Opioidrezeptoren auf neutrophilen Granulozyten : physiologische und pathophysiologische Regulationsprozesse

Abstract

In vorangegangenen Studien wurde nachgewiesen, dass auch auf Immunozyten diedrei klassischen Opioidrezeptoren (my, delta and kappa) exprimiert werden. Im Rahmen vonEntzündungsprozessen produzieren und sezernieren Granulozyten endogeneOpioidpeptide, die über periphere Nervenafferenzen eine Schmerzregulierungbewirken. In unserer Studie wollten wir die Wirkung von St.aureus und zweipotenten Immunstimuli (LPS und TNF-alpha) auf das Expressionsverhalten der OR aufGranulozyten untersuchen.Dazu wurde Vollblut von 12 gesunden Probanden für 15, 30 und 60 Minuten sowiefür 3 und 6 Stunden mit St.aureus inkubiert sowie für 3, 6, 12 und 24 Stunden mitLPS oder TNF-alpha. In weiteren Untersuchungen wurde das Expressionsmuster derverschiedenen OR auf Granulozyten von septischen und mit Fentanyl oderKetamin analgesierten Intensivpatienten gemessen.In in-vitro Versuchen mit St.aureus konnte eine signifikante Zunahme der vermehrtOR exprimierenden Granulozyten bereits nach 15 Minuten für alle drei ORSubtypenbeobachtet werden. TNF-alpha aktivierte nach einer Inkubationszeit von 6Stunden und LPS nach 12-stündiger Inkubation die OR-Expression aufGranulozyten. Die Auswertung der OR-Expression bei Intensivpatienten wies einehohe Streubreite der Messwerte auf, so dass signifikante Unterschiede nichtnachgewiesen werden konnten. Ursache hierfür ist vermutlich das Vorhandenseinverschiedener Einfluss- und Störfaktoren wie Grund- und Begleiterkrankungen,zusätzliche Medikation und individueller Immunstatus.Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Entzündungsmediatoren und -induktorendie OR-Expression auf Granulozyten beeinflussen. Die unmittelbar einsetzendeWirkung von St.aureus (15 Minuten) steht im Gegensatz zu zeitlich verzögertauftretenden LPS- und TNF-alpha-Effekten und lässt auf unterschiedlicheWirkungsmechanismen schließen. Es kann vermutet werden, dass St.aureusüberwiegend über eine Freisetzung von Rezeptoren aus intrazellulären Pools dieErhöhung der Rezeptoren bewirkt, während LPS und TNF-alpha über die Aktivierungdes Transkriptionsfaktors NF-kappaB eine de-novo-Synthese der Rezeptoren induziert.Zur Überprüfung dieser Hypothese sind jedoch weitere Untersuchungenerforderlich. Previous studies have shown that immunocytes express the three classical opioidreceptors (my, delta and kappa). During inflammation granulocytes produce and releaseendogenous opioid peptides, which affect pain control by binding on peripheralnerves. In this study we demonstrate the effect of St.aureus, and two major immunestimuli (LPS and TNF- alpha) on the expression of opioid receptors on granulocytes.Whole blood from 12 healthy volunteers was incubated for 15, 30 and 60 minutesas well as for 3 and 6 hours with St.aureus, for 3, 6, 12 and 24 hours with LPS orTNF- alpha. In further experiments we investigated the expression of the differentopioid receptors on granulocytes from septic intensive care unit patients receivingeither fentanyl or ketamine analgesia.Our results show a significant increase of activated granulocytes by stimulationwith St.aureus after 15 minutes for all three opioid receptors. TNF-alpha increased theexpression of opioid receptors on granulocytes after 6 hours and LPS after 12 hoursof incubation. Opioid receptor expression varied considerably between septicpatients, so that a significant difference between ketamine and fentanyl analgesiacould not be demonstrated. These patients differed in their underlying disease, theiradditional medication and their individual immune status.Our study demonstrates that mediators and inductors of inflammation influenceopioid receptor expression on granulocytes. The immediate response to incubationwith St.aureus (15 minutes) is in contrast to the late effects of LPS and TNF- alpha.The existence of two different pathways could explain this observation: St.aureusmight possibly releases opioid receptors from a preformed pool, while LPS andTNF- alpha might activate the de-novo-synthesis of opioid receptors via transcriptionfactor NF-kppaB. Further experiments such as molecular biology studies are needed toinvestigate this hypothesis.