Die Zusammensetzung der Zytokine in humanen Perikardergüssen : Untersuchungen an gepoolter und erkrankungsgruppenspezifischer Perikardflüssigkeit

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob Perikardflüssigkeit eine Wirkungauf Myozyten ausübt. Dazu wurde Perikardflüssigkeit verschiedener Patientengepoolt und mittels Salzpräzipitation und HPLC aufgetrennt. Die hierdurchentstandenen Fraktionen wurden auf kultivierte neonatale Rattenmyozytengegeben. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Perikardflüssigkeit Faktorenenthält, die die Hypertrophie, die Überlebensdauer und die Kontraktilität derMyozyten positiv beeinträchtigen. Mit Hilfe der durch die Salzpräzipitation entstandenen Fraktionen konnte gezeigtwerden, dass es in der Perikardflüssigkeit verschiedene Faktoren für das Längen- undDickenwachstum der Myozyten gibt. Der Faktor für das Dickenwachstum istim Vergleich zu dem für das Längenwachtum eher klein und hydrophil, denn erbefindet sich im Überstand der 60 %igen Salzlösung. Der Faktor für dasLängenwachstum hingegen befindet sich im Präzipitat der 60%igen Salzlösung undist eher gross und lipophil. Die Auftrennung der Perikardflüssigkeit mit Hilfe der HPLC erlaubte zwar keineAussage über die Faktoren fur Dicken- und Längenwachstum, zeigte aber, dass einesehr stark heparinbindende (d.h. lipophile) Fraktion der Perikardflüssigkeit, diemit Hilfe einer Herparinsäule ermittelt wurde, den gleichen Effekt, wie diePerikardflüssigkeit selbst auf die Myozyten hat. Die Auftrennung dieser aktivenheparinbindenden Fraktion mit Hilfe der HPLC über eine Anionen-Kationenaustauschersäule bei verschiedenen pH-Werten zeigte, dass diese Fraktionin zwei aktive Unterfraktionen aufgeteilt werden kann, die bei pH 6,5 getrennt,einmal an der Anode und einmal an der Kathode binden, während sie bei pH 5,5noch gemeinsam an der Kathode binden. Kontraktion fand bei beiden Versuchennicht statt. Aus diesen vorläufigen Versuchen lässt sich also deutlich schliesen, dass diePerikardflüssigkeit aktive Faktoren enthalt, die eine direkte und differenzierteWirkung auf die Myozyten ausüben. Der zweite Versuchsansatz befasste sich speziell mit den Zytokinen in derPerikardflüssigkeit und deren spezifischer Zusammensetzung bei verschiedenenUrsachen des Herzleidens. Diese Arbeit zeigt, dass in der Perikardflüssigkeit die Zytokine IL-1alpha, IL-1beta, IL-6,IL-10, TNF-alpha, MCP-1, TGF-ß1 und Endothelin-1 vorhanden sind, während IL-4,IL-13 und GM-CSF nicht nachweisbar sind. Für die Hypertrophie induzierenden Zytokine Endothelin-1 und IL-1ß konnte einZusammenhang mit den zugrundeliegenden Krankheiten gezeigt werden. IhreKonzentrationen waren in der Gruppe der Herzinsuffizienten am geringsten und inder Gruppe der Herzklappenpatienten am höchsten. Dies steht vermutlich inZusammenhang mit der kompensatorischen Hypertrophie und der Dekompensationbei fortgeschrittener Herzinsuffizienz. Die untersuchten angiogeneseinduzierenden Faktoren waren in allen Proben imVergleich zu den anderen Zytokinen in einer bis zu tausendfach höherenKonzentration vorhanden. Dies belegt die Bedeutung der Angiogenese bei allenHerzleiden unabhängig von der Ursache der Erkrankung. Die dritte Gruppe umfasst die pro- und antiinflammatorischen Zytokine. Zu denuntersuchten proinflammatorischen Zytokinen zählen vor allem IL-1alpha und -ß, IL-6und TNF-alpha. Die Gruppe der antiinflammatorischen Zytokine umfasst IL-10 undTGF-ß1. Für diese Zytokine konnte kein signifikanter Unterschied in denPatientengruppen festgestellt werden. Dies stutzt die Hypothese einergemeinsamen Endstrecke der inflammatorischen Geschehnisse am Myokardunabhängig von der Ursache des Herzleidens. Die Schwankungen in derZusammensetzung der Zytokine in der Perikardflüssigkeit mussen daher anderenUrsachen als den auslösenden Erkrankungen unterliegen. Wenn also die Perikardflüssigkeit auch nicht auf die Weise, wie wir es unsvorgestellt haben, die Geschehnisse im Myokard krankheitsspezifischwiderspiegelt, so hat sie doch eine direkte Wirkung auf die Kardiomyozyten undliefert in Bezug auf Hypertrophie und Kompensation/Dekompensation wichtigeHinweise fur die Bewertung der momentanen Myokardsituation. DieHerausforderung in folgenden Forschungsarbeiten wird sein, die weiterenZusammenhänge, die zur spezifischen Zusammensetzung der Zytokine in derPerikardflüssigkeit einzelner Patienten führen, zu klären.