Geringen Mengen Kohlenmonoxid nach Schlaganfall – nach Subarachnoidalblutung – könnten dem Gehirn schützende Wirkungen bringen.
Im Grunde genommen gilt Kohlenmonoxid als giftiges Gas, das auch Hirnschäden verursachen kann. Geringe Mengen Kohlenmonoxid könnten das Gehirn aber auch schützen, Hirnschäden reduzieren und mit ihrer Wirkung die Gehirnfunktion nach einem blutungsbedingten Schlaganfall, einer Subarachnoidalblutung, kurz SAB, verbessern. Das zeigte unlängst ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Universitätsklinikums Freiburg. Wie die Wissenschaftler zeigen konnten (Journal of Clinical Investigation), beschleunigt Kohlenmonoxid den Abbau von Häm, einem hochgiftigen Bestandteil roter Blutkörperchen, der sich während des Schlaganfalls anreichern und Entzündungen auslösen kann.
Unter dem Strich erleiden etwa 10.000 Menschen jährlich eine Subarachnoidalblutung, wobei bei diesem Schlaganfall Blut aus einer geplatzten Arterie im Gehirn austritt. Plötzlich eintretender sehr starker Kopfschmerz ist das zentrale Symptom einer Subarachnoidal-Blutung. Besonders betroffen sind Frauen zwischen 45 und 55 Jahren. Nur jeder zweite Patient überlebt eine SAB länger als ein Jahr, viele leiden langfristig unter Einschränkungen der Gehirnfunktion.
Kohlenmonoxid unterstützt die Entgiftung im Gehirn
Eine Subarachnoidalblutung ist für die Patienten doppelt gefährlich. Einerseits kommt es zu einer Sauerstoffunterversorgung. Andererseits ist das ausgetretene Blut für das Gehirn giftig. Die Forscher um Dr. Nils Schallner, Arzt an der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin des Universitätsklinikums Freiburg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Hartmut Bürkle), und Kollegen vom Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) sowie der Harvard Medical School in Boston, USA, prüften, ob das Inhalieren von geringen Mengen an Kohlenmonoxid das Gehirn bei der Entsorgung des aus dem Hirngefäß ausgetretenen Blutes unterstützen kann.
Dafür verglichen sie, wie sich zwei Gruppen von Mäusen nach einer Hirnblutung erholten: eine Gruppe wurde eine Woche in normaler Atemluft gehalten, die andere Gruppe erhielt eine Woche lang täglich für eine Stunde zusätzlich eine geringe Menge Kohlenmonoxid. Dann mussten die Tiere sich in einem Test zum räumlichen Erinnerungsvermögen unterziehen.
„Die Tiere, die Kohlenmonoxid eingeatmet hatten, schnitten bei diesen Tests deutlich besser ab“, sagt Dr. Schallner, der sich derzeit als Forschungsstipendiat am BIDMC befindet. Die Schädigung des Hirngewebes und die kognitiven Einschränkungen wurden durch die Kohlenmonoxid-Gabe verringert. „Daraus schlossen wir, dass das normalerweise giftige Gas Kohlenmonoxid in geringer Dosierung die Erholung nach einem Schlaganfall verbessern könnte“, so Dr. Schallner weiter.
Für einen Großteil der Schäden nach einer Hirnblutung ist das Molekül Häm verantwortlich, das in den roten Blutkörperchen für den Sauerstofftransport wichtig, außerhalb der Zellen aber hochgiftig ist. Die Forscher hatten zuvor in ihrer Studie in Zellen und im Tiermodell gezeigt, dass spezielle Hirnzellen, Mikroglia genannt, das Häm durch das Enzym Häm-Oxygenase 1 (HO-1) entgiften. Bei diesem Abbau wird Kohlenmonoxid freigesetzt.
Kohlenmonoxid nach Schlaganfall, Subarachnoidalblutung, mit positiver Wirkung auf den Häm-Abbau
Das Gas ist aber nicht nur ein Nebenprodukt des Abbaus, sondern wirkt sich selbst positiv auf den Häm-Abbau aus. Tiere, die kein HO-1 und entsprechend auch kein Kohlenmonoxid bildeten, profitierten ebenfalls von der Kohlenmonoxid-Gabe: „Eine Kohlenmonoxid-Gabe „von außen“ kann einen Mangel an körpereigener Kohlenmonoxid-Produktion ausgleichen“, erklärt Dr. Schallner.
Die Ergebnisse könnten zukünftig als Grundlage für klinische Studien mit Patienten dienen, die einen blutungsbedingten Schlaganfall erleiden. Darauf weisen auch erste Analysen hin, die mit Liquor-Proben von Patienten mit SAB durchgeführt werden.
Geleitet wurde die Studie durch Prof. Dr. Khalid Hanafy, neurologischer Direktor der Neurointensiv-Einheit des BIDMC, und Dr. Leo E. Otterbein, Forscher am Transplant Institute des BIDMC. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die National Institutes of Health waren Hauptförderer der Studie.
Literatur:
Schallner N, Pandit R, LeBlanc R 3rd, Thomas AJ, Ogilvy CS, Zuckerbraun BS, Gallo D, Otterbein LE, Hanafy KA. Microglia regulate blood clearance in subarachnoid hemorrhage by heme oxygenase-1. J Clin Invest. 2015 Jul 1;125(7):2609-25. doi: 10.1172/JCI78443. Epub 2015 May 26. PMID: 26011640; PMCID: PMC4563677.
Original-Titel der Arbeit: Microglia regulate blood clearance in subarachnoid hemorrhage by heme oxygenase-1 – Doi: 10.1172/JCI78443
Quelle:
http://www.uniklinik-freiburg.de/anaesthesie.html Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin
http://www.bidmc.org/ Beth Israel Deconess Medical Center
