Untersuchungen zur zentralen Rolle des Surfactant-Proteins B beim extrazellulären Surfactantmetabolismus in vitro und beim ARDS

Abstract

Die metabolische Sequenz des intra- und extrazellulären Surfactants ist weitgehend bekannt.Mittels eines von N. Gross et al. etablierten in vitro Modells war es gelungen, die Konversionvon large surfactant aggregates (LSA) zu small surfactant aggregates (SSA) unterLaborbedingungen zu reproduzieren. Die der Surfactantkonversion zu Grunde liegendenmolekularen Mechanismen und deren Konsequenz für die Surfactantzusammensetzung undSurfactantfunktion waren jedoch großteils noch unklar. Vor diesem Hintergrund wurde in dervorliegenden Arbeit ein Lavagepool von Kaninchen auf mögliche biochemische undbiophysikalische Änderungen der verschiedenen Surfactantbestandteile unter denBedingungen zyklischer Oberflächenänderungen ( in vitro Konversion) untersucht und einVergleich mit Surfactanteigenschaften von ARDS-Patienten unternommen. Die Durchführung der in vitro Konversion führte zu einem raschen, zeitabhängigen Abfall desrelativen LSA-Gehaltes, vergesellschaftet mit einem drastischen Abfall derOberflächenspannungs-reduzierenden Eigenschaften der LSA-Fraktion selbst. ÄhnlicheKorrelationen ließen sich auch für Proben von ARDS-Patienten finden. Als mögliche zuGrunde liegende Mechanismen kamen sowohl lipidchemische als auch proteinchemischeVeränderungen des Surfactants in Frage. Die im Rahmen dieser Arbeit gefundenenVeränderungen des Phospholipid-, Fettsäure- und Neutrallipidprofils unterstrichen dieAnnahme, dass wesentliche Teile der LSA-Fraktion unter den Bedingungen der in vitro Konversion in die SSA-Fraktion übertreten. Lipidchemisch konnte allerdings keine Erklärungfür den weitreichenden Funktionsverlust der LSA-Fraktion gefunden werden. Folgerichtigrückten die Surfactantproteine und hier insbesondere das Surfactantprotein B ins Zentrum desInteresses. Auch hier zeigte sich mit einem deutlichen Abfall des SP-B-Gehaltes eineAnalogie zwischen in vitro konvertierten Proben aus Kaninchen-BALF und ARDS-Patienten.Darüber hinaus ließ sich der Abfall des SP-B-Gehaltes eng mit dem Verlust des relativenLSA-Gehaltes und dem Verlust der biophysikalischen Eigenschaften der behandeltenLavagen korrelieren. Die hier vorliegenden Befunde lassen zwar keinen direkten Beweis zu,aber die vielfachen Anhaltspunkte deuten darauf hin, dass SP-B eine Schlüsselstellung bei derKontrolle des extrazellulären Surfactantmetabolismus ausübt und möglicherweise als Zieleiner proteolytischen Aktivität dienen könnte. Die hier gewonnenen Ergebnisse führen zu folgendem Fazit: Unter den Bedingungen der in vitro Konversion lässt sich der extrazelluläreSurfactantmetabolismus imitieren. An diesem Vorgang scheint das Surfactantprotein B6. Zusammenfassung 77zentral beteiligt und möglicherweise Substrat eines bislang nicht sicher identifiziertenenzymatischen Prozesses zu sein. Die Entwicklung potenter Konversions-Inhibitoren stelltunter Umständen einen neuen therapeutischen Ansatzpunkt dar, dem Konversionsvorgangund dem damit einhergehenden massiven Abfall der biophysikalischen Eigenschaftenentgegenzuwirken.