Einfluss des kleinmolekularen, oxidationsresistenten Proteasen-Inhibitors CE-1037 auf die durch intravasale Granulozytenstimulation ausgelöste pulmonale Permeabilitätsstörung am Modell der isolierten, ventilierten und perfundierten Kaninchenlunge

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2005

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13036

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Am Model der isolierten, ventilierten und blutfrei perfundierten Kaninchenlunge wurde der Einfluss des synthetischen, kleinmolekularen, oxidationsresistenten Proteasen-Inhibitors CE-1037 auf die durch intravasale Granulozytenstimulation ausgelöste pulmonale Permeabilitätsstörung untersucht. Die Lungen wurden nach einem standardisierten Verfahren isoliert. Mittels einer elektronischen Wägezelle wurde das Lungengewicht zur Quantifizierung der Flüssigkeitsextravasation kontinuierlich registriert. Gleichzeitig wurde der pulmonal-arterielle Druck über einen elektromechanischen Druckwandler erfasst. Mittels einer Starlingpumpe wurde die Ventilation gewährleistet. Eine Rollenpumpe perfundierte das Lungenpräparat kontinuierlich mit 200 ml pro Minute. Die Kaninchenlungen wurden mit einer Krebs-Henseleit-HAES-Puffer-lösung (KHHB) perfundiert. Humane neutrophile Granulozyten wurden durch eine Dichtegradientenzentrifugation isoliert und je nach Versuchsanordnung eingesetzt. Zur Stimulation der Granulozyten dienten hitzeaggregierte menschliche Immunglobuline der Klasse G. Zur Vermeidung der Einwirkung von vasoaktiven Mediatoren erfolgte die Gabe eines Inhibitor-Cocktails, bestehend aus WEB 2086, Heparin-Natrium (Liquemin®) und Diclofenac-Natrium (Voltaren®). In den zu definierten Zeitpunkten entnommenen Perfusatproben wurde die Elastasen- und Histaminkonzentration gemessen. Für die Vor- und Hauptversuche der vorliegenden Arbeit wurde ein zellfreies Perfusionsmedium verwandt, um die komplexen Einflüsse der verschiedenen zirkulierenden Zellen mit dem Gefäßendothel der isolierten Lunge zu unter-binden und die Interaktionen mit den klassischen humoralen Kaskaden-systemen zu vermeiden. Ohne den Einfluss dieser Faktoren kam es in den Versuchen nach Stimulation der PMN durch hitzeaggregiertes IgG zu einem stark ausgeprägten Lungenödem, quantifiziert durch eine anhaltende Gewichtszunahme bis zum Ende der Versuchsreihe. Als Auslöser dieser Reaktion kommt unter den lysosomalen Proteasen der Granulozyten und Makrophagen vorwiegend Elastase in Betracht. Elastase führt zu einer nicht reversiblen Schädigung der alveolären und kapillären Schrankenfunktion. Eine Schrankenstörung wurde anhand des deutlichen Anstieges des PAP und des Lungengewichts in den Hauptversuchen nachgewiesen.Dagegen traten in der Versuchsgruppe mit CE-1037 keine deutliche, progrediente Lungengewichtszunahme und keine Erhöhung des PAP auf. Die Elastasekonzentration stieg aber wie in der Versuchsreihe ohne CE-1037 an. In den Hauptversuchen wurde eine Reduktion der Histaminkonzentration unter der Zugabe von CE-1037 registriert. Ein möglicher Wirkungsmechanismus ist die Reduktion der alpha-Chymotrypsin (alpha-CH) -induzierten Histaminausschüttung aus Lungenmastzellen. Diese Ergebnisse sind Anlass für weitere experimentelle Arbeiten, um den Pathomechanismus der Hemmung der Histaminausschüttung zu klären. Die in dieser Arbeit vorliegenden Ergebnisse führen unter Berücksichtigung der Beobachtungen anderer Autoren zu dem Schluss, dass CE-1037 im in vitro Modell der Kaninchenlunge zu einer deutlichen Hemmung der durch die PMN-Elastase hervorgerufenen irreversiblen Störung der pulmonalvaskulären Schrankenfunktion führt. CE-1037 ist ein hochwirksamer HNE-Inhibitor. Die Ergebnisse legen ebenfalls nahe, dass CE-1037 über die Hemmung von Proteasen zu einer Reduktion der Histaminausschüttung in der Lunge führt.

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