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Zielsetzung und Fragestellung: Aktuelle Studien zeigen, dass die intestinale Barrierefunktion frühzeitig nach einem Polytrauma beeinträchtigt ist. Relevant ist hier unter anderem die verminderte Expression von Tight-Junction-Proteinen wie Occludin. Gleichzeitig kann die systemische Inflammationslage nach Polytrauma die epitheliale Durchlässigkeit zusätzlich beeinflussen. Der zeitliche Verlauf struktureller Veränderungen der intestinalen Barriere durch den Einfluss unterschiedlicher Traumata ist bislang unzureichend untersucht. Ziel dieser grundlegenden Studie ist es, den zeitlichen Verlauf histomorphologischer Veränderungen des Colonepithels nach experimentell induziertem Trauma zu analysieren.

Material und Methoden: In dieser prospektiven Studie wurden 320 männliche C57BL/6NRj-Mäuse randomisiert den Gruppen Polytrauma, Fraktur, Sham und Kontrolle zugeteilt (n=10) und den Analysezeitpunkten Tag 1, 3, 5, 7, 14 und 21 zugewiesen. Das Polytrauma mit einem ISS ≥ 16 wurde durch ein stumpfes Thoraxtrauma, eine Femurosteotomie, eine Laparotomie und kontrollierte Hämorrhagie unter Narkose herbeigeführt. In der Frakturgruppe wurde eine isolierte Femurosteotomie durchgeführt, die Sham-Gruppe erhielt den simulierten Eingriff, während die Kontrollgruppe unbehandelt blieb. Die Proben wurden histopathologisch ausgewertet sowie immunfluoreszenzbasiert zur Quantifizierung der Expression der Tight-Junction-Proteine ZO-1 und Occludin untersucht. Die statistische Analyse erfolgte mittels Kruskal-Wallis-Test und Mann-Whitney-U-Test (α=0,05).

Ergebnisse: In der histopathologischen Analyse zeigten sich weder zwischen den einzelnen Gruppen, noch individuell im Zeitverlauf signifikante Unterschiede oder Schwankungen des Scorings oder in der Morphologie der Krypten. Jedoch konnten in der Immunfluoreszenz von Occludin deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen gezeigt werden. Insgesamt zeigte sich im Vergleich zur Kontrollgruppe eine verminderte Expression von Occludin in der Polytrauma- und der Frakturgruppe über den kompletten Untersuchungszeitraum von 3 Wochen hinweg. Am stärksten war die Expression im Vergleich zur Kontrollgruppe am dritten Tag nach Trauma erniedrigt (Kontrolle vs. Polytrauma vs. Fraktur, Kruskal Wallis: p=0,0081). Im zeitlichen Verlauf stiegen sowohl in der Polytrauma- als auch in der Kontrollgruppe die Werte wieder an. Während die Frakturgruppen-Werte sich am Ende nicht mehr signifikant von denen der Kontrollgruppe unterschieden (p=0,0635), blieben die der Polytrauma-Gruppe weiterhin unter dem Niveau der Kontrollgruppe (p=0.0317).

Diskussion und Schlussfolgerung: Mit dieser Arbeit konnte erstmalig nachgewiesen werden, dass nach Polytrauma sogar über den beobachteten Zeitraum von drei Wochen hinweg die epitheliale Barrierefunktion des Dickdarms gestört ist. Die verminderte Expression von Occludin im Colonepithel konnte durch die Immunfluoreszenz nachgewiesen werden und dient als Nachweis einer Barrierestörung.