Akute nongenomische Effekte von Corticosteron auf die Muskarin-induzierte Bronchokonstriktion bei der Maus

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Bei der Maus reagieren die kleinen luftleitenden Atemwege auf Muskarin mit einer Kontraktion. Muskarin bindet an muskarinische Acetylcholinrezeptoren, die unter physiologischen Bedingungen auf den Bronchokonstriktor Acetylcholin (ACh) reagieren. Sie finden sich auf glatten Muskelzellen und Epithelzellen.Ebenfalls auf Epithelzellen und an der glatten Muskulatur lokalisiert sind die Organischen Kationentransporter (OCTs), die nachweislich in der Lage sind Acetylcholin über die Zellmembran zu transportieren. OCTs lassen sich durch Corticosteron hemmen, wobei das Corticosteron an den OCT bindet, aber nicht transportiert wird. Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem OCT3, für den gezeigt werden konnte, dass durch die Blockade des OCT3 mittels Corticosteron die Serotonin-induzierte Bronchokonstriktion signifikant reduziert werden konnte. OCT3 wird zudem auch als Extraneuronaler Monoamintransporter (EMT) bezeichnet, da er für die Beseitigung der Katecholamine aus dem Extrazellularraum mit zuständig ist.Weil der Atemwegswiderstand in den peripheren Atemwegen für die Pathogenese von obstruktiven Lungenerkrankungen von großer Bedeutung ist, wurde in dieser Arbeit näher untersucht, ob, und falls ja, durch welchen Mechanismus, sich die durch Muskarin induzierte Bronchokonstriktion durch Corticosteron beeinflussen lässt.Die Hypothese, dass der Einfluss des Corticosterons auf die Muskarin-induzierte Bronchokonstriktion auf die Blockade des OCT3 und einer damit verbundenen Erhöhung des Katecholaminspiegels zurückzuführen ist, da Katecholamine am beta-2-Adrenozeptoren zu einer Bronchodilatation führen, wurde über die Zugabe des Adrenozeptorantagonisten Propranolol überprüft.Zur Messung der Bronchokonstriktion kam die Methode der Videomorphometrie am Modell der vitalen Lungenschnittpräparationen (Precision-Cut Lung Slices, PCLS) zur Anwendung. An FVB-Mäusen wurde untersucht, ob Muskarin zu einer Bronchokonstriktion führt, ob diese Konstriktion durch die Zugabe von Corticosteron reduziert werden kann und ob dieser Effekt durch den beta-2-Adrenozeptorantagonisten Propranolol beeinflussbar ist.Es konnte gezeigt werden, dass Muskarin in einer Konzentration von 10 -6 M zuverlässig eine schnelle und starke initiale Kontraktion hervorrief, die über die Zeitspanne der Anwesenheit des Agonisten bestehen blieb. Das Auswaschen des Agonisten führte zu einer Dilatation der kontrahierten Bronchien, der Vorgang war demnach reversibel. Anfänglich wurde in den Versuchen ein Corticosteronpräparat verwendet, das in Ethanol gelöst vorlag. Nachdem eine eigenständige Versuchsreihe mit Ethanol einen Einfluss dieses Lösungsmittels auf die Reaktion nicht vollständig ausräumen konnte, wurde als Ersatz HBC-Komplex getestet. Hierbei wird Cyclodextrin als Lösungsvermittler für Corticosteron eingesetzt. Für Cyclodextrin konnte nachgewiesen werden, dass es keinen Einfluss auf die Reaktion nimmt. HBC-Komplex wurde somit für alle weiteren Versuche an Stelle des in Ethanol gelösten Corticosterons verwendet. Die durch Muskarin hervorgerufene Bronchokonstriktion ließ sich durch die Zugabe von Corticosteron im HBC-Komplex in einer Konzentration von 10 -4 M signifikant um 20 % reduzieren. Die Applikation von Propranolol in einer Konzentration von 10 -6 M zusätzlich zu Muskarin und Corticosteron (10 -4 M) führte zu keinem signifikanten Unterschied gegenüber der alleinigen Applikation von Muskarin und Corticosteron (10 -4 M).Die Ergebnisse zeigen, dass der akute inhibitorische Effekt von Corticosteron nicht auf die durch Serotonin hervorgerufene Bronchokonstriktion beschränkt ist, sondern sich auch auf die muskarinische Bronchokonstriktion erstreckt.Die Applikation von Propranolol führte jedoch nicht zu einer signifikanten Reduzierung des Corticosteroneffekts. Eine verlängerte Wirkphase der Katecholamine scheint demnach nicht die Ursache für den inhibitorischen Effekt des Corticosterons zu sein. Es bleibt zu prüfen, ob Corticosteron einen der beiden anderen OCTs (OCT1 und/oder OCT2) blockiert und dort eine Freisetzung von nicht-neuronalem ACh verhindert und sich daraus eine Abschwächung der Kontraktion herleitet.

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