Universität zu Köln

Michno, Manuel ORCID: 0000-0002-3444-3147 (2025). Effekt von akuter Hypoxie auf die Perfusion und Verfügbarkeit des A1-Adenosinrezeptors im menschlichen Gehirn (AdenOx). PhD thesis, Universität zu Köln.

PDF Dissertation_MM_final_update_02.pdf - Accepted Version Download (2MB)

Abstract

Einleitung: In tierexperimentellen Studien wurde beobachtet, dass der inhibitorische Neuromodulator Adenosin während Hypoxie in den interstitiellen Raum des Gehirns freigesetzt wird. Die Aktivierung des A1-Adenosinrezeptors (A1AR) durch Adenosin schützt das Gehirn vor Sauerstoffmangel und Überlastung, indem zerebraler Blutfluss, Stoffwechsel und elektrische Aktivität angepasst werden. Methoden: Mithilfe von 8-Cyclopentyl-3-(3-[18F]Fluorpropyl)-1-propylxanthin ([18F]CPFPX), einem selektiven PET-Tracer für den A1AR, wurde die Hypothese getestet, dass eine durch Hypoxie induzierte Adenosinfreisetzung die Verfügbarkeit von A1AR im menschlichen Gehirn reduziert. Zusätzlich wurde untersucht, ob diese Reaktion mit Veränderungen der zerebralen Perfusion und der psychomotorischen Wachsamkeit assoziiert ist. Zehn gesunde Probandinnen und Probanden nahmen an einem 110-minütigen PET/MRT-Hybridexperiment teil, wovon 30 Minuten bei normobarer Hypoxie mit einer peripheren Sauerstoffsättigung (SpO2) zwischen 70 % und 75 % absolviert wurden. Die Perfusion des Gehirns wurde mittels Arterial Spin Labeling (ASL) in hoher zeitlicher Auflösung gemessen. Alle 10 Minuten wurde ein 3-minütiger Reaktionstest zur psychomotorischen Wachsamkeit durchgeführt. Herzfrequenz, Atemfrequenz und periphere Sauerstoffsättigung wurden kontinuierlich überwacht. Ergebnisse: Akute normobare Hypoxie führte in allen sieben untersuchten Gehirnregionen zu einer signifikanten Reduktion der A1AR-Verfügbarkeit (z.B. Frontallappen: 13,5 %; P = 0,0144), während die Perfusion der grauen Substanz signifikant anstieg (z.B. Frontallappen: 42,5 %; P = 0,0007). Die Herzfrequenz erhöhte sich signifikant um 19 % (P = 0,0039) und die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit verringerte sich signifikant um 4,3 % (P = 0,0021). Schlussfolgerung: Nach unserem Wissen zeigt diese Studie erstmals beim Menschen, dass akute Hypoxie, entsprechend einem Sauerstoffpartialdruck auf einer mittleren Höhe von etwa 5.500 m, die A1AR-Verfügbarkeit im Gehirn reduziert. Dieses Ergebnis unterstützt die 7 Hypothese, dass durch Hypoxie induzierte Adenosinfreisetzung zu einer erhöhten Belegung des A1AR führt. This research was originally published in JNM. Michno M, Schmitz J, Foerges AL, Beer S, Jordan J, Neumaier B, Drzezga A, Aeschbach D, Bauer A, Tank J, Weis H, Elmenhorst EM, Elmenhorst D. Effect of Acute Hypoxia Exposure on the Availability of A₁ Adenosine Receptors and Perfusion in the Human Brain. J Nucl Med. 2025;66(1):142–149. © by the Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Inc. https://jnm.snmjournals.org/content/66/1/142.long

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Effect of Acute Hypoxia Exposure on the Availability of A1 Adenosine Receptors and Perfusion in the Human Brain English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Michno, Manuel manuelmichno@gmx.de orcid.org/0000-0002-3444-3147 UNSPECIFIED
Corporate Creators:	Forschungszentrum Jülich
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-786549
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Central Institutions / Interdisciplinary Research Centers
Divisions:	Außeruniversitäre Forschungseinrichtungen > Forschungszentrum Jülich
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Hypoxie, Adenosin, ASL, CPFPX, A1 Adenosinrezeptor German
Date of oral exam:	9 May 2025
Referee:	Name Academic Title Elmenhorst, David Professor Dr. med. Wevers, Andrea Privatdozentin Dr. rer. nat.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78654