Bovines Hämoglobin HBOC-201 verhindert eine Reduktion des Sauerstoffpartialdrucks im poststenotischen Skelettmuskel

Zusammenfassung

Die Studie untersucht die Wirkung der ultra-gereinigten polymerisierten bovinen Hämoglobinlösung HBOC-201 auf den Sauerstoffpartialdruck des Skelettmuskels bei intravenöser Applikation vor Anlage einer 95%igen arteriellen Stenose.

Methoden: Zwölf Foxhounds wurden intravenös anästhesiert und kontrolliert mit 30 Vol.-% Sauerstoff in Luft beatmet. In die rechte Femoralarterie und -vene wurden Katheter zur Messung hämodynamischer Parameter und zur Entnahme von Blutgasanalysen plaziert. Der Blutfluß der linken A. poplitea wurde mittels eines elektromagnetischen Flußmessers bestimmt. Der Gewebssauerstoffpartialdruck (tpO₂) wurde im linken M. gastrocnemius mit einer polarographischen Meßsonde gemessen. Nach Hämodilution der Tiere mit Ringerlösung bis zu einem Hämatokrit von 20% wurden die Tiere randomisiert in zwei Gruppen zu je 6 eingeteilt. In Gruppe 1 wurde den Tieren 200 ml Hämodilutionsblut retransfundiert, während in der Gruppe 2200 ml HBOC-201 (MG 32000–500000, Hb 13±1 g·dl⁻¹) infundiert wurden. Nach einer 15minütigen Ruhephase wurde eine 95%ige arterielle Stenose der linken A. poplitea angelegt. Den Tieren der Gruppe 1 wurde jeweils 45 und 75 min nach Anlage der Stenose je 200 ml 6% Hydroxyäthylstärke (HÄS, 200000; 0,5) infundiert, während den Tieren der Gruppe 2 je 200 ml Ringerlösung infundiert wurde. Messungen erfolgten nach Instrumentierung der Tiere, nach Hämodilution und Applikation von Blut oder HBOC-201 sowie jeweils 30, 60 und 90 min nach Anlage der Stenose. Ergebnisse: Muskeltemperatur, arterielle Blutgase und hämodynamische Parameter zeigten keine Gruppenunterschiede. Lediglich der mittlere Pulmonalarteriendruck lag nach HBOC-201 Infusion höher als in der Vergleichsgruppe. Der Sauerstofftransport zum Muskel und der Sauerstoffverbrauch sank in beiden Gruppen entsprechend der Reduktion des poststenotischen Blutflusses ab. Die Sauerstoffextraktionsrate des Muskels lag in Gruppe 2 nach HBOC-201 Infusion im Vergleich zur Gruppe 1 höher (p<0,05). Der tpO₂ sank im Skelettmuskel nach Anlage der Stenose in Gruppe 1 ab (p<0,001) und zeigte keine Änderung nach Infusion von HÄS. In Gruppe 2 blieb der tpO₂ auch nach Anlage der Stenose über den gesamten Untersuchungszeitraum unverändert. Schlußfolgerung: Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, daß die Applikation von HBOC-201 vor Anlage einer arteriellen Stenose einen Abfall des O₂-Partialdrucks im poststenotischen Muskelgewebe verhindern kann.

Abstract

We investigated the effects of ultrapurified polymerized bovine hemoglobin (HBOC-201) on skeletal muscle tissue oxygen tension when applied before establishment of a nearly complete arterial stenosis. Methods: Twelve foxhounds were anaes-thetized IV and mechanically ventilated with 30% oxygen in air. Catheters were inserted into the right femoral artery and vein for measurements of haemodynamic parameters and blood-gas sampling. Arterial blood flow of the left popliteal artery was measured by an electromagnetic flow probe. Skeletal muscle tissue oxygen tension (tpo₂) was measured in the left gastrocnemic muscle using a stepwise-driven polarographic needle probe, creating histograms from 200 single tpO₂ measurements. Following isovolaemic haemodilution with Ringer’s solution to a target haematocrit of 20%, the animals were randomly assigned to receive either 200 ml of predonated fresh blood (group 1) or 200 ml of HBOC-201 (MW 32000–500000; Hb 13±1 g·dl⁻¹; group 2). After a 15-min stabili-zation period, a 95% artificial stenosis of the left popliteal artery was established. While animals of group 1 received two applications of 200 ml 6% hetastarch (HES, 200000; 0.5), animals of group 2 received 200 ml Ringer’s solution 45 and 75 min after establishment of the arterial stenosis, respectively. Variables were measured at baseline, after haemodilution and application of the respective compound, and 30, 60 and 90 min after establishment of the stenosis. Results: Demographic data, muscle temperature and arterial blood gases did not differ between groups. With the exception of a higher mean pulmonary artery pressure in HBOC-201-treated animals, haemodynamics did not differ between groups. In both groups oxygen delivery and oxygen consumption of the muscle decreased in parallel to the de- creasing blood flow during arterial stenosis. In contrast, oxygen extraction ratio increased after infusion of HBOC-201 and remained unchanged during stenosis (P<0.05). In group 1, the tpO₂ decreased during stenosis when compared to baseline (P<0.001) and remained decreased after administration of HES. In contrast, administration of 200 ml of HBOC-201 before establishment of the arterial stenosis sustained the tpO₂ values at nearly baseline levels during stenosis. Skeletal muscle tissue oxygen tension was higher after HBOC-201 infusion during stenosis when compared to HES infusion (P<0.001). Conclusion: These data suggest that haemoglobin solutions can reach poststenotic tis-sues. The increased oxygen extraction after application of HBOC-201 is associated with improved skeletal muscle oxygen tension during severe arterial stenosis.