S150 PO-3.1.11 Einfluss von Hyperbarer Oxygenierung auf die
Werbung
PO-3.1.11 Einfluss von Hyperbarer Oxygenierung auf die Induktion von Apoptose bei Lymphozyten und mononukleären Zellen in vitro und in vivo S.U. Weber1, A. Koch2, U. Siekmann3, F. Stüber4, J.-C. Schewe1, L. E. Lehmann1, A. Hoeft1, S. Schröder5 1 Universitätsklinikum Bonn 2 Schiffahrtsmedizinisches Institut der Marine, Kronshagen 3 Universitätsklinikum Aachen 4 Universitätsspital Bern 5 Westküstenklinikum Heide Fragestellung: Hyperbare Oxygenierung (HBO) beeinflusst das Immunsystem unter anderem durch Induktion von oxidativem Stress. Es ist bekannt, dass oxidativer Stress den programmierten Tod von Zellen, Apoptose, verursachen kann. Somit stellte sich die Frage, ob HBO die Apoptose von Lymphozyten induziert und welche Signalwege darin involviert sind. Material, Methoden: Jurkat T-Zellen wurden in einer Druckkammer bis zu 3 bar Gesamtdruck einer Atmosphäre von 98,4% O2 für Intervalle von 30 Minuten bis 4 h ausgesetzt (HBO). Als Vergleich dienten Expositionen bei gleichem Druck aber unter Luftatmosphäre. Mit dem Einverständnis der Ethik-Kommission wurden außerdem 29 gesunde Taucher einem Druckkammertauchgang bei 2,8 bar für 30 Minuten mit 100% O2-Atmung unterzogen und mononukleäre Zellen sowie Serum vor HBO mit dem Zeitpunkt 24h nach Exposition verglichen. Apoptoseparameter und Proteinexpression wurden mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Nukleosomen wurden im ELISA gemessen. Gruppen wurden mittels t-Test, MannWhitney Test oder ANOVA Analyse mit Bonferroni post-hoc Test ausgewertet. Ergebnisse: HBO induzierte Apoptose ab einem Druck von 2 bar und ab einer Expositionszeit von 30 Minuten (p<0.01). Dabei konnte die Externalisierung von Phosphatidylserin, die Aktivierung von Kaspase-3 und Kaspase-9, sowie die Fragmentation von DNA nachgewiesen werden. Der Todesrezeptor Fas wurde herunterreguliert, während das mitochondriale anti-apoptotische Protein Bcl-2 nach HBO vermehrt exprimiert wurde. Inhibierung der Kaspase-8 hatte keinen Einfluss auf die HBO-induzierte Apoptose, aber Hemmung von Kaspase-9 blockierte die HBO-induzierte Apoptose vollständig. Außerdem führte HBO zur Depolarisierung des Mitochondriums. Experimentelle Inaktivierung des Bcl-2 potenzierte die Apoptoseinduktion durch HBO in vitro 8,5-fach (p<0.01). Bei Tauchern wurde 24h nach der Druckkammerexposition eine 2,3-fach erhöhte Konzentration an Nukleosomen als Zeichen vermehrter Apoptose im Serum gemessen (p<0,01). Kaspase-3 war in mononukleären Zellen allerdings nicht vermehrt aktiviert. Schlussfolgerung: HBO induziert in vitro bei Jurkat T-Zellen Apoptose über einen mitochondrialen Signalweg, der durch Ausschaltung von Bcl-2 sensibilisiert wird. Diese Ergebnisse lassen sich aber nicht ohne weiteres in vivo übertragen. Im Serum von Tauchern finden sich zwar Zeichen von vermehrter Apoptose. Bei nicht weiter separierten mononukleären Zellen allerdings ist in vivo keine Apoptoseaktivierung nachweisbar. S150
