ATP ist nicht nur eine wichtige Energiequelle für Zellen, sondern extrazellulär auch ein wichtiger Mediator von unterschiedlichen Effekten. Es wird unter verschiedenen (patho)physiologischen Bedingungen freigesetzt und rasch durch Ektonukleotidasen in seine Metabolite abgebaut. Adeninnukleotide besitzen häufig antagonistische Wirkungsweisen, beispielsweise auf die Regulation des Gefäßtonus oder der Thrombozytenaggregation. Sie beeinflussen auch die endotheliale Schrankenfunktion und spielen somit bei der Entstehung von lokalen Ödemen oder einem systemischen capillary leakage syndrome eine Rolle. Die Wirkung der extrazellulären Adeninnukleotide wird über Purin- und Adenosin-rezeptoren vermittelt. ATP bewirkt eine Stabilisierung der endothelialen Barriere. Eine Dephosphorylierung von MLC konnte als Ursache identifiziert werden. Doch schien ATP noch nicht in der Lage zu sein, die endotheliale Schranke dauerhaft zu stabilisieren. In dieser Studie wurde in vitro und in vivo untersucht, ob ATP die Barrierefunktion von Endothelzellen langfristig stabilisieren kann und die Erhöhung der Permeabilität durch ATP-Metabolite hervorgerufen wird.Die endotheliale Permeabilität wurde in vitro mit kultivierten koronaren mikro-vaskulären Rattenendothelzellen in einem Zweikammersytem untersucht und mit immunhistochemischen Methoden VE-Cadherin bestimmt. In vivo wurden Permeabilitätsveränderungen für FITC-markiertes Albumin in Rattenmesenterial-gefäßen bestimmt. Zudem wurde die Veränderung des Wassergehaltes von Rattenherzen gemessen. ATP führte alleine in vitro und in vivo zu einer biphasischen Veränderung mit einer Verringerung der Permeabilität zu Beginn und mit einer Erhöhung dieser am Ende der Versuchsdauer. Wurden die Adenosin-Rezeptoren mit dem nicht selektiven Adenosin-Rezeptor-Antagonisten 8-PT blockiert, konnte ATP die endotheliale Schranke längerfristig stabilisieren. Die ATP-Metabolite ADP, AMP und Adenosin sowie das Adenosin-Analogon NECA bewirkten in den Endothel-zellmonolayern einen Permeabilitätsanstieg. Dieser wurde mit 8-PT signifikant in Versuchsreihen mit Adenosin und NECA supprimiert. Immunhistochemisch konnte gezeigt werden, dass ATP initial die interendotheliale Adhäsionsstruktur stabilisiert und seine Abbauprodukte diese stören. In vivo kam es unter Adenosin ebenfalls zu einer Destabilisierung der endothelialen Schranke. 8-PT verringerte hier ebenfalls den Permeabiltätsanstieg. Ein beschleunigter Metabolismus von ATP in vitro und in vivo durch die lösliche Ektonukleotidase Apyrase induzierte einen Anstieg der Permeabilität. ATP verringerte tendenziell den Wassergehalt in Rattenherzen. Eine Zunahme des Wassergehaltes durch Adenosin konnte mit 8-PT signifikant verhindert werden. Eine Aktivierung von Adenosin-Rezeptoren durch ATP-Metabolite destabilisiert die endotheliale Barriere. Werden diese erfolgreich blockiert, so kann ATP langfristig die Schrankenfunktion schützen. Das Verständnis dieser antagonistischen Wirkungsweise könnte in Zukunft dazu beitragen, vor einem capillary leakage syndrome schützen.
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