Aus der Klinik für Pädiatrie
mit Schwerpunkt Pneumologie und Immunologie
der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin

Dissertation

Hat die Belastung gestillter Kinder mit
persistenten organischen Schadstoffen
Einfluss auf natürliche Killerzellen?

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Charité –
Universitätsmedizin Berlin

von
Ralf Husain
aus Frankfurt am Main

Dekan: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen

Dekan: Prof. Dr. med. Martin Paul

Gutachter:
1. Priv. Doz. Dr. med. Klaus Abraham
2. Prof. Dr. med. Hildegard Przyrembel
3. Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Dieter Schrenk

Datum der Einreichung: 28.11.2003

Datum der Promotion: 21.06.2004


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Kurzzusammenfassung

Gestillte Kinder sind über die Muttermilch mit persistenten organischen Schadstoffen (POPs) belastet. Tierexperimentelle Studien deuten auf eine besondere Empfindlichkeit des sich entwickelnden Immunsystems für POPs hin. Mögliche Effekte dieser Verbindungen auf den kindlichen Organismus sind bisher kaum untersucht. Es wurden potenzielle Einflüsse verschiedener POPs (PCDDs, PCDFs, PCBs, ß-HCH, HCB und pp-DDE) auf natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und NK-Aktivität bei gestillten im Vergleich zu nicht gestillten Kindern untersucht. NK-Zellen sind eine Lymphozytensubpopulation (CD3CD56/16+), die über ihre zytotoxische Aktivität allogene, virusinfizierte und maligne Zellen ohne vorherige Sensibilisierung töten kann. Es wurden 66 gesunde Kinder im Alter von 11-12 Monaten untersucht, davon waren 50 Kinder mindestens 4 Monate lang voll gestillt und 16 Kinder nicht gestillt. Aus einer Region mit bekannter erhöhter PCDD/PCDF-Belastung stammten 13 gestillte Kinder. Die NK-Zellzahlen wurden mittels Immunphänotypisierung am Durchflusszytometer bestimmt. Die Aktivität der NK-Zellen wurde mit einem nicht-radioaktiven, durchflusszytometrischen Zytotoxizitäts-Assay gemessen. Die POP-Konzentrationen im Blutfett der Probanden wurden kommerziell bestimmt. Weder bei den NK-Zellzahlen, noch bei der NK-Aktivität konnten zwischen den gestillten und nicht-gestillten Kindern signifikante Unterschiede im t-Test nachgewiesen werden. In Korrelationsanalysen zeigten sich keine signifikanten Einflüsse der POP-Konzentrationen auf NK-Zellzahlen und NK-Aktivität. Im Laufe der Untersuchung zeigte sich, dass der eingesetzte Zytotoxizitäts-Assay nur semiquantitative Daten lieferte. Die vorliegenden Ergebnisse und weitere Befunde bezüglich des Immunsystems der Probanden weisen darauf hin, dass die relativ hohe Belastung lange gestillter Säuglinge mit POPs nicht zu einer biologischen Wirkung im kindlichen Organismus führt. Angesichts der nachgewiesenen positiven Effekte des Stillens, kann diesbezüglich die bestehende Stillempfehlung bekräftigt werden.

Eigene Schlagworte: Natürliche Killerzellen, NK-Aktivität, persistente organische Schadstoffe (POPs), gestillte Kinder, Durchflusszytometrie, Zytotoxizitäts-Assay


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Abstract

Breast-fed infants are exposed to persistent organic pollutants (POPs) via breast milk. Animal studies indicate a special sensitivity of the maturing immune system to POPs. Possible effects of these compounds on the infantile organism are so far barely examined. To examine whether several POPs (PCDDs, PCDFs, PCBs, ß-HCH, HCB and pp-DDE) have potential influences on natural killer (NK) cells and NK activity of breast-fed infants in comparison to formula-fed infants. NK cells are a subset of lymphocytes (CD3-CD56/16+) that can kill allogeneic, virus-infected and malignant cells via their cytotoxic activity without prior sensitization. The study group consisted of 66 healthy infants examined at age 11 to 12 months, of which 50 infants were breast-fed and 16 infants were formula -fed. 13 breast-fed infants came from a region with known increased PCDD/PCDF-burden. Numbers of NK cells were measured by flow cytometric immunophenotyping. NK activity was analysed by a non-radioactive flow cytometric cytotoxicity assay. POP concentrations in the blood fat of the probands were calculated commercially. There were no significant differences between breast-fed and formula-fed infants concerning number and activity of NK cells in the t-test. Analysis of correlation showed no significant influences of POP concentrations on the number and activity of NK cells. In the course of the study the data obtained by the employed cytotoxicity assay proved to be only semiquantitative. The presented findings and further results concerning the immune system of the probands suggest that the relatively high burden of long-term breast-fed infants with POPs does not lead to a biological effect in the infantile organism. Regarding the proven positive effects of breast-feeding the existing recommendation to breastfeed might be encouraged concerning this matter.

Keywords: Natural killer cells, NK activity, persistent organic pollutants (POPs), breast-fed infants, flow cytometry, cytotoxicity assay

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

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04.08.2004