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Histotoxische Hypoxie

Histotoxische Hypoxie bezieht sich auf eine Verringerung der ATP-Produktion durch die Mitochondrien aufgrund eines Defekts in der zellulären Nutzung von Sauerstoff.

CyanidEdit

Ein Beispiel für histotoxische Hypoxie ist eine Cyanidvergiftung. Es kommt zu einem starken Abfall des Sauerstoffverbrauchs im Gewebe, da die Reaktion von Sauerstoff mit Cytochromoxidase durch die Anwesenheit von Cyanid blockiert wird. Cyanid bindet sich an das Eisen(III)-Ion auf der Cytochromoxidase a3 und verhindert die vierte und letzte Reaktion in der Elektronentransportkette. Dadurch wird die oxidative Phosphorylierung vollständig unterbrochen und die Mitochondrien können kein ATP mehr produzieren. Es gibt weitere Chemikalien, die die mitochondriale Elektronentransportkette unterbrechen (z. B. Rotenon, Antimycin A) und ähnliche Auswirkungen auf die Sauerstoffversorgung des Gewebes haben wie Zyanid. Die Sauerstoffextraktion nimmt parallel zum geringeren Sauerstoffverbrauch ab, was zu einem Anstieg des venösen Sauerstoffgehalts und des PvO2 führt. Obwohl Zyanid die peripheren respiratorischen Chemorezeptoren stimuliert, ist eine Erhöhung der inspirierten Sauerstofffraktion nicht hilfreich, da bereits eine ausreichende Menge an Sauerstoff vorhanden ist, die die vergifteten Zellen nicht nutzen können.

BehandlungenBearbeiten

Das Zyanid-Antidot-Kit ist eine weit verbreitete Methode zur Behandlung der zyanidinduzierten histotoxischen Hypoxie. Es besteht aus drei verschiedenen Teilen, die nacheinander verabreicht werden. Die drei Teile sind Amylnitrit, Natriumnitrit und Natriumthiosulfat. Die Nitrite bilden mit dem Hämoglobin Methämoglobin, das Cyanid bindet. Cyanid bevorzugt das Eisen(III)-Ion am Methämoglobin gegenüber dem Eisen(III)-Ion an der Cytochromoxidase a3 und bewirkt, dass Cyanid aus den Mitochondrien herausgezogen wird. Dies veranlasst die Mitochondrien, wieder ATP zu produzieren und die histotoxische Hypoxie zu beenden.

IschämieBearbeiten

Die histotoxische Hypoxie kann eine Folge der Ischämie bei Schlaganfall oder Entzündung sein. Im Falle einer Entzündung können neuroinflammatorische Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose zu einer histotoxischen Hypoxie führen. Bei einem Schlaganfall kommt es zu einer Unterbrechung der Blutzufuhr, gefolgt von einer Reperfusion, die aufgrund einer Anhäufung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) zu einer histotoxischen Hypoxie führt. Bei entzündlichen Erkrankungen kann die histotoxische Hypoxie auch durch ROS aus mitochondrialen Schäden in den aktiven Läsionen der chronischen Multiplen Sklerose ausgelöst werden. Entzündungsmediatoren wie Häm-Oxygynase-1 (HO-1) können zu histotoxischer Hypoxie führen, wenn sie im Übermaß freigesetzt werden und die Sequestrierung von Eisen verursachen, wie bei der Alzheimer-Krankheit, der Parkinson-Krankheit und der Multiplen Sklerose.

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