Findings

Nach einer Verletzung peripherer Nerven wird ein sequentielles Muster von axonaler Degeneration und Myelinabbau, gefolgt von einer schnellen Regeneration, eingeleitet. Der Entzündungsprozess und seine Mediatoren sind an der Regulierung sowohl des axonalen Degenerations- als auch des Regenerationsprozesses nach einer Verletzung beteiligt. Einer der Entzündungsmediatoren, der bei diesen Prozessen eine wichtige Rolle spielen könnte, ist das Enzym Cyclooxygenase-2 (COX-2), das neben anderen entzündungsfördernden Effekten für die Umwandlung von Arachidonsäure aus der Zellmembran in Prostaglandine verantwortlich ist.

COX-2 wird hochreguliert und die Prostaglandinproduktion in Makrophagen und Schwann-Zellen nach verschiedenen Arten von peripheren Nervenverletzungen erhöht. Studien über die Hochregulierung von COX-2 während der axonalen Regeneration haben sich hauptsächlich auf seine Beteiligung an der Induktion von neuropathischen Schmerzen konzentriert, anstatt auf den Regenerationsprozess selbst . Die Tatsache, dass COX-2 nach einer Nervenverletzung so stark hochreguliert wird und auch in der Lage ist, Entzündungsmediatoren wie pro-inflammatorische Zytokine zu modulieren, deutet jedoch darauf hin, dass dieses Enzym auch bei der Entwicklung der Nervenregeneration eine wichtige Rolle spielt.

Celecoxib (CLX) ist ein selektiver COX-2-Hemmer mit starken entzündungshemmenden und analgetischen Eigenschaften. CLX hat neuroprotektive Eigenschaften in Modellen der zerebralen Ischämie und der experimentellen entzündlichen Neuritis gezeigt. Die Verwendung von CLX hat sich auch als wirksam bei der Verringerung neuropathischer Schmerzen nach peripheren Nervenverletzungen bei Ratten erwiesen. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurde festgestellt, dass Acetylsalicylsäure, ein nicht-selektiver COX-Hemmer, die funktionelle Erholung nach einer Nervenquetschung bei der Ratte beschleunigen kann, obwohl man davon ausgeht, dass andere Wirkmechanismen beteiligt sind. Die Auswirkungen von CLX auf die funktionelle Erholung nach einer Verletzung des peripheren Nervs wurden jedoch unseres Wissens bisher nicht untersucht. In dieser Studie untersuchten wir die Auswirkungen von CLX auf die funktionelle Erholung nach einer Verletzung des peripheren Nervs anhand eines Modells zur Quetschung des Ischiasnervs der Ratte.

Die Behandlung der Tiere erfolgte in Übereinstimmung mit der ordnungsgemäßen Verwendung und Pflege von Labortieren. In dieser Studie wurden 15 männliche Wistar-Ratten (250-300 g) verwendet. Die Tiere wurden in einem temperaturgeregelten Raum mit einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus gehalten und hatten ad libitum Zugang zu Futter und Wasser.

Die Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip in 3 verschiedene Gruppen eingeteilt: Versuchsgruppe (n = 5), Kontrollgruppe (n = 5) und Scheingruppe (n = 5). In den Experimental- und Kontrollgruppen wurde die einseitige Ischiasnervenquetschung wie folgt durchgeführt: Nach Betäubung mit Pentobarbital (Anestesal, Pfizer Inc., Mexiko) (50 mg/kg ip) wird ein kleiner Einschnitt in der oberen Taille vorgenommen und die Muskeln werden getrennt, um den Ischiasnerv freizulegen. Der Nerv wird dann mit einer 1 mm breiten, nicht gezackten hämostatischen Klemme mit einer standardisierten Kraft auf halber Höhe für 30 Sekunden gequetscht. In der Scheingruppe wurde der Ischiasnerv freigelegt, aber nicht gequetscht. Anschließend werden Muskel und Haut getrennt vernäht, und die Tiere werden zur Erholung in Einzelkäfigen gelassen. Diese Quetschverletzung kann als Modell der Axonotmese verwendet werden, um die Wiederherstellung der Nervenfunktion zu untersuchen.

Die Tiere der Versuchsgruppe erhielten CLX (Celebrex®, Pfizer Inc, Mexiko) (10 mg/kg ip) unmittelbar vor und täglich für 7 Tage nach der Verletzung. Die Kontrollgruppe erhielt zu den gleichen Zeitpunkten normale Kochsalzlösung.

Die Bewertung des Ischias-Funktionsindex (SFI), einer zuverlässigen Beurteilung der Nervenerholung, wurde bei allen Tieren an Tag 0 (vor der Operation) und an den Tagen 1, 7, 14 und 21 nach der Operation durchgeführt. Die Hinterfüße der Ratten wurden mit wasserlöslicher schwarzer Tinte markiert, und dann durften die Tiere frei über einen 12 cm breiten und 50 cm langen, begrenzten Gang laufen, wobei sie ihre Fußabdrücke auf einem weißen Stück Papier hinterließen, das den Boden des Ganges bedeckte. Der Abstand von der Ferse bis zur Spitze der dritten Zehe sowie die Zehenspreizung und die Zwischenzehenspreizung, definiert als der Abstand zwischen der ersten und fünften bzw. zwischen der zweiten und vierten Zehe, wurden auf 0,5 mm genau gemessen. Es wurden sowohl normale als auch verletzte Gliedmaßen untersucht. Wir haben 3 Fußabdrücke pro Gliedmaße und Tier gemessen und dann die Werte gemittelt, um den SFI für jedes Tier anhand einer an anderer Stelle beschriebenen Formel zu berechnen. Ein SFI von annähernd 100 weist auf eine schwere Beeinträchtigung hin, während ein SFI von annähernd 0 als normal gilt.

Die funktionelle Erholung wurde ebenfalls untersucht, indem der Tag des Beginns der Motorik und des Gehens bei allen Tieren registriert wurde, wie von Gold et al. beschrieben. Zwei verblindete Beobachter untersuchen täglich die Genesung und registrieren die Anzahl der Tage, die jedes Tier benötigt, um den Fuß aufzurichten und die Zehen zu bewegen (Beginn der Motorik) und um mit dem Fuß und den Zehen der verletzten Hintergliedmaße zu gehen (Beginn des Gehens). Die Werte werden dann gemittelt, um den Mittelwert für jede Gruppe zu berechnen und zu vergleichen.

Die Veränderungen des SFI im Laufe der Zeit wurden zwischen den Gruppen mit Hilfe einer 2-Wege Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA) verglichen. Wenn die ANOVA signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen ergab, wurde ein Tukey-Post-Hoc-Test durchgeführt, um den Ort des Unterschieds zu ermitteln. Die einseitige ANOVA wurde verwendet, um den Beginn der Motorik und des Gehens zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe zu vergleichen. Die Daten wurden mit der Statistiksoftware SPSS 11.0 (SPSS Inc. Software, Chicago, Illinois, USA) analysiert, und alle Werte wurden als Mittelwert +/- SD ausgedrückt, wobei P < 0,05 als statistisch signifikant angesehen wurde.

Vor der Operation hatten alle Tiere SFI-Werte nahe 0 (normal) und unmittelbar nach der Nervenquetschung Werte über 90 (stark beeinträchtigt), wobei es keinen statistischen Unterschied zwischen den Gruppen gab. Danach, ab Tag 1 und bis zum letzten Tag der Studie, zeigten die Ratten der Versuchsgruppe eine signifikant schnellere Erholung im Vergleich zur Kontrollgruppe (P = 0,02, ANOVA mit wiederholten Messungen zwischen den Probanden), wobei Post-hoc-Tests einen signifikanten Unterschied an Tag 7 zeigten (80.2 +/- 6,3 vs. 66 +/- 12,1; P = 0,04). Der Beginn des motorischen und gehenden Tages wurde bei den Ratten der Experimentalgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe früher erreicht, wobei nur der motorische Beginn statistisch signifikant war (11,4 +/- 1,1 vs. 13,6 +/- 1,8). Die Sham-Gruppe hatte während der gesamten Studie normale SFI-Werte (Tabelle (Tabelle11).

Unsere Ergebnisse zeigen, dass CLX die funktionelle Erholung nach einer Ischiasnervenquetschung bei der Ratte beschleunigen kann. Die geringe Stichprobengröße und die große SD sind jedoch statistische Schwächen unserer Studie, und das Fehlen histologischer oder elektrophysiologischer Beweise verhindert, dass wir zu dem Schluss kommen, dass CLX ähnliche Auswirkungen auf die axonale Regeneration hat. Es hat sich gezeigt, dass COX-2 die Neuroinflammation bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen moduliert, und proinflammatorische Zytokine werden mit der Orchestrierung des Entzündungsprozesses in Verbindung gebracht, der zur Degeneration und Regeneration nach Nervenverletzungen führt. Eines dieser Zytokine, der Tumornekrosefaktor alpha (TNF-alpha), induziert bekanntermaßen die Aktivierung des Nuklearfaktors kappab (NF-kappab), eines Transkriptionsfaktors, der die Produktion weiterer proinflammatorischer Zytokine in Entzündungszellen fördert. Jüngste Erkenntnisse haben gezeigt, dass CLX die TNF-alpha-abhängige Aktivierung von NF-kappaB hemmen kann, was zu einer starken entzündungshemmenden Wirkung führt. Makrophagen und Schwann-Zellen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der axonalen Degeneration und Regeneration in verletzten peripheren Nerven, und COX-2 wird in diesen beiden Zellen während einer Entzündung des peripheren Nervs hochreguliert. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass eine COX-2-Hemmung die neurotoxische Aktivität von Makrophagen und Gliazellen in Neuronen in vitro hemmt. Ob eine dieser Wirkungen der Mechanismus ist, der für die Ergebnisse unserer Studie verantwortlich ist, bedarf weiterer Untersuchungen. Dennoch deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass CLX den Verlauf der funktionellen Erholung nach einer peripheren Nervenverletzung positiv beeinflussen kann.