Die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) gewährleistet unter physiologischen Bedingungen eine optimale Anpassung der lokalen Perfusion an die Ventilationsverhältnisse der Lunge. Auslöser der HPV ist eine lokale alveoläre Hypoventilation, die in minderbelüfteten Lungenbezirken zur reflektorischen pulmonalarteriellen Vasokonstriktion und somit einer Umleitung des Blutflusses zu besser belüfteten Lungenarealen führt. Chronische alveoläre Hypoxie führt dagegen zu pulmonaler Hypertonie, Cor pulmonale und vaskulärem Remodeling.
Trotz umfassender Forschungsbemühungen, die mit der Beschreibung des Phänomens der hypoxischen pulmonalen Vasokonstriktion durch v. Euler und Liljestrand im Jahre 1946 begannen, sind bis heute der genaue Sauerstoffsensor und Sensingmechanismus sowohl für die akute HPV als auch für die unter chronischer Hypoxie auftretenden Effekte am pulmonalvaskulären System unbekannt. Zahlreiche Untersuchungen weisen auf die Beteiligung einer nichtphagozytären NADPH-Oxidase am Sensormechanismus der HPV sowie am hypoxisch ausgelösten vaskulären Remodeling hin. NADPH-Oxidasen könnten sogar den primären Sauerstoffsensor darstellen und unter Hypoxie vermehrt reaktive Sauerstoffspezies produzieren.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression von NOX1 und NOX4, die Isoformen der phagozytären gp91phox-NADPH-Oxidase-Untereinheit darstellen, in der Lunge des Kaninchens untersucht. Zunächst wurde die basale NOX1- und NOX4-Expression auf mRNA-Ebene in Gewebepräparationen pulmonalarterieller und -venöser Gefäße sowie Trachea, Bronchialsystem, Lungenparenchym und Aorta normoxisch gehaltener Kontrolltiere charakterisiert.
Zur Untersuchung der Regulation der NOX1- und NOX4-mRNA-Expression unter Hypoxie wurde ein in vivo-Modell gewählt, in dem Kaninchen über verschiedene Zeiträume in normobarischer Hypoxie gehalten wurden. Anschließend erfolgten quantitative Bestimmungen von NOX1- und NOX4-mRNA an Gewebepräparationen pulmonalarterieller und -venöser Gefäße sowie Trachea, Bronchialsystem, Lungenparenchym und der Aorta nach reverser Transkription mittels Realtime PCR, die mit den Bestimmungen bei in normoxischer Umgebung gehaltenen Kontrolltieren verglichen wurden.
NOX1- und NOX4-mRNA wurden in allen untersuchten Gewebeproben exprimiert und wiesen eine charakteristische Gewebeverteilung auf, wobei NOX4-mRNA in wesentlich höheren Konzentrationen als NOX1-mRNA gefunden wurde. Weiterhin ergaben die vorliegenden Untersuchungen eindeutig eine Regulation der NOX1- und NOX4-mRNA-Expression unter Hypoxie.
Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit für eine Regulation der NOX1- und NOX4-mRNA-Expression unter Hypoxie und unterstützen die Hypothese, dass NOX1 und NOX4 am Sensormechanismus der HPV sowie am hypoxisch ausgelösten vaskulären Remodeling beteiligt sein könnten.
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