Hyperbarer Sauerstoff

Modifikation der Sauerstoff-Überdrucktherapie
AGA-HBO-Award für Prof. Speit

Prof. Dr. Günter Speit, Dr. Claudia Dennog und Dipl.-Biol. Andreas Rothfuß (alle Abteilung Humangenetik der Universität Ulm, Leiter Prof. Dr. Walther Vogel) sind mit dem AGA-HBO-Award 2000 für ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Wirkung von hyperbarem Sauerstoff (HBO) und ihren Beitrag zum Verständnis der Hyperbaren Sauerstofftherapie (Sauerstoff-Überdrucktherapie) ausgezeichnet worden. Der AGA-HBO-Award ist mit 5.000,- DM dotiert. Er wird jährlich von der AGA Gas GmbH & Co. KG und dem Verband Deutscher Druckkammerzentren e.V. vergeben.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Speit beforscht seit mehreren Jahren genetische Effekte in Zellen, die verstärkt der Einwirkung von Sauerstoff ausgesetzt sind. Dabei hat sich die HBO-Therapie als besonders geeignetes Modell erwiesen. Sauerstoff ist für Zellen einerseits lebensnotwendig, kann jedoch in aktivierter Form (Sauerstoffradikale) zu Zellschäden führen. Die HBO-Therapie ist eine medizinische Behandlung, bei der die Patienten in einer Überdruck-Kammer für kurze Zeit reinen Sauerstoff atmen, wodurch es zur Erhöhung des Gehalts an physikalisch gelöstem Sauerstoff in den Geweben kommt. Die Therapie wird bei verschiedenen Indikationen, zum Beispiel bei Luft/Gas-Embolie, Kohlenmonoxidvergiftung, akuter traumatischer Ischämie u.a. eingesetzt. In der Regel erfolgen die Behandlungen täglich. Sie erstrecken sich über unterschiedliche lange Zeiträume.

Prof. Speit und seine Mitarbeiter haben einerseits Blutzellen von Probanden nach HBO untersucht (in Kooperation mit Dr. Günther Frey und PD Dr. Lorenz Lampl von der Abteilung Anästhesie am Bundeswehrkrankenhaus Ulm) und andererseits Zellkulturexperimente in einer experimentellen Überdruckkammer der Sektion Anästhesiologische Pathophysiologie und Verfahrensentwicklung (in Kooperation mit Prof. Dr. Peter Radermacher) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten zunächst, dass HBO zu Schäden an der DNA führen kann, die mit einem empfindlichen Test (Einzelzellgelelektrophorese oder Comet Assay) nachgewiesen wurden. In weiteren Untersuchungen stellte sich heraus, dass diese Schäden beim Menschen unter therapeutischen Bedingungen von den Zellen repariert werden können und sich wahrscheinlich nicht als Mutationen (vererbbare Veränderungen) manifestieren. Die biologische Bedeutung der gefundenen DNA-Veränderungen ist noch unklar. Sie sind jedoch als unerwünschte Nebenwirkung der HBO-Behandlung anzusehen.

Interessanterweise führt die HBO gleichzeitig auch zu einer Induktion von zellulären Schutzmechanismen, die die Zellen (bzw. den Organismus) vor weiteren Sauerstoff-bedingten Schäden schützen. Durch molekulargenetische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass die Aktivierung des Gens für das Enzym Hämoxygenase-1 dabei eine zentrale Rolle spielt (in Kooperation mit Prof. Dr. Bernd Kaina, Universität Mainz). Da diese Aktivierung der Schutzfunktion schon nach sehr kurzer HBO-Behandlung auftritt, die selbst keine nachweisbaren DNA-Veränderungen zur Folge hat, ist von der Arbeitsgruppe eine Modifikation des Standardprotokolls der HBO-Therapie vorgeschlagen worden: Wird beim ersten Mal eine verkürzte Behandlung durchgeführt und ab dem zweiten Tag das Standardprotokoll angewendet, können die zellulären Schutzfunktionen aufgebaut und die Induktion von DNA-Schäden vermieden werden. Die Arbeiten wurden im Rahmen des Projekts »Umwelt und Gesundheit« am Forschungszentrum Karlsruhe mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg finanziell unterstützt.