservierungslösungen aufrecht erhalten werden können. Weiterhin erwiesen sich die ER-Werte als ausgezeichnete Indikatoren der Transplantatvitalität bei der Organkonservierung zur Transplantation.

Die obigen Ergebnisse wurden bestätigt durch die orthotope Lebertransplantation beim Schwein. Mit alkalinisierter Ringerlösung konnten die Lebern bis zu 12 h erfolgreich konserviert werden, ohne pH-Alteration nicht länger als 4,5 h.