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Universitätsklinik für
Anästhesiologie und
Intensivmedizin

400
420

Address: Crona Kliniken
Hoppe-Seyler-Str. 3
72076 Tübingen


Person profile: 07071 29-86619 Pforte


In dringenden Fällen

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Oberarzt der Intensivstation 24 Stunden erreichbar


Sektion für Experimentelle Anästhesiologie

Ziele in der Forschung

Schwerpunkt unserer Forschung ist die systematische Analyse der Wirkmechanismen von Allgemeinanästhetika auf den verschiedenen Ebenen des Zentralnervensystems. Das vertiefte Verständnis dieser Wirkmechanismen wird neuartige therapeutische Ansätze voranbringen, welche die Qualität der Krankenversorgung erhöhen (translationaler Ansatz).

Im Verlauf der letzten Jahre wurde das Phänomen der Allgemeinanästhesie in seine klinisch bedeutsamen Komponenten (Hypnose, Amnesie, Immobilität, Analgesie) aufgespalten. Eine neue wissenschaftliche Erkenntnis hierbei ist, dass diesen verschiedenen Komponenten molekulare Wirkungen von Narkosemitteln in unterschiedlichen Teilen des Zentralnervensystems zugrunde liegen, die sich qualitativ unterscheiden. Je genauer die Wirkmechanismen klinisch gebräuchlicher Allgemeinanästhetika verstanden werden, umso mehr Möglichkeiten bieten sich, spezifisch wirkende Therapeutika im Verlauf einer Allgemeinanästhesie einzusetzen. Dies erhöht die Qualität der Narkose und vermindert das Risiko problematischer Nebenwirkungen.

Ausgehend von dieser Konzeption werden innerhalb der Sektion Experimentelle Anästhesiologie sowohl die zerebralen wie auch die spinalen Wirkmechanismen von Allgemeinanästhetika primär mittels elektrophysiologischer Methoden an Zellkulturen von Nervenzellen erforscht.

Kontakt

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Waldhörnlestraße 22
72072 Tübingen


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: +49 7071 29-81121


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-25073


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Prof. Dr. B. Antkowiak Sektionsleiter


E-mail address: bernd.antkowiak@uni-tuebingen.de


Prof. Dr. Ch. Grasshoff

Person profile: Mehr zur Person

Prof. Dr. B. Drexler

Person profile: Mehr zur Person

Dipl.-Biol. I. Pappe

E-mail address: ina.pappe@tuebingen.mpg.de

Dipl.-Biol. C. Holt

E-mail address: claudia.holt@uni-tuebingen.de

Bildunterschrift: Elektrophysiologische Methode an Zellkulturen von Nervenzellen

Des Weiteren beschäftigen wir uns mit der Frage, in welchem Umfang Schmerzreize während einer Narkose im Rückenmark verarbeitet werden. Die Aufklärung der Wirkmechanismen von Allgemeinanästhetika im Rückenmark soll die Entwicklung von Narkoseformen unterstützen, die verhindern, dass sich ein Schmerzgedächtnis als Folge der operativ bedingten Schmerzreize manifestiert.

Allgemeinanästhetika dämpfen die Aktivität des Zentralnervensystems. Einer der wichtigsten neuronalen Mechanismen der Allgemeinanästhesie ist die positive Modulation von GABAA-Rezeptoren durch Anästhetika. Nun gibt es aber nicht „den einen“ GABAA-Rezeptor, es sind im Gegenteil zahlreiche Subtypen des GABAA-Rezeptors bekannt. Welche dieser Subtypen für die Allgemeinanästhesie wichtig sind, ist jedoch ungeklärt.

Ein äußerst hilfreiches Modell hierbei stellen genveränderte Mäuse dar, bei denen z.B. ein Subtyp des GABAA-Rezeptors so verändert wurde, dass Benzodiazepine oder Anästhetika nicht mehr über diesen speziellen GABAA-Rezeptor-Subtyp wirken können.So bilden z.B. GABAA-Rezeptoren mit einer beta-3-Untereinheit einen Rezeptor-Subtyp, der im Neokortex vorkommt und deshalb für die hypnotische und amnestische Wirkkomponente von Narkosemitteln verantwortlich sein könnte.

Ein experimenteller Ansatz liegt nun darin vergleichende elektrophysiologische Untersuchungen an Zellkulturen durchzuführen, die aus dem Neokortex der beta-3-Mutante und des Wildtyps stammen. Mit diesen Experimenten wird geprüft, ob dieser Rezeptor-Subtyp für die zerebralen Wirkungen von Allgemeinanästhetika von Bedeutung ist. Konkret wird z.B. die Wirkung der intravenösen Hypnotika Etomidat und Propofol auf die Netzwerkaktivität und die durch GABAA-Rezeptoren vermittelte synaptische Übertragung quantifiziert. Analoge Untersuchungen führen wir an neuronalen Zellkulturen von diversen weiteren Mausmutanten (welche knock-in Mutationen in einer alpha-Untereinheit tragen) für eine Reihe von Benzodiazepinen durch. Die Identifikation von für die Allgemeinanästhesie relevanten Rezeptor-Subtypen kann die Entwicklung von Therapeutika voranbringen, die auf der molekularen Ebene spezifischer wirken als die derzeit verfügbaren.

GABA(A)-Rezeptor-Subtypen

Starke und häufiger wiederholte Schmerzreize können die Erregbarkeit von Nervenzellen des Rückenmarks vorübergehend oder anhaltend erhöhen. In einem solchen Fall besteht die Gefahr, dass sensorische Stimuli, die normalerweise unterhalb der Schmerzgrenze liegen, Schmerzempfindungen auslösen. Aufgrund dieses Sachverhaltes bearbeiten wir die Fragestellung, inwieweit eine unzureichende Unterdrückung der Schmerzreizleitung im Rückenmark während eines chirurgischen Eingriffes unter Narkose das Ausmaß postoperativer Schmerzen steigert und die Entstehung chronischer Schmerzzustände begünstigt. Eine zentrale Hypothese lautet dabei, dass Allgemeinanästhetika zwar die Aktivität höherer zentralnervöser Strukturen dämpfen und auf diese Weise das Bewusstsein ausschalten, nicht aber die durch Schmerzreize induzierte Aktivität im Rückenmark ausreichend unterdrücken. So plausibel diese Überlegungen auch klingen mögen: Inwieweit sie tatsächlich zutreffen ist nicht bekannt, da grundlagenorientierte Studien weitestgehend fehlen. Im Rahmen dieser Fragestellung werden die Wirkungen von Allgemeinanästhetika auf Zellverbände der Großhirnrinde und des Rückenmarks unter ex vivo-Bedingungen (Zellkulturen aus neuronalem Gewebe) charakterisiert. Hierbei steht die differentielle Analyse im Vordergrund: Reagieren kortikale und spinale Neurone unterschiedlich empfindlich auf klinisch gebräuchliche Anästhetika?

Lehre

Die Sektion Experimentelle Anästhesiologie möchte den Studenten das Fachgebiet der Anästhesiologie näher bringen. Hierzu zählt im Besonderen die Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Wirkungsweise von Therapeutika, die im Verlauf einer Anästhesie zum Einsatz kommen. Das Lehrangebot richtet sich an Studenten der Medizin, Biologie und Biochemie sowie an Studenten des interdisziplinären Studienganges "Neural and Behavioural Sciences" an der Universität Tübingen.

Publikationen und Kooperationen

Certificates and Associations

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