Ceramidreiche Makrodomänen und Leukozytentransmigration in die Leber bei Sepsis

Urban, Philipp GND

Die Sphingolipide fungieren neben ihrer Aufgabe als inerte Strukturkomponente in Zellmembranen auch als aktive Metabolite für Zellprozesse wie Proliferation, Differenzierung, Apoptose und Inflammation. Insbesondere das Ceramid und das Schlüsselenzym Sphingomyelinase (SMase) spielen entscheidende Rollen bei generalisierten Inflammationsgeschehen (SIRS) sowie bei der Sepsis. Ceramidreiche Makrodomänen in Zellmembranen vermitteln eine Vielzahl von Signalkaskaden, so auch zwischen immunkompetenten Zellen, welche die inflammatorischen Abläufe bestimmen. Die Einwanderung von Leukozyten in entzündliches Gewebe, allen voran neutrophile Granulozyten, ist ein kritischer Schritt der Immunantwort des Organismus (SIRS) gegen einen eingedrungenen Erreger und kann bei Dysregulation zum Multiorganversagen führen (MOF). Die Leukozytentransmigration in das Parenchym der Organe umfasst viele Mediatoren und Signalkaskaden zwischen Neutrophilen, Endothel- und Parenchymzellen. Welche Rolle die SMase bei diesem Prozess spielt, ist bisher nicht bekannt. Vor diesem Hintergrund sollte die Frage bearbeitet werden, in welchem Maße die SMase bzw. das Ceramid die Transmigration von neutrophilen Granulozyten in die Leber beeinflusst. Darüber hinaus sollte geklärt werden, ob die SMase Einfluss auf die leukozytäre und hepatozytäre Expression von Genen für Transmigration und Chemotaxis relevante Proteine im Rahmen einer polymikrobiellen Infektion nimmt. Zur Simulation einer polymikrobiell-induzierten systemischen Inflammation wurden Wildtyp- sowie SMase-defiziente Mäuse nach dem PCI-Modell einer intraperitonealen Faecesinjektion unterzogen. Sechs Stunden post iniectionem wurden die Lebern entnommen und histologisch aufgearbeitet. Nach Esterasefärbung wurden die transmigrierten, intraparenchymalen neutrophilen Granulozyten unter dem Mikroskop quantitativ ausgewertet. Die Analyse der Genexpression wurde mittels quantitativer Real-Time-PCR von muriner Leber- sowie leukozytärer cDNA durchgeführt. Die histologische Auswertung zeigte sechs Stunden nach PCI eine verstärkte Leukozytentransmigration in die Leber der Wildtyptiere verglichen mit den SMase-depletierten Tieren. Folglich ist zu vermuten, dass durch die SMase generiertes Ceramid durch die Bildung von ceramidreichen Membrandomänen die biophysikalischen Membraneigenschaften so modifiziert, dass Signaltransduktionsvorgänge, welche die Transmigration vermitteln, amplifiziert werden. Außerdem scheint eine Ceramid-vermittelte Schädigung der Endothel- und Parenchymzellen einen chemotaktischen Gradienten zu erzeugen. Die Betrachtung der leukozytären Genexpression ergab signifikante Unterschiede zwischen Wildtyp- und SMase-defizienten Organismen. Hierbei nimmt die SMase Einfluss auf verschiedene Gene für Proteine der Leukozyten-Endothelzell-Adhäsion, Chemotaxis, Phagozytose und Transkription. Darüber hinaus schien die SMase-Defizienz eine erhöhte Bakterienlast in der Leber sowie eine verstärkte Bakteriämie zu bewirken.

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Urban, Philipp: Ceramidreiche Makrodomänen und Leukozytentransmigration in die Leber bei Sepsis. 2013.

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