Der Einfluss von Pyruvat auf freie intrazelluläre Amino- und alpha-Ketosäuremuster sowie auf ausgewählte Immunfunktionen polymorphkerniger neutrophiler Granulozyten (PMN)
Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) stellen, aufgrund ihrer Funktionalität und ihrer hohen Zellumsatzrate, eine sehr wichtige Säule der zellulären, unspezifischen Immunabwehr des Menschen dar. Sie sind in der Lage pathogene Keime mittels Phagozytose in das Zellinnere aufzunehmen. Im Rahmen des oxidative burst produzieren die PMN zytotoxische Sauerstoffmetabolite, welche die opsonisierten Fremdstoffe zerstören. Zur Erfüllung ihrer vielseitigen Aufgaben ist die intrazelluläre Amino- und alpha-Ketosäurehomöostase von entscheidender Bedeutung für die PMN.In der vorliegenden Arbeit wurde die pathophysiologische Bedeutung von Pyruvat für die PMN untersucht. Nach Inkubation von Pyruvat in menschlichem Vollblut wurden im Anschluss die PMN aus dem Blut isoliert und die freien intrazellulären Amino- und alpha-Ketosäuren mittels Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) quantitativ analysiert. Parallel wurden wichtige granulozytäre Immunfunktionen wie die Produk- tion von Wasserstoffperoxid und Superoxidanion sowie die Aktivität der sezernierten Myeloperoxidase untersucht.Pyruvat induzierte eine sehr deutliche Konzentrationszunahme vor allem der Aminosäuren Glutamat, Glutamin und Alanin. Außerdem wurde eine starke Erhöhung der intrazellulären Konzentration der alpha-Ketosäuren alpha-Ketoglutarat und Pyruvat festgestellt. Diese Aminosäuren stellen wichtige Substrate in entscheidenden Stoffwechselwegen der PMN dar. Sie sind beteiligt an der Produktion von Zytokinen und zytotoxischen Sauerstoffmetaboliten, dienen als Bausteine für die DNA-, RNA-, Protein- und Lipidsynthese und liefern wichtige Substrate für die Energiebereitstellung. Weiterhin ließ sich nach der Inkubation mit Pyruvat eine deutliche Zunahme der Aktivität der Immunfunktionsparameter feststellen. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass man durch die Gabe von Pyruvat die immunologische Funktion der PMN positiv beeinflussen kann.Bei unterschiedlichen schweren Krankheitsbildern (z.B. Sepsis, massive Traumen, große operative Eingriffen) könnte eine Supplementation von Pyruvat im Rahmen einer immunonutritiven Therapie möglicherweise nicht korrigierbare Ernährungsdefizite ausgleichen und so positive klinische Effekte zeigen. Dazu zählen zum Beispiel kürzere Liege- und Respiratorzeiten, verminderte Mortalität, reduzierte Therapiekosten aber auch eine verbesserte Stickstoffbilanz und geringere Infektionsraten. Weitere Forschung wird hier allerdings notwendig sein, um diese vielversprechenden in vitro Ergebnisse auch im klinischen Setting zu reproduzieren.
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