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6  Zusammenfassung und Schlussfolgerung

Als wesentliche Ursache der akuten oder chronischen Lungenerkrankungen bei Neugeborenen wird eine oxidative Schädigung der Lunge durch Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) ange­nommen. Luo et al (1999) zeigen, dass die hyperoxische Lungenschädigung durch H2O2 vermittelt wird. In vivo Hyperoxie und in vitro H2O2-Exposition als Simulation der Hyperoxie haben unter gleichen Versuchsbedingungen allerdings unterschiedliche Folgen: Milde Hyperoxie führt bei unveränderter Catalase-Aktivität und totaler antioxidativer Kapazität zu einem starken Anstieg der SOD-Aktivität in den Typ-II-Zellen, dagegen finden wir unter H2O2-Stress eine Erhöhung der beiden untersuchten antioxidativen Enzyme und einen kurz­fristigen Abfall der totalen antioxidative Kapazität.

Die Schädigung der Lunge bei milder Hyperoxie wird nicht durch oxidative Veränderung der Surfactantlipide vermittelt, da der Abfall der PAF-Acetylhydrolase-Aktivität in der BAL keinen Einfluss auf die Lipidperoxidation hat. Die Hyperoxie-induzierte ROS-Bildung reicht demnach aus, um das Enzym zu hemmen, nicht jedoch, um eine vermehrte Lipidperoxidation zu induzieren. Im Plasma dagegen kommt es unter Hyperoxie zu einen Anstieg der Lipidper­oxidation, dies hat aber keinen Effekt auf die PAF-AH-Aktivität. Es sind weitere Unter­suchungen erforderlich, um die Interaktion zwischen Lunge und Plasma für die Genese der oxidativen Lungenschädigung näher zu charakterisieren.

Bislang wurde angenommen, dass die Isolation der Typ-II-Zellen aus dem Zellverband Stress für die Zellen darstellt. Wir zeigen dagegen in Übereinstimmung mit der neueren Literatur, dass nicht durch die Isolation, sondern als Folge der basalen Zellkulturbedingungen insbeson­dere die Expression von Hitzeschockproteinen (HSP) innerhalb von 18h dramatisch ansteigt, des Weiteren sinkt die GSH-Konzentration der Typ-II-Zellen im Laufe der Zellkultur auf 40%. Primärkulturen von Typ-II-Zellen unter Basalbedingungen sind daher nur bedingt geeignet, um den Einfluss verschiedener Stressfaktoren auf den Stoffwechsel von Typ-II-Zellen zu untersuchen.


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Oxidative Belastung von Typ-II-Zellen durch H2O2 wird zunächst von Glutathion (GSH) kompensiert, das initial stark abfällt, aber innerhalb von 10min wieder regeneriert ist. Die Konzentration des lipophilen Antioxidanz Vitamin E fällt dagegen kontinuierlich über die gesamte Inkubationszeit ab. Die Typ-II-Zellen reagieren auf H2O2-Stress weiterhin mit einer erhöhten Expression von Hitzeschockproteinen und einer vermehrten Aktivität der antioxidativ wirkenden Enzyme Catalase und SOD (Adaptation).

Unter H2O2 sinkt die Konzentration der Surfactantlipide: Neben einer vermehrten Lipidper­oxidation wird die Synthese der Surfactantlipide gehemmt. Die Lipidsynthese nimmt ab, da zum einen die Aufnahme der Palmitinsäure in Zelle beeinträchtigt wird, zum anderen der Einbau von Palmitinsäure und Cholin in PC vermindert ist. Wir vermuten, dass der Hemmung des SH-haltigen Schlüsselenzyms Glycerol-3-Phosphat-Acyltransferase (GPAT) in diesem Prozess eine entscheidende Rolle zukommt.

Für weitere Untersuchungen ist zu beachten, dass Hyperoxie von Ratten die besonderen Bedingungen der beatmeten Früh-/Neugeborenen nur unvollkommen simuliert, da im Tier-Modell im Gegensatz zum IRDS andere pathogenetische Faktoren und nicht der Surfactant­mangel an erster Stelle stehen. Auch weisen Neugeborenen in den z.T. noch unreifen Geweben einen relativen Mangel an Antioxidantien auf. Daher wäre eine Möglichkeit, alimentären Vitamin-E-Mangel, wie er bei Neugeborenen vorkommt, mit Hyperoxie oder mit kurzzeitigem oxidativem Stress z.B. durch H2O2, zu kombinieren.

Für künftige Untersuchungen mit dem Ziel, Ansätze zur Therapie oder Prävention von Sauerstoff-assoziierten Erkrankungen zu finden, sind daher die Verbindungen zwischen Lipidperoxidation, dem Redox-/Antioxidantien-Status, von Apoptose und Inflammation sowie zentraler Regulationsmechanismen von entscheidender Bedeutung.


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09.06.2005