Immunmodulation in der Lunge nach stumpfem Weichteiltrauma

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Das Immunsystem, bestehend aus angeborenen und adaptiven Komponenten, stellt eine wichtige Schutzfunktion des Organismus vor Infektionen dar. Traumata unterschiedlicher Genese können eine massive systemische Inflammation induzieren und zu lebensbedrohlichem Multi- Organversagen führen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in einem ersten Überblick die Immunmodulation in der Lunge von Mäusen nach stumpfen Skelettmuskeltrauma auf die Gastrocnemiusmuskulatur untersucht. Die signifikante Rekrutierung neutrophiler Granulozyten in die Lunge nach stumpfem Trauma der Gastrocnemiusmuskulatur verdeutlicht den massiven Einfluss eines traumatischen Insultes auf das Immunsystem. Das Maximum der Granulozyteninfiltration in die Lunge und das Blut von Mäusen des Wildtyps wurde drei Stunden nach Skelettmuskeltrauma erreicht, wobei die Zahl der Granulozyten nach Trauma als normalisierter Wert des Medians der Kontrollgruppe von 100% in der Lunge auf 232,16% und im Blut auf 176,95% anstieg. Auch bei MyD88-/-- Mäusen wurde ein Anstieg der Granulozyten im Median in den Lungen der traumatisierten Tiere um das 2,8 fache und im Blut um das 2,5 fache gemessen und bei TLR4-/--Mäusen in der Lunge um das 2,9 fache. Zeitgleich konnte eine signifikante Erhöhung des Medians der Serumkonzentration an S100A8/ S100A9-Kalzium-Proteinen von 427 ng/ml auf 1396,5 ng/pg gemessen werden. Vermehrt unreife Granulozyten mit geringer Expression von CD11b Protein auf der Zelloberfläche wanderten drei Stunden nach Trauma in die Lunge ein, gemessen mit der mean fluorescence intenensity in der Narkosekontrollgruppe von 6165,25 erniedrigt bei Mäusen nach Skelettmuskeltrauma auf 5634,95, jedoch ohne gleichzeitig ROS Produktion oder histopathologische Veränderungen der Lunge hervorzurufen. Nach sekundärer Pseudomonas- Infektion wurde eine Einwanderung neutrophiler Granulozyten pulmonal und hämatologisch sowohl mit als auch ohne Traumainduktion unter Zunahme der ROS- Produktion beobachtet. In der Lunge erhöhte sich die Zahl der Granulozyten drei Stunden nach Trauma und nachfolgender Pseudomonasinfektion von 100% der Narkosekontrollgruppe ohne Peudomonasinfektion auf 700,13% in der infizierten Narkosekontrollgruppe und auf 860,75% nach Traumatisierung, vier Tage nach Trauma und Infektion von Pseudomonas- Bakterien ohne Trauma auf 594,23% und nach Weichteiltraumainduktion auf 1001,17%. Auch Transfer von Serum in naive Tiere von Tieren der Narkosekontrolle und Tieren drei Stunden nach Trauma führte zu einer signifikatnen Infiltration von Granulozyten in die Lunge der naiven Tiere von einem normalisierten Wert 100% der Tiere behandelt mit Serum der Narkosekontrolle auf 160,94 % der Mäuse behandelt mit Serum der Traumagruppe. Die Inflammation befand sich drei Stunden nach Trauma in einer prädominanten granulozytären Phase mit einer unveränderten IL- 6- Konzentration und Abfall der Konzentrationen von IFN- g von 6517,1 pg/ml in der Narkosekontrollgruppe auf 5066,9 pg/ml in der Traumagruppe und IL- 10 von 218,2 pg/ml in der Narkosekontrollgruppe auf 178,6 pg/ml in der Traumagruppe in der Lungenkultur nach Restimmulation mit UV- inaktivierten Pseudomonas aeruginosa Bakterien. Diese Phase ist geprägt durch massive Akkumulation neutrophiler Granulozyten, unterstützt durch die erhöhten Werte der auf Granulozyten chemotaktisch wirksamen Chemokine KC und MIP- 2. Nach Restimmulation der Lungenkultur mit Pseudomonas- Bakterien stieg die KC-Konzentration von 9342,33 pg/ml der Narkosekontrollgruppe auf 12152,3 pg/ml der Traumagruppe und die Konzentration von MIP- 2 von 1396,5 pg/ml der Narkosekontrollgruppe auf 37721,3 pg/ml der Traumagruppe. Der statistische Anteil der Zellpopulationen an Alveolar Makrophagen, Monozyten, Neutralen Killer- Zellen, Neutralen Killer T- Zellen, T- Zellen und Dendritischen Zellen blieb zum Zeitpunkt drei Stunden nach Trauma dagegen konstant. Eine Infektion der traumatisierten Tiere mit Pseudomonaden ergab keine gestörte Granulozytenrekrutierung. Das angewendete Skelettmuskel- Trauma führte zu einer Inflammation durch Granulozyteneinstrom, jedoch ohne Organschädigung zu verursachen wie bei schweren Traumata beschrieben. Die Entzündungsreaktion in der Lunge wird durch lösliche Faktoren im Blut vermittelt. Die Trauma- induzierte Rekrutierung von Granulozyten in die Lunge könnte einen prädisponierenden Faktor für die Entwicklung eines acute respiratory distress syndrome (ARDS) darstellen, das mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert ist.

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