Einfluss einer Calpaininhibition auf die Störung der pulmonalvaskulären Permeabilität nach intravasaler Aktivierung von Granulozyten : Experimentelle Untersuchungen am Modell der isoliert ventilierten und perfundierten Kaninchenlunge

Abstract

Ziel dieser Arbeit war, den Einfluss von Calpaininhibitoren auf die Ca2+-abhängige Protease Calpain I sowie deren Einfluss auf die Störung der pulmonalvaskulärenPermeabilität nach intravasaler Aktivierung von Granulozyten zuuntersuchen. Die hierfür operativ isolierten Kaninchenlungen wurden mit einemKrebs-Henseleit-Hydroxyäthylstärke-Puffer, bei einem Flow von 200 ml/minperfundiert und mit einer Starling-Pumpe ventiliert. Mittels einer elektronischenWägezelle wurden Veränderungen des Lungengewichtes aufgezeichnet, umdamit pulmonalvaskuläre Permeabilitätsstörungen zu erfassen. Nach Einbringeneines Pulmonaliskatheters war es möglich, Veränderungen im Lungengefäßwiderstandin Form des pulmonalarteriellen Druckes zu registrieren. DurchPercoll-Dichtegradientenzentrifugation wurden humane Granulozyten isoliert undnach einer steady-state-Phase von 15 min am Versuchsbeginn zum Zeitpunktt = 0 injiziert. Die Granulozyten waren zuvor für die Dauer von 60 min beiRaumtemperatur mit hitzeaggregiertem Immunglobulin G (IgG*) als Stimulusinkubiert worden. Pro Versuch wurden zwischen 250 und 300 106 Granulozytenappliziert. Etwa 60 min nach Injektion der vorstimulierten PMN in die pulmonale Zirkulationentwickelte sich in der nicht-inhibierten Kontrollgruppe ein Lungengewichtsanstiegals Ausdruck eines interstitiellen Lungenödems. Im Versuchsverlaufwurden aus dem Perfusat zu definierten Zeitpunkten Proben entnommen, ausdenen die Konzentration von PMN-Elastase und Histamin bestimmt wurde (Abb.3 und 4). Bei gleichbleibendem pulmonalarteriellem Druck (Abb. 2) stiegen in dernicht-inhibierten Kontrollgruppe die Werte von PMN-Elastase, Histamin undLungengewicht an (Abb. 1). Diese Zunahme des Lungengewichtes ist aufgrunddes konstanten PAP-Wertes kein Ausdruck eines erhöhten Filtrationsdruckes,sondern vielmehr auf die Freisetzung von Proteasen und deren Wirkung auf diepulmonale Strombahn zurückzuführen. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Versuchsablauf, wie er für die nichtinhibierteKontrollgruppe typisch ist, zeigte sich in den Versuchsreihen unterZugabe der Calpaininhibitoren A-705239 und A-705253 eine hochsignifikanteReduktion sowohl der Lungengewichtszunahme als auch der Elastase- undHistaminfreisetzung. Beide Calpaininhibitoren sind in der Lage, die Entwicklungeines Lungenödems stark zu verlangsamen sowie die Elastase- und Histaminfreisetzungzu reduzieren. Hieraus lassen sich Ansatzpunkte für weiterezukünftige Untersuchungen finden. Durch weitere Studien an isolierten Zellenoder Blutproben lassen sich unter Zugabe von spezifischen Elastaseinhibitorenund Calpaininhibitoren neue Erkenntnisse darüber erlangen, wie spezifisch diesedie Elastasefreisetzung blockieren, sich als Histamin-Antagonisten bewähren undwelche Effekte nur auf Calpaine zurückzuführen sind.