Current concepts on reperfusion injury following focal cerebral ischemia

Zusammenfassung

Die Reperfusionsschädigung ist ein an Wichtigkeit zunehmendes wissenschaftliches Problem, z. T. wegen der neueren Entwicklungen in der thrombolytischen Therapie. Die Mechanismen der Reperfusionsschädigung nach fokaler Zerebralischämie sind jedoch in Detail unbekannt. Neuere Studien deuten stark darauf hin, daß reaktive Sauerstoffspezien (ROS) und Kalziumüberladung eine wichtige Rolle bei der Reperfusionsschädigung spielen, und daß pharmakologische Interventionen gegen eine von Kalzium- oder freien Radikalen vermittelte Schädigung die therapeutische Breite bei der Zerebralischämie/ Reperfusion erweitern könnte. Es ist von den entsprechenden Vermittlern bekannt, daß sie eine mitochondriale Permeabilitätstransition (PT) während der Reperfusionszeit induzieren, und eine explosionsartige Produktion von ROS, welche zum Zelltod führt. Der mitochondrialen PT wird eine Schlüsselrolle bei der Reperfusionsschädigung nach Zerebralischämie zugeschrieben, wie auch in anderen Organen z. B. Herz und Leber beobachtet. Eine pharmakologische Modulation der Veränderung der mitochondrialen Permeabilität hat das Potential, reperfusionsbedingte Gewebeschädigung zu reduzieren.

Summary

Reperfusion injury has become a scientific problem of increasing importance, in part because of recent developments of thrombolytic therapy. The mechanisms of reperfusion injury following focal cerebral ischemia, however, are not known in detail. Recent studies strongly suggest that reactive oxygen species (ROS) and calcium overload play an important role in reperfusion injury and that pharmacological interventions against calcium- or free radical-mediated damage could extend the therapeutic window in cerebral ischemia/reperfusion. The mediators involved are known to induce a mitochondrial permeability transition (PT) during the reperfusion period, which is associated with uncoupling of mitochondrial respiration, loss of mitochondrial membrane potential, and a burst production of ROS, leading to cellular death. The mitochondrial PT is considered to be a key process in reperfusion injury following cerebral ischemia, as also observed in other organs such as heart and liver. Pharmacological modulation of mitochondrial permeability changes have the potential to reduce tissue damage due to reperfusion.