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Projekt
P1 - Metabolisches Profil des Lebersinusoids
Antragsteller
Professor Dr. Bruno Christ
Fachliche Zuordnung
Allgemein- und Viszeralchirurgie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436883643
Ziel der Forschergruppe “QualiPerF” ist die Entwicklung eines Modells zur Simulation der quantitativen Beziehung zwischen der Leberperfusion und metabolischer Regulation im Kontext der Leberchirurgie. Langfristig wird dieses Ziel die chirurgische Planung und die Risikoabschätzung bei komplexen Leberoperationen unterstützen.Chirurgische Eingriffe an der Leber verursachen Perfusionsstörungen, die wiederum auf die Stoffwechselleistung der Leber Einfluss haben. Die globale Leberfunktion spiegelt jedoch nicht die zelluläre Funktion wieder, da Stoffwechselwege im Leberparenchym heterogen, zonal entlang der Lebersinusoide verteilt sind. Daher setzt das Verständnis der Leberfunktion auf Organebene das Verständnis auf zellulärer Ebene voraus, um ein Modell zur Vorhersage der chirurgisch verursachten Perfusionsveränderungen und Veränderungen von Stoffwechselleistungen der Leber als Ganzes zu etablieren.Das Konzept der metabolischen Zonierung ist grundsätzlich gut dokumentiert. Jedoch sind die quantitativen Beziehungen zwischen Perfusionsänderungen und der Stoffwechselkontrolle auf sinusoidaler Ebene und ihre Wechselwirkungen bisher weitgehend unbekannt. Es ist unsere Hypothese, dass hepatozytäre Stoffwechselleistungen durch die oxidative Kapazität der Mitochondrien nach operativen Eingriffen an der Leber eingeschränkt sind. Wir vermuten, dass die Funktion der Mitochondrien durch operativ bedingte grenzwertige Perfusionseinschränkungen ausgeschöpft werden könnte und somit schließlich zur metabolischen Entgleisung des Hepatozytenstoffwechsels beiträgt.In unserem Projekt wollen wir durch Steatose oder chirurgisch induzierte Veränderungen der Leberperfusion mit Veränderungen hepatozytärer Stoffwechselleistungen im Zusammenhang mit der Funktion der Mitochondrien auf sinusoidaler Ebene in der Rattenleber als Modell korrelieren. Wir werden die zonale Verteilung und Dynamik des Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsels (CH/L) und deren Regulation durch Veränderungen der Leberperfusion quantitativ bestimmen. Weiter werden wir die zonale mitochondriale Aktivität in Abhängigkeit von perfusionsbedingten Veränderungen des CH/L untersuchen und die Rolle der Mitochondrien in der Pathogenese des post-operativen Leberversagens definieren. Schließlich werden wir quantitative Daten für die mathematische Modellierung des CH/L auf Gewebe- und Zellebene erheben. Somit stellt unser Projekt einerseits Daten für die mathematische Simulation auf Gewebe- und Zellebene in anderen Projekten der Forschergruppe zur Verfügung und trägt andererseits zur Klärung des Mechanismus der zonalen Stoffwechselregulation durch Perfusionsveränderungen im Zusammenhang mit chirurgischen Eingriffen an der Leber bei. Die wechselseitige, iterative Interaktion der Projekte der Forschergruppe wird zur Validierung der mathematischen Modelle und zur inhaltlichen Schärfung der biologischen Fragestellung beitragen, um somit Modellvorhersagen und experimentelle Strategien wechselseitig zu optimieren.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
