University of Oulu

Thrombomodulin and catecholamines as post-mortem indicators of hypothermia

Saved in:
Author: Pakanen, Lasse1,2,3
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Medicine
3Medical Research Center Oulu
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.1 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526208251
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2015
Publish Date: 2015-06-02
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F202, Faculty of Medicine (Aapistie 5 B), on 12 June 2015, at 12 noon
Tutor: Docent Katja Porvari
Professor Marja-Leena Kortelainen
Reviewer: Professor Philippe Lunetta
Doctor Sirkka Goebeler
Opponent: Professor Erkki Vuori
Description:

Abstract

Hypothermia deaths pose a difficult challenge from the medico-legal point of view because no specific traces are left on the cadaver to be examined post-mortem. The concentrations of urinary catecholamines, adrenaline and noradrenaline increase in various stressful situations including cold stress, and high levels have been considered to be suggestive of lethal hypothermia. There is, however, a need for a better hypothermia indicator. A potential candidate could be thrombomodulin (TM), an endothelially expressed protein whose plasma concentration has been shown to elevate in response to hypothermia.

TM and catecholamine levels were studied in short-term cold exposure (human subjects, n = 7), in mild and severe hypothermia with or without rewarming (rats, n = 96) and in hypothermia deaths compared with deaths from cardiovascular diseases, traumas and other causes (autopsy cases, total n = 552).

Myocardial thrombomodulin transcript expression was increased in severely hypothermic rats, but was lower in hypothermia deaths than in other causes. The circulating TM level was transiently reduced in severe hypothermia. The myocardial and urinary TM protein levels were reduced in lethal hypothermia compared with other causes of death. TM and catecholamine levels correlated significantly in blood and urine both in living subjects and post-mortem examination. In severely hypothermic rats, there was an inverse relationship between plasma adrenaline concentration and myocardial thrombomodulin transcript level.

The results suggest that TM expression and secretion are altered by hypothermia, possibly linked to the actions of catecholamines. Analysing the post-mortem catecholamine and TM levels provides evidence of ante-mortem cold stress in suspected hypothermia deaths. Further studies should be conducted in order to reveal the exact mechanisms behind the regulation of TM on cell level.

see all

Tiivistelmä

Paleltumiskuolemat ovat oikeuslääketieteellisesti haastavia, koska vainajaan ei jää paleltumiseen viittaavia yksiselitteisiä löydöksiä. Virtsan katekoliamiinien, adrenaliinin ja noradrenaliinin, pitoisuudet kasvavat stressitilanteissa kuten kylmäaltistuksessa. Korkeita pitoisuuksia on pidetty paleltumiseen viittaavana tekijänä. Paremmalle paleltumista osoittavalle merkkiaineelle on kuitenkin selkeä tarve. Eräs mahdollinen merkkiaine voisi olla trombomoduliini (TM), joka on endoteelisolujen tuottama proteiini. Sen plasmapitoisuuden on aiemmin osoitettu nousevan alilämpöisyystilassa.

TM- ja katekoliamiinitasoja tutkittiin lyhyessä kylmäaltistuksessa (koehenkilöt, n = 7) sekä lievässä ja vaikeassa alilämpöisyystilassa joko lämmityksen jälkeen tai ilman lämmitystä (rotat, n = 96). Lisäksi verrattiin paleltumisen, sydän- ja verisuonitautien, vammojen sekä muiden syiden aiheuttamia kuolemia (ruumiinavausaineisto, n = 552).

Sydänlihaksen trombomoduliini-transkriptin taso oli kohonnut vaikeasti alilämpöisillä rotilla, mutta se oli matalampi paleltumiskuolemissa kuin muissa kuolemissa. Veren TM-taso oli hetkellisesti alentunut vaikeassa alilämpöisyystilassa. Sydänlihaksen ja virtsan TM-proteiinipitoisuudet olivat matalampia paleltumiskuolemissa kuin muissa kuolemansyissä. TM- ja katekoliamiinitasot korreloivat merkittävästi veressä ja virtsassa sekä koehenkilöillä ja -eläimillä että vainaja-aineistossa. Vaikeasti alilämpöisillä rotilla todettiin käänteinen suhde plasman adrenaliinipitoisuuden ja sydänlihaksen trombomoduliini-transkriptitason välillä.

Tulosten perusteella alilämpöisyystila muuttaa TM:n ekspressiota ja erittymistä, mikä voi liittyä katekoliamiinien vaikutuksiin. Kuolemanjälkeisten TM- ja katekoliamiinitasojen määritys tuo lisänäyttöä kuolemaa edeltäneestä kylmävaikutuksesta epäiltäessä paleltumiskuolemaa. Lisätutkimuksia tarvitaan TM:n solutason säätelymekanismien selvittämiseksi.

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-0825-1
ISBN Print: 978-952-62-0824-4
Issue: 1300
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.