Das in der Alveole der Säugerlungen vorkommende Surfactantmaterial kann in sogenannte small und large surfactant aggregates aufgetrennt werden. Zu den large surfactant aggregates zählen Lamellarkörperchen und tubuläres Myelin, also die biophysikalisch hochaktiven Präkursoren des interfacialen Surfactantfilms. Unter den Prämissen einer akuten respiratorischen Insuffizienz ist wiederholt festgestellt worden, dass die Verteilung zwischen den large surfactant aggregates und small surfactant aggregates sehr zugunsten der small surfactant aggregates verschoben ist. Hieraus resultierend findet sich ein Übergewicht dieser, biophysikalisch weitgehend inaktiven, Abbauprodukte des Grenzflächenfilms. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Doktorarbeit der Fragestellung nachgegangen, wodurch die alveoläre Umwandlung der large in die small surfactant aggregates, ein als Surfactantkonversion bezeichneter Vorgang, vermittelt wird, und ob diese Surfactantkonversion ein enzymatisch getriggerter Prozess ist. Zur Beantwortung dieser Frage wurde als Ausgangsmaterial eine gepoolte bronchoalveoläre Lavage von gesunden Kaninchen, sowie ein rekonstituiertes Surfactantmaterial verwendet. Methodisch kamen weiterhin chromatographische, elektrophoretische, biophysikalische Verfahren, sowie Enzymaktivitäts-Assays zur Anwendung.
Zunächst einmal konnte festgestellt werden, dass für die weitreichende Konversion von Surfactant in vitro in der Tat die Gegenwart einer Esterase notwendig ist. Weiterhin ergab sich im Rahmen der Rekonstitutionsversuche mit variablen Surfactant-Apoproteinen ebenfalls der Hinweis, dass vor allen Dingen der relative Gehalt an SP-B einen weitreichenden Einfluss auf den Konversionsgrad ausübt. Bei der Untersuchung der Herkunft der Esteraseaktivität in der BAL zeigte sich, dass im Überstand der resuspendierten Zellen der bronchoalveolären Lavage, wie auch im Zelllysat erhebliche Mengen an Esteraseaktivität nachweisbar waren. Weiterhin wurde festgestellt, dass unter den Bedingungen einer in vitro Konversion die Esteraseaktivität in den Subfraktionen alveolären Surfactans zeitabhängig abfiel. So war in den large surfactant aggregates 42 min nach Beginn der in vitro Konversion überhaupt keine Esteraseaktivität und nur noch etwa ein Viertel der Amidaseaktivität nachweisbar.
Auf der Suche nach dem möglichen Substrat dieser Esterase wurde sowohl für die natürliche, wie auch für isoliert mit - an Sepharose gekoppelter - Esterase inkubiertem Surfactantprotein B der Nachweis erbracht, dass im Rahmen des Konversionsprozesses das dimere SP-B abgebaut und ein Spaltprodukt in einem Molekulargewichtsbereich von 11-14 kDa neu auftritt. Eine aminoterminale Sequenzierung dieses Spaltproduktes ergab zweifelsfrei den Nachweis eines Surfactantprotein B entstammenden Proteins und zwar des aminoterminalen Anteils des SP-B. Dieses Spaltprodukt konnte durch ein neu entwickeltes HPLC-Verfahren zur Auftrennung der hydrophoben Surfactantproteine aus der BAL weiter aufgereinigt werden.
Zusammenfassend ergibt sich auf der Basis der hier vorliegenden Daten der Befund, dass die Umwandlung von large in small surfactant aggregates und der hiermit verbundene Verlust der Oberflächenaktivität nicht nur von der Größe der Oberflächenveränderung, sondern zudem von der Gegenwart einer enzymatischen Aktivität abhängig sind. Im Rahmen der hier durchgeführten Untersuchung konnte der Nachweis einer Esteraseaktivität sowohl in den Zellen der BAL, wie auch im zellfreien Überstand erbracht werden. Als mögliches Substrat dieser Aktivität konnte das Surfactantprotein B identifiziert werden, für welches das Auftreten eines 11-14 kDa großen Spaltproduktes einwandfrei belegt werden konnte. Aus der Kenntnis dieser Ergebnisse leiten sich mögliche neue Therapieoptionen für das Acute Respiratory Distress Syndrome, wie auch für den Ventilator Induced Lung Injury ab, bei denen Verschiebungen des alveolären Surfactantpools zugunsten der small surfactant aggregates wiederholt beschrieben worden sind.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
