Einfluss des Anästhetikums Propofol auf die Granulozytenfunktionalität im Sepsismodell

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	31 October 2023
Referee:	Prof. Dr. Timo Seyfried
Date of exam:	9 October 2023
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Anästhesiologie
Keywords:	neutrophilen Granulozyten (PMNs), Lipopolysaccharid (LPS), Sepsis, Propofol
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	54899

Abstract (German)

Sepsis zählt weltweit zu den führenden Todesursachen. Viele Patienten, die an einer Sepsis erkranken, werden auf Intensivstationen behandelt und benötigen mechanische Beatmung unter Sedierung oder Allgemeinanästhesie. Für solche Zwecke wird auch das entzündungshemmende Anästhetikum Propofol verwendet. Bestandteil des Sepsis – Mechanismus ist eine Überreaktion körpereigener Immunprozesse, unter ...

Abstract (German)

Sepsis zählt weltweit zu den führenden Todesursachen. Viele Patienten, die an einer Sepsis erkranken, werden auf Intensivstationen behandelt und benötigen mechanische Beatmung unter Sedierung oder Allgemeinanästhesie. Für solche Zwecke wird auch das entzündungshemmende Anästhetikum Propofol verwendet. Bestandteil des Sepsis – Mechanismus ist eine Überreaktion körpereigener Immunprozesse, unter anderem der neutrophilen Granulozyten (PMNs). Das Ziel dieser Studie bestand darin, den Einfluss von Propofol auf die Funktionen von neutrophilen Granulozyten (PMNs) in Zusammenhang mit einer überschießenden Immunreaktion im Rahmen einer Sepsis zu untersuchen. Die Sepsis wurde hierbei mittels Lipopolysaccharid (LPS)-Stimulation simuliert. Insgesamt wurden 34 mit Granulozyten angereicherte Proben von gesunden Probanden gesammelt. Die PMNs wurden durch Dichtegradientenzentrifugation isoliert und anschließend entweder mit 6 μg/mL, 60 μg/mL Propofol oder ohne Propofol (Kontrollwert) inkubiert. Zusätzlich wurden die Proben entweder mit 40 pg/mL oder 400 pg/mL LPS inkubiert. Mittels des Leica Inversionsmikroskop wurde die chemotaktische Migration von Granulozyten, die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und die Freisetzung von neutrophilen extrazellulären Traps (NETose) über einen Zeitraum von 7h erfasst. Anschließend wurden der oxidative Burst und die Expression verschiedener Antigene nach Propofol Exposition durchflusszytometrisch untersucht. Propofol führte dosisabhängig zu einer signifikanten Verringerung der Laufweite der PMNs (p < 0,001) und deren Laufgeschwindigkeit (p < 0,014). Des Weiteren beschleunigte Propofol die NETose (p = 0,018) und die ROS-Produktion (p = 0,039). Propofol senkte zudem die Menge der ROS Produktion nach fMLP – Stimulation. Die Expression der Antigene CD11b, CD62l und CD66b wurde durch Propofol nicht beeinflusst. In einem ex vivo Modell verbesserte Propofol die durch LPS verursachte übermäßige Aktivierung der PMNs und könnte dementsprechend die Immunfunktion bei septischen Patienten verbessern. Allerdings sind weiterführende Untersuchungen erforderlich, um die klinischen Auswirkungen zu klären.

Translation of the abstract (English)

Sepsis is one of the leading causes of death worldwide. Many patients who develop sepsis are treated in intensive care units and require mechanical ventilation under sedation or general anesthesia. For such purposes, the anti-inflammatory anesthetic propofol is utilized. An integral part of the sepsis mechanism is an overreaction of the body's immune processes, including neutrophil granulocytes ...

Translation of the abstract (English)

Sepsis is one of the leading causes of death worldwide. Many patients who develop sepsis are treated in intensive care units and require mechanical ventilation under sedation or general anesthesia. For such purposes, the anti-inflammatory anesthetic propofol is utilized. An integral part of the sepsis mechanism is an overreaction of the body's immune processes, including neutrophil granulocytes (PMNs) activation. The aim of this study was to investigate the influence of propofol on the functions of neutrophil granulocytes in the context of an exaggerated immune response during sepsis. Sepsis was simulated using lipopolysaccharide (LPS) – stimulation. A total of 34 granulocyte-enriched samples were collected from healthy volunteers. The PMNs were isolated through density gradient centrifugation and then incubated with either 6 μg/mL, 60 μg/mL propofol, or without propofol (control sample). In addition, the samples were incubated with either 40 pg/mL or 400 pg/mL LPS. Chemotactic migration of granulocytes, the production of reactive oxygen species (ROS), and the release of neutrophil extracellular traps (NETosis) were observed over a 7-hour period using the Leica inversion microscope and assessed afterwards. Subsequently, the oxidative burst and the expression of various antigens after propofol exposure were examined by using flow cytometry. Propofol led to a dose-dependent significant reduction in the track length of PMNs (p < 0.001) and their track speed (p < 0.014). Furthermore, propofol accelerated NETosis (p = 0.018) and ROS production (p = 0.039). Propofol also reduced the amount of ROS-production after fMLP – stimulation. The expression of the antigens CD11b, CD62l, and CD66b was not affected by propofol. In an ex vivo model, beneficial effects due to restored immune function through propofol in septic patients might be possible. However, further investigations are necessary to clarify the clinical implications.

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