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Serumalbumin bewirkt eine osmotische Schwellung der
Müllerschen Gliazellen in der Netzhaut der Ratte
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
Dr. med.
an der Medizinischen Fakultät
der Universität Leipzig
eingereicht von:
Silvana Löffler
geboren am 11.11.1983 in Burgstädt
angefertigt am:
Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung
der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig
Betreuer:
Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Bringmann
Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Grosche
Prof. Dr. med. habil. A. Reichenbach
Beschluss über die Verleihung des Doktorgrades vom: 23.06.2015
Vorbemerkung
Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine kumulative Form der Promotion. Die
erforderliche Publikation mit Erstautorenschaft erschien im März 2010 in der Zeitschrift
„Brain Research".
Bibliographischer Nachweis der Publikation:
Silvana Löffler, Antje Wurm, Franziska Kutzera, Thomas Pannicke, Katja Krügel, Regina
Linnertz, Peter Wiedemann, Andreas Reichenbach, Andreas Bringmann, 2010. Serum
albumin induces osmotic swelling of rat retinal glial cells. Brain Research 1317, 268-276.
1
I Inhaltsverzeichnis
I Inhaltsverzeichnis _________________________________________________________ 2
II Abbildungsverzeichnis _____________________________________________________ 3
III Bibliographische Beschreibung _____________________________________________ 4
IV Abkürzungsverzeichnis ____________________________________________________ 5
V Einleitung _______________________________________________________________ 6
1
2
3
4
Die Netzhaut ___________________________________________________________ 6
1.1
Aufbau und Funktion der Netzhaut _________________________________________ 6
1.2
Die Netzhaut als Modell für intrakranielle Prozesse ___________________________ 6
Die Müllerzelle - eine besondere Gliazelle ___________________________________ 7
2.1
Die Neuroglia ___________________________________________________________ 7
2.2
Morphologie der Müllerzellen _____________________________________________ 8
2.3
Stoffwechseleigenschaften und Unterstützung neuronaler Funktionen ____________ 9
2.4
Ionen- und Wasserhomöostase ____________________________________________ 10
Bedeutung von Gliazellen bei Netzhaut- und Hirnödemen _____________________ 12
3.1
Pathophysiologie der Ödementstehung _____________________________________ 12
3.2
Der glutamaterg-purinerge Signalweg______________________________________ 13
3.3
Das Netzhautödem - Therapiemöglichkeiten durch Glukokortikoide ____________ 13
Albumin _____________________________________________________________ 14
4.1
Eigenschaften des Albumins ______________________________________________ 14
4.2
Albumin – neuroprotektiv oder neurotoxisch? _______________________________ 14
4.3
Albumin und epileptiforme Aktivität_______________________________________ 15
VI Publikation ____________________________________________________________ 16
VII Zusammenfassung der Arbeit _____________________________________________ 26
VIII Literaturverzeichnis ____________________________________________________ 31
IX Eigenständigkeitserklärung _______________________________________________ 37
X Lebenslauf______________________________________________________________ 38
XI Danksagung____________________________________________________________ 39
2
II Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Der Aufbau der Netzhaut ..................................................................................... 7
Abbildung 2: Morphologie und Anordnung der Müllerzellen ................................................... 8
Abbildung 3: Kalium- und Wasserhomöostase der Müllerzellen ............................................ 11
3
III Bibliographische Beschreibung
Löffler, Silvana
Serumalbumin bewirkt eine osmotische Schwellung der Müllerschen Gliazellen in der
Netzhaut der Ratte.
Universität Leipzig, Doktorarbeit
39 S., 51 Lit., 3 Abb.
REFERAT
Für die visuelle Wahrnehmung im Gehirn spielt die ungestörte Funktion von Neuronen und
Gliazellen in der Netzhaut eine entscheidende Rolle. Viele schädigende Prozesse wie
Entzündungen, Ischämien oder Traumata können zur Ödementstehung in der Netzhaut führen.
Da die Netzhaut entwicklungsgeschichtlich einen vorverlagerten Teil des Zwischenhirns
darstellt, lassen sich die pathophysiologischen Zusammenhänge, die zur Entstehung eines
Netzhautödems führen, auch auf die Ödementstehung im Gehirn übertragen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Phänomen der Zellvolumenregulation von Müllerzellen
– den hauptsächlich in der Netzhaut anzutreffenden Gliazellen – und leistet damit einen
Beitrag zur Grundlagenerforschung der Ödementstehung in neuronalen Geweben.
Die
im
Rahmen
von
Ödementstehungen
regelmäßig
zu
beobachtenden
Gefäßpermeabilitätserhöhungen führen in neuronalen Geweben auch zur Extravasation von
Albumin. Unter diesem Gesichtspunkt untersucht die vorliegende Arbeit den Einfluss von
bovinem Serumalbumin auf die Müllerzellen und die damit verbundenen Mechanismen am
Modell der Netzhaut von Ratten.
4
IV Abkürzungsverzeichnis
AG
Astroglia/Astrozyten
ÄKS
äußere Körnerschicht
ÄPS
äußere plexiforme Schicht
ATP
Adenosintriphosphat
AQP
Aquaporin
BSA
bovines Serumalbumin
CO2
Kohlenstoffdioxid
EZR
Extrazellularraum
GK
Glaskörper
GZS
Ganglienzellschicht
HSA
humanes Serumalbumin
IKS
innere Körnerschicht
IPS
innere plexiforme Schicht
K+
Kaliumion
Kir
einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle
LT
Leukotriene
MZ
Müllerzelle
MG
Mikrogliazelle
Na+
Natriumion
NFS
Nervenfaserschicht
PG
Prostaglandine
RPE
retinales Pigmentepithel
VEGF
vascular endothelial growth factor
ZNS
zentrales Nervensystem
5
Aufbau und Funktion der Netzhaut
V Einleitung
1 Die Netzhaut
1.1 Aufbau und Funktion der Netzhaut
Die Netzhaut als Sinnesepithel des Auges wandelt Lichtsignale in elektrische Impulse um, die
dann über den Sehnerven in die Sehrinde des Okzipitallappens weitergeleitet werden und dort
für die Entstehung des Seheindruckes verantwortlich sind. Der Aufbau der Netzhaut zeigt eine
übersichtliche Schichtung mit für die jeweilige Schicht typischen Zellen (Abb. 1). Die
Schichtung ist dabei invers aufgebaut, was bedeutet, dass das Licht alle Schichten der
Netzhaut durchdringen muss, ehe es die Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) erreicht, die
dann das Licht in elektrische Signale umwandeln. Diese Impulse werden über die
Bipolarzellen zu den Ganglienzellen weitergeleitet, deren Axone die Nervenfaserschicht und
schließlich den Nervus opticus bilden. Horizontal- und amakrine Zellen tragen über laterale
Hemmungsprozesse zur Modulierung der Signale bei. Außerdem findet man in der Netzhaut
auch Gliazellen (Mikrogliazellen, Müllerzellen und Astrozyten) (Reichenbach, 1999).
1.2 Die Netzhaut als Modell für intrakranielle Prozesse
Da die Netzhaut aus entwicklungsbiologischer Sicht einem in die Peripherie vorverlagerten
Teil des Zwischenhirns entspricht, erscheint es nachvollziehbar, weshalb die sich im Verlauf
der Ontogenese aus dem Ektoderm herausbildenden Neuronen und Makrogliazellen
gleichermaßen in der Netzhaut als auch im Zentralnervensystem (ZNS) vorkommen. Auch die
Existenz einer der Blut-Hirn-Schranke entsprechenden Blut-Retina-Schranke der Netzhaut
lässt sich mit der embryonalen Abstammung erklären. Aufgrund dieses Zusammenhangs
sowie der leichten Zugänglichkeit und Übersichtlichkeit, stellt die Netzhaut ein
gebräuchliches Modell für die Beschreibung und Untersuchung von Abläufen im ZNS dar
(Reichenbach, 1999). In beiden Geweben existieren morphologisch und funktionell ähnliche
Krankheitsbilder. So beobachtet man beispielsweise bei schweren Leberschäden sich
entsprechende Veränderungen von Astrozyten im Gehirn (hepatische Enzephalopathie) und
von Müllerzellen in der Netzhaut (hepatische Retinopathie) (Reichenbach, 1999). Auch
pathologische Veränderungen, wie sie im Rahmen von bestimmten Gefäßerkrankungen,
Entzündungsreaktionen
oder
bei
degenerativen
Prozessen
entstehen,
lassen
sich
gleichermaßen bei Müllerzellen wie auch bei Astrozyten im Gehirn nachweisen.
6
Die Neuroglia
Abbildung 1: Der Aufbau der Netzhaut
Die äußere Schicht der Retina wird durch das einschichtige retinale Pigmentepithel (RPE) gebildet, das von der eigentlichen
neuralen Netzhaut durch den Subretinalraum (SRR) getrennt ist. In den Subretinalraum ragen auch die Außenglieder der
Stäbchen und Zapfen (violett), in denen sich der Sehfarbstoff befindet. Ihre Zellkörper befinden sich in der äußeren
Körnerschicht (ÄKS). In der sich anschließenden äußeren plexiformen Schicht (ÄPS) befinden sich die synaptischen
Kontakte zwischen den Stäbchen und Zapfen sowie den Bipolarzellen (B) und den Horizontalzellen (H). Die Somata der
Müllerzellen (M), der Horizontalzellen sowie der Amakrin (A)- und Bipolarzellen befinden sich in der inneren Körnerschicht
(IKS). Es folgt die innere plexiforme Schicht (IPS) mit synaptischen Kontakten zwischen Bipolarzellen, Ganglienzellen (G)
und amakrinen Zellen. In dieser Schicht liegen außerdem Mikrogliazellen (MG). Die Zellkörper der Ganglienzellen befinden
sich wiederum in der Ganglienzellschicht (GZS). Den Abschluss zum Glaskörper bildet schließlich die Nervenfaserschicht
(NFS). In der NFS vaskularisierter Säugetiernetzhäute kommen außerdem Astrozyten (AG) vor (modifiziert nach
Reichenbach und Bringmann, 2010).
2 Die Müllerzelle - eine besondere Gliazelle
2.1 Die Neuroglia
Gliazellen wurden bereits von Rudolf Virchow (1821 – 1902) beschrieben. Sehr lange wurden
sie nur als Stützgerüst aufgefasst und es wurden ihnen keine darüber hinausgehenden
Funktionen zugeordnet. Heute weiß man, dass Gliazellen ein vielfältiges Aufgabenspektrum
erfüllen und längst noch nicht vollständig verstanden sind. Auch im Rahmen von
pathophysiologischen Vorgängen spielen Gliazellen eine wichtige Rolle, z.B. bei der
Ödembildung der Netzhaut und des Gehirns (Bringmann et al., 2006; Reichenbach und
Bringmann, 2010), bei der Entstehung der hepatischen Enzephalopathie oder der Multiplen
Sklerose (Reichenbach, 1999) sowie bei der Entstehung von Epilepsie (Ivens et al., 2007;
Seifert et al., 2010).
7
Morphologie der Müllerzellen
Im Zentralnervensystem kommen Gliazellen etwa doppelt so häufig wie Neuronen vor. Man
teilt sie in die beiden Haupttypen Makro- und Mikrogliazellen ein.
Die Makrogliazellen des Gehirns umfassen die Astrozyten, die Oligodendrozyten und die
Ependymozyten (Reichenbach, 1999). In der Netzhaut kommen vor allem die vielfältige
Funktionen wahrnehmenden Müllerzellen als wichtigster Makrogliazelltyp vor. Weiterhin
gibt es in vaskularisierten Säugetiernetzhäuten noch die Astrozyten. Mikrogliazellen nehmen
vor allem immunologische Funktionen wahr. Sie wandern während der Ontogenese aus dem
Blut als Makrophagen in das ZNS ein (Reichenbach und Bringmann, 2010).
2.2 Morphologie der Müllerzellen
Müllerzellen stellen die häufigsten Makrogliazellen der Netzhaut dar und wurden 1851 von
Heinrich Müller erstmals beschrieben (Müller, 1851). Müllerzellen durchspannen alle
Schichten der Netzhaut und stehen sowohl mit den Neuronen als auch mit Blutgefäßen, dem
Glaskörper und dem Subretinalraum in Kontakt. Sie formen mit den sie umgebenden
Neuronen anatomisch und funktionell eine säulenförmige Einheit, die als „micro unit“
bezeichnet wird (Reichenbach und Robinson, 1995) (Abb. 2). Ihre Zellsomata befinden sich
in der inneren Körnerschicht. Mit dem Vitalfarbstoff Mitotracker Orange lassen sich
Müllerzellen selektiv anfärben (Uckermann et al., 2004b).
MZ
MZ
MZ
BG
NZ
20µm
Abbildung 2: Morphologie und Anordnung der Müllerzellen
(A) Kaninchen-Müllerzelle (Golgi-Färbung), (B) Müllerzellen Darstellung mit Mitotracker Orange Färbung an der
Meerschweinchennetzhaut. (C) Modell der Müllerzellen-Einheit. (A, B) Die Müllerzellen (MZ) durchspannen alle Schichten
der Netzhaut. Ihre Somata liegen in der inneren Körnerschicht (IKS). (B) Müllerzellen sind selektiv anfärbbar. (C) Eine
Müllerzelle (MZ, blau) bildet gemeinsam mit den von ihr versorgten Neuronen (NZ, grün) anatomisch und funktionell eine
säulenförmige Einheit, die als „micro unit“ bezeichnet wird und steht in engen Kontakt zu Blutgefäßen (BG; rot). NFS:
Nervenfaserschicht, GZS: Ganglienzellschicht, IPS: innere plexiforme Schicht, IKS: innere Körnerschicht, ÄPS: äußere
plexiforme Schicht, ÄKS: äußere Körnerschicht (modifiziert nach Bringmann et al., 2006).
8
Stoffwechseleigenschaften und Unterstützung neuronaler Funktionen
2.3 Stoffwechseleigenschaften und Unterstützung neuronaler Funktionen
Müllerzellen übernehmen in der Netzhaut zahlreiche Aufgaben. Sie stehen mit den Neuronen
nicht nur morphologisch, sondern auch funktionell in enger Beziehung. Sie sind unentbehrlich
für
die
Aufrechterhaltung
der
ungestörten
neuronalen
Signalübertragung,
wirken
neuroprotektiv und unterstützen Stoffwechselvorgänge.
Müllerzellen können Neurotransmitter aufnehmen, recyceln und den Neuronen als Substrat
für die Neugenerierung wieder zur Verfügung stellen (Matsui et al., 1999). Verbleibt von
Neuronen zur Signalübertragung freigesetztes Glutamat in zu hoher Konzentration im
Extrazellularraum, wirkt es neurotoxisch und führt zur Übererregung der Neuronen (sogenannte Exzitotoxizität) (Barnett und Pow, 2000). Für das Neurotransmitterrecycling
besitzen Müllerzellen verschiedene Enzyme. Mit der Glutaminsynthetase wird zum einen der
Neurotransmitter Glutamat in Glutamin umgewandelt, zum anderen spielt dieses Enzym auch
eine wesentliche Rolle bei der Entsorgung des Stoffwechselprodukts Ammoniak.
Müllerzellen stellen damit die einzigen Zellen der Netzhaut dar, die in der Lage sind,
Ammoniak zu entsorgen (Riepe und Norenburg, 1977).
Müllerzellen schützen sich und Neuronen außerdem vor oxidativem Stress. Sie fangen freie
Radikale mittels Glutathion ab und verhindern so Zellschädigungen (Pow und Crook, 1995).
Weiterhin produzieren und sezernieren Müllerzellen eine Reihe von Wachstumsfaktoren und
Zytokinen. Dadurch modulieren sie Entzündungsprozesse und nehmen an der Regulation von
Immunantworten teil (Drescher und Whittum-Hudson, 1996).
Die Stoffwechselprozesse von Neuronen und Müllerzellen sind eng miteinander verbunden.
So dienen die Stoffwechselendprodukte der Müllerzellen - Laktat und Pyruvat - den Neuronen
als Substrat für ihren Citratzyklus (Poitry-Yamate et al., 1995; Tsacopoulos und Magistretti,
1996). Im Gegenzug nehmen Müllerzellen Stoffwechselendprodukte der Nervenzellen wie
CO2 auf und wandeln es mit Hilfe des Enzyms Carboanhydrase in Bikarbonat um und
transportieren es in den Glaskörper oder in die Blutgefäße (Newman, 1996). Damit besitzen
die Müllerzellen auch eine wichtige Pufferfunktion im Säure-Basen-Haushalt und nehmen
damit eine wichtige Aufgabe in der Aufrechterhaltung eines physiologischen Mikromilieus
wahr. Gleichzeitig verwenden Müllerzellen das Bikarbonat auch selbst für ihre eigene
Lipidsynthese (Reichenbach, 1999), was den symbiotischen Effekt dieser Partnerschaft weiter
untermauert.
9
Ionen- und Wasserhomöostase
2.4 Ionen- und Wasserhomöostase
Neben erhöhten extrazellulären Transmitterkonzentrationen, Neurotoxinen, oxidativem Stress
oder pH-Verschiebungen können weiterhin Veränderungen der Ionenkonzentrationen zu
Funktionsstörungen der Neuronen führen. Bei neuronaler Aktivität kommt es zu schnellen
Ionenbewegungen zwischen intra- und extrazellulärem Raum. Natrium-, Calcium- und
Chlorid-Ionen fließen in aktivierte Neuronen, während Kaliumionen freigesetzt werden. Bei
Belichtung der Netzhaut erhöht sich dadurch die extrazelluläre Kaliumionenkonzentration in
den plexiformen (synaptischen) Schichten der Netzhaut (Karwoski et al., 1989). Deregulierte
Ionenkonzentrationen
im
Extrazellularraum
können
über
Beeinflussung
von
Membranpotentialen und damit spannungsabhängiger Membrankanäle die synaptische
Übertragung stören und damit die neuronale Funktion behindern. Bei der Konstanthaltung der
extrazellulären Kaliumionenkonzentration kommt den Müllerzellen enorme Bedeutung zu.
Aufgrund ihrer Ausstattung mit Kaliumkanälen sind sie in der Lage, Kaliumionen in den
plexiformen Schichten aufzunehmen und diese in die Blutgefäße, in den Glaskörper oder in
den Subretinalraum, abzugeben. Wichtig ist dafür die Gruppe der einwärts rektifizierenden
Kaliumkanäle (inwardly rectifying, Kir-Kanäle), von denen speziell die Kir4.1-Kanäle auch
Auswärtsströme von Kaliumionen zulassen. Diesen Typ findet man vor allem dort, wo die
Müllerzellen Kontakte zu Blutgefäßen und zum Glaskörper ausbilden, also an den Stellen, an
denen Kaliumionen abgegeben werden sollen (Nagelhus et al., 1999; Kofuji und Newman,
2004). Einwärts rektifizierende Kaliumkanäle führen zu einer hohen Kaliumleitfähigkeit der
Müllerzellen und sind hauptverantwortlich für das die Müllerzellen auszeichnende hohe
Ruhemembranpotential von etwa -80 mV (Witkovsky et al., 1985).
Aus osmotischen Gründen sind Bewegungen von Ionen auch mit Bewegungen von Wasser
verbunden. Wasser sammelt sich aus verschiedenen Gründen im Netzhautgewebe an: Wasser
entsteht im Prozess der biologischen Oxidation von Glukose, es dringt bei der Aufnahme von
Substraten aus dem Blut ins Gewebe ein und schließlich gelangt Wasser auch durch den
intraokulären Druck ins Netzhautgewebe (Marmor, 1999). Während der Abtransport von
Wasser in der äußeren Netzhaut vor allem durch die retinalen Pigmentepithelzellen realisiert
wird, spielen in der inneren Netzhaut die Müllerzellen eine wichtige Rolle. Um den Transport
von Wasser über die Zellmembran zu erleichtern, besitzen Zellen Wasserkanäle, die
Aquaporine (AQP). In Müllerzellen findet man Aquaporin-4 (AQP-4) an den gleichen Stellen
der Zelle, wo auch die Kir4.1-Kanäle lokalisiert sind (Nagelhus et al., 1999). Dies deutet auf
eine Kopplung von Kaliumionen- und Wasserströmen hin (Abb. 3A).
10
Ionen- und Wasserhomöostase
Arachidonsäure
Arachidonsäure
Glutamat
Adenosin
Abbildung 3: Kalium- und Wasserhomöostase der Müllerzellen
(A) Müllerzellen nehmen überschüssiges K+ auf und geben es über Kir4.1 K+-Kanäle an Blutgefäße ab, Wasser (H2O) folgt
passiv unterstützt durch Aquaporin-Kanäle (AQP-4). (B) Im Rahmen von pathologischen Veränderungen wie
Entzündungsprozessen werden die Kir4.1 K+-Kanäle vermindert exprimiert und es kommt zur intrazellulären K+
Ansammlung. Da der Wassertransport an K+ gekoppelt ist, akkumuliert ebenfalls Wasser in den Zellen. Der veränderte
osmotische Gradient bewirkt die Bildung von Arachidonsäure. Aus dieser werden Prostaglandine sowie Leukotriene gebildet
(PG, LT), die über die Hemmung der Na+-K+ Pumpe eine intrazelluläre Na+- Akkumulation und daran gekoppelt einen
zusätzlichen Wassereinstrom in die Müllerzellen bewirken. Es kommt zur Gliazellschwellung. (C) Substanzen wie Glutamat,
ATP/ADP oder Adenosin wirken einer Schwellung der Müllerzellen durch den teilweise autokrinen glutamaterg-purinergen
Signalweg entgegen. In dessen Verlauf kommt es über eine Kaskade verschiedener Rezeptoren (Glutamatrezeptoren
(mGluR), ADP Rezeptoren (P2Y1)) zur Aktivierung von Adenosin-A1-Rezeptoren, die wiederum zur Öffnung von
spezifischen Kaliumkanälen (vermutlich TASK) und Chloridkanälen führen. Dadurch können die entsprechenden Ionen die
Zellen verlassen, der osmotische Gradient wird ausgeglichen und die Schwellung der Zelle verhindert (modifiziert nach
Bringmann et al., 2006).
11
Pathophysiologie der Ödementstehung
3 Bedeutung von Gliazellen bei Netzhaut- und Hirnödemen
3.1 Pathophysiologie der Ödementstehung
Zahlreiche Erkrankungen des Auges bzw. des Gehirns, wie Entzündungen, Störungen der
Gewebedurchblutung, Traumata und angeborene Defekte können mit einem Ödem
einhergehen.
Auch
im
Rahmen
systemischer
Veränderungen,
wie
beispielsweise
Hypertension, Hyponatriämie oder Hypoalbuminämie kann es zur Ödementstehung in
Netzhaut und Gehirn kommen (Gardner et al., 2002, Reichenbach und Bringmann, 2010).
Grundsätzlich kann man von zwei pathophysiologischen Mechanismen der Ödementstehung
ausgehen. Zum einen können Permeabilitätsstörungen des Gefäßendothels zu Wasseraustritt
und Ansammlungen im Interstitium führen (vasogenes oder extrazelluläres Ödem), zum
anderen können aber auch Wassereinlagerungen in den Zellen auftreten (cytotoxisches Ödem)
(Kimelberg, 2004). Da das Gefäßendothel im ZNS bzw. im retinalen Gewebe durch tightjunctions fest verbunden ist, können Substanzen aus dem Blut normalerweise nur schwer ins
Gewebe übertreten. Beim vasogenen Ödem kommt es zu Störungen der Blut-Retina-Schranke
bzw. der Blut-Hirn-Schranke. In der Folge können auch Substanzen, wie Serumproteine aus
dem Blut ins Gewebe übertreten und osmotisch Wasser mit sich ziehen.
Beim cytotoxischem Ödem der Netzhaut ist die Wasser- und Ionenhomöostase von
Müllerzellen, die normalerweise das extrazelluläre Wasser durch Kopplung an Ionenströme
abtransportieren, gestört (Abb. 3B). Man geht davon aus, dass pathologische Prozesse (z. B.
Entzündungsprozesse,
Ischämien,
diabetische
Retinopathie
usw.)
zu
einer
Herunterregulierung von Kir4.1-Kaliumkanälen in den Müllerzellmembranen führen und
diese in ihren Funktionen beeinträchtigen (Pannicke et al., 2004, 2005, 2006). Da die
Kaliumionen nicht mehr ins Blut abgegeben werden können, kommt es zur Akkumulation von
Kaliumionen in den Müllerzellen (Bringmann et al., 2004), was aufgrund des entstehenden
osmotischen Gradienten Wasser nach intrazellulär zieht und die Müllerzellen anschwellen
lässt (cytotoxisches Ödem). Der osmotische Stress führt weiterhin zur Aktivierung der
Phospholipase A2 und Bildung von Entzündungsmediatoren (Bringmann et al., 2006), die die
Funktion der Na+-K+-ATPasen auf den Müllerzellmembranen hemmen. Dadurch kommt es zu
einer intrazellulären Anreicherung von Natriumionen, was zusätzlich Wasser nach
intrazellulär zieht (Abb. 3B).
Vasogenes Ödem und cytotoxisches Ödem können sowohl nebeneinander als auch isoliert
auftreten
(Marmor,
1999),
wobei
das
Zusammenspiel
zwischen
vasogenem
und
cytotoxischem Ödem bislang noch nicht abschließend verstanden ist.
12
Der glutamaterg-purinerge Signalweg
3.2 Der glutamaterg-purinerge Signalweg
In Experimenten an Netzhautschnitten konnte die Müllerzellschwellung durch die
Aktivierung
des
autokrinen
glutamaterg-purinergen
Signalwegs
verhindert
werden
(Uckermann et al., 2006; Wurm et al., 2008). Endogen freigesetztes Glutamat aus Neuronen
oder Müllerzellen - welches durch Aktivierung der Phospholipase C und calciumabhängiger
Exozytose freigesetzt
wird
- aktiviert
Glutamatrezeptoren.
Daraufhin
wird
ATP
calciumunabhängig aus Müllerzellen freigesetzt und extrazellulär durch die Ecto-ATPase zu
ADP umgewandelt. ADP aktiviert seinerseits Nukleotidrezeptoren (P2Y1) der Müllerzellen,
woraufhin diese Adenosin (wahrscheinlich über einen Nukleosid-Transporter) freisetzen.
Nach der Aktivierung von Adenosin-A1-Rezeptoren kommt es unter anderem zur Öffnung
von Tandemporen-Kaliumkanälen (TASK) sowie von Chlorid-Kanälen auf den Müllerzellen.
Durch die Öffnung dieser Kanäle können die entsprechenden Ionen die Zellen verlassen und
der osmotische Gradient wird ausgeglichen, was die Schwellung der Zellen verhindert (Wurm
et al., 2008) (Abb. 3C) und das Zellvolumen bereits geschwollener Müllerzellen vermindert
(Uckermann et al., 2006). Dieser Signalweg konnte experimentell durch verschiedene Stoffe
aktiviert werden, so z. B. durch VEGF (Wurm et al., 2008; Reichenbach und Bringmann,
2010).
3.3 Das Netzhautödem - Therapiemöglichkeiten durch Glukokortikoide
Bei Patienten mit Uveitis oder diabetischer Retinopathie stellt das Makulaödem die häufigste
Erblindungsursache dar (Rothova et al., 1996; Reichenbach und Bringmann, 2010). Neben
chirurgischen Maßnahmen wie der Lasertherapie kommen auch antiinflammatorisch wirkende
Substanzen wie Glukokortikoide (z.B. Triamcinolon) zum Einsatz (Fraser-Bell et al., 2008).
Triamcinolon beeinflusst dabei zum einen über die Verbesserung der Barrierefunktion des
Endothels das vasogene Ödem (Penfold et al., 2000), zum anderen fanden Uckermann et al.
(2005) heraus, dass sich Triamcinolon zusätzlich günstig auf die Müllerzellschwellung und
damit gegen die Entstehung des cytotoxischen Ödems auswirkt. Sie konnten zeigen, dass
Triamcinolon wahrscheinlich über eine Förderung der endogenen Adenosin-Stimulation die
Müllerzellschwellung nach Ischämie oder Injektion proinflammatorischer Substanzen
verhindert (Uckermann et al., 2005). Der genaue Wirkmechanismus von Triamcinolon ist
allerdings noch nicht abschließend verstanden.
13
Eigenschaften des Albumins
4 Albumin
4.1 Eigenschaften des Albumins
Albumin ist ein in der Leber hergestelltes, negativ geladenes Akute-Phase-Protein von ca. 66
kDa. Über 50% der Plasmaproteine des Blutes gehören zu den Albuminen. Serumalbumin
dient vor allem als Transportprotein, weist aber auch antioxidative und enzymatische
Eigenschaften auf. Es ist weiterhin hauptverantwortlich für den kolloidosmotischen Druck des
Plasmas, wirkt als Puffer und wird in der klinischen Praxis unter anderem als natürliches
Kolloid zur Flüssigkeitssubstitution oder zur Korrektur von Hypoalbuminämien eingesetzt
(Gregory at al., 2005; Fanali et al., 2012). Rinderalbumin (bovine serum albumin, BSA) wird
in experimentellen Arbeiten als Ersatz für humanes Serumalbumin (HSA) verwendet.
4.2 Albumin – neuroprotektiv oder neurotoxisch?
Bei erhöhter Gefäßdurchlässigkeit tritt Albumin aus den Blutgefäßen aus und lagert sich im
Gewebe ab. Aufgrund seiner osmotischen Potenz zieht Albumin Wasser mit sich, was zur
Ödementstehung führen kann. Zusätzlich gelangt bei Störungen der Blut-Netzhaut-Schranke
das extrazelluläre Albumin durch Phagozytose auch direkt in die Müllerzellen (Claudio et al.,
1994). Zahlreiche kontroverse Studien existieren zum Albumin, die sowohl neuroprotektive
Eigenschaften als auch schädigenden Einflüsse aufzeigen. So beschrieb Emerson bereits 1989
die Fähigkeit des Albumins, die Permeabilität der Gefäße zu stabilisieren, toxische
Substanzen zu binden und ihre schädigende Wirkung zu inaktivieren sowie freie Radikale
abzufangen (Emerson, 1989). Belayev et al. (2001) konnten tierexperimentell zeigen, dass
moderate Dosen von Albumin das neurologische Outcome nach einem ischämischen Apoplex
in einem gewissen Zeitfenster verbessern und sowohl das Infarktvolumen als auch das
Hirnödem signifikant reduzieren können. Ginsberg et al. (2008) schilderten einen durch
Albumin verbesserten Blutfluss bei mikrovaskulären Läsionen. Auch die Eigenschaft von
Albumin, die Apoptose von Endothelzellen verhindern zu können, wurde beschrieben
(Zoellner et al., 1996). Demgegenüber beschreiben Moser und Humpel (2007), dass BSA zu
Neurodegeneration führen kann und Zhao et al. (2009) konnten eine BSA-induzierte
Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine wie IL-1-β und TNF-α durch Mikrogliazellen
zeigen. Basierend auf der SAFE-Studie wird klinisch empfohlen, auf den Einsatz von
Humanalbuminlösungen zur Flüssigkeitssubstitution bei Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma
zu verzichten, da eine erhöhte Sterblichkeit dieser Patientengruppe bei Einsatz von
Humanalbumin gezeigt werden konnte (The SAFE Study Investigators, 2007).
14
Albumin und epileptiforme Aktivität
4.3 Albumin und epileptiforme Aktivität
Pathophysiologisch liegt epileptischen Anfällen eine unkontrollierte Erregung einzelner
Neuronen oder Neuronengruppen zugrunde. Da Neuronen elektrische Signale durch
Ionenströme über Zellmembranen generieren, können sich auf die Weiterleitung elektrischer
Signale auswirkende Störungen des Ionengleichgewichts eine Übererregbarkeit von Neuronen
zur Folge haben. Müllerzellen sorgen dafür, dass übermäßiges Kalium aus dem EZR um
Neuronen entfernt wird und tragen so zur Aufrechterhaltung des Ionengleichgewichts und
damit zur Vermeidung von Übererregbarkeit der Neuronen in der Netzhaut bei. Im Gehirn
scheinen ähnliche pathophysiologische Abläufe zu existieren. Es konnte z. B. gezeigt werden,
dass Mäuse, denen Aquaporin-4 fehlt und deren Wasser- und der daran gekoppelte K+
Transport gestört ist, eine verlängerte Krampfdauer aufweisen (Manley et al., 2004; Binder et
al., 2006). Bei Ratten konnte nachgewiesen werden, dass Störungen der Blut-Hirn-Schranke
zur Entwicklung epileptiformer Aktivität führen können (Seiffert et al., 2004). Hervorgerufen
wird dieser Effekt unter anderem durch eine TGF-β-Rezeptor-vermittelte Endozytose von
Albumin durch Astrozyten, die mit einer Gliose der Astrozyten und mit einer
Herunterregulation der glialen Kir-Kanäle einhergeht, was wiederum die gliale KaliumPufferkapazität mindert und eine Akkumulation des bei Aktivität von Neuronen frei
werdenden Kaliums bewirkt. Die extrazelluläre Anhäufung von Kalium führt schließlich zu
neuronaler Übererregbarkeit mit gesteigerter epileptiformer Aktivität (Ivens et al., 2007).
Chebabo et al. (1995) berichteten, dass eine Verringerung des extrazellulären Volumens durch
Gliazellschwellung neuronale Übererregbarkeit begünstigt. Neuronale Aktivität ruft
wiederum ihrerseits eine aktivitätsabhängige Schwellung neuronaler Zellkörper und Synapsen
hervor, was die Verkleinerung des extrazellulären Volumens aggraviert (Uckermann at al.,
2004a).
15
VI Publikation
Serum albumin induces osmotic swelling of rat retinal glial cells.
Silvana Löffler, Antje Wurm, Franziska Kutzera, Thomas Pannicke, Katja Krügel, Regina
Linnertz, Peter Wiedemann, Andreas Reichenbach, Andreas Bringmann
Brain Research 1317 (2010), 268-276.
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VII Zusammenfassung der Arbeit
Serumalbumin bewirkt eine osmotische Schwellung der Müllerschen Gliazellen in der
Netzhaut der Ratte
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
Dr. med.
eingereicht von Silvana Löffler
angefertigt am
Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung
an der Medizinischen Fakultät
der Universität Leipzig
betreut von:
Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Bringmann
Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Grosche
Prof. Dr. med. habil. A. Reichenbach
Leipzig, November 2014
Bei der Entstehung von Netzhautödemen und Hirnödemen spielen verschiedene
pathophysiologische Vorgänge eine Rolle. Zum einen kommt es zur erhöhten Durchlässigkeit
von Gefäßen mit Wasseransammlungen im Extrazellularraum (vasogenes Ödem), zum
anderen tragen auch intrazelluläre Wasseransammlungen (cytotoxisches Ödem) zur
Ödementstehung bei. Die erhöhte Gefäßpermeabilität bewirkt neben dem Einstrom von
Wasser auch den Einstrom von Serumproteinen, z. B. von Albumin, aus den Gefäßen in die
Gewebe. Am Beispiel der Retina konnte gezeigt werden, dass es z. B. bei
Entzündungsprozessen
zu
einem
vesikulären
Transport
von
Albumin
durch
das
Gefäßendothel und zu einer Akkumulation von Serumproteinen in retinale Glia- (Müller-)
zellen kommt (Claudio et al., 1994). Gliazellen bilden damit neben dem Gefäßendothel eine
zweite Barriere gegen den Einstrom von Serumproteinen aus den Gefäßen in das neurale
Gewebe. Das Zusammenwirken von vasogenem und cytotoxischem Ödem sowie die genaue
Wirkung von Albumin auf Gliazellen sind jedoch nur unzulänglich verstanden und werden in
dieser Arbeit näher untersucht.
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Der dominierende Gliazelltyp der Netzhaut des Auges ist die Müllersche Gliazelle.
Müllerzellen durchspannen alle Schichten der Netzhaut und stehen mit Blutgefäßen, dem
Subretinalraum sowie dem Glaskörper in Kontakt. Dabei nehmen sie weitreichende
homöostatische Aufgaben wahr, die für die Funktionen und die Integrität der Nervenzellen
unentbehrlich sind. Retinale Müllerzellen transportieren überschüssiges Wasser aus dem
Gewebe in das Blut und können unter hypotonen Bedingungen ihr Zellvolumen regulieren.
Unter Einwirkung von oxidativem Stress, Einfluss von Entzündungsmediatoren oder bei
Blockade bzw. Downregulation von Kaliumkanälen schwellen allerdings auch Müllerzellen
unter hypotonen Bedingungen an (Reichenbach und Bringmann, 2010). Insgesamt spielen
Gliazellen bei der Entstehung von Ödemen in neuronalen Geweben eine wichtige
pathophysiologische Rolle. Auch zahlreiche weitere Erkrankungen, wie z. B. die hepatische
Enzephalopathie bzw. die hepatische Retinopathie sowie die diabetische Retinopathie oder
auch die Netzhautablösung sind von pathologischen Veränderungen der Gliazellen begleitet
(Reichenbach, 1999). Bei der Entstehung von Epilepsie wird sowohl eine Beteiligung von
Gliazellen als auch ein Einfluss durch Albumin diskutiert (Ivens et al., 2007; Seifert et al.,
2010). Da die Netzhaut entwicklungsgeschichtlich einen Teil des Zwischenhirns darstellt,
laufen viele Prozesse analog in der Netzhaut und im ZNS ab bzw. sind übertragbar. Aus
diesem Grund ist die Netzhaut als gut zugängliches Modell hervorragend auch für die
Erforschung intrakranieller Prozesse geeignet. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der
vorliegenden Arbeit in der Untersuchung des Einflusses von BSA (bovines Serumalbumin)
auf die Volumenregulation der Müllerschen Gliazelle unter hypotonen Bedingungen am
Modell der Rattennetzhaut. Weiterhin wird die Beeinflussbarkeit der bei Müllerzellen zu
beobachtenden
Albumin-induzierten
Schwellung
durch
den
glutamaterg-purinergen
Signalweg überprüft. Schließlich soll geklärt werden, inwieweit das in der klinischen Routine
zur Therapie von Ödemen eingesetzte Triamcinolon mit den beschriebenen Mechanismen
interagiert.
Die Experimente erfolgten an frisch präparierten, 1 mm dünnen Netzhautschnitten von Ratten.
Zunächst wurden die Müllerzellen mit dem Vitalfarbstoff Mitotracker Orange selektiv
angefärbt (Uckermann et al., 2004b). Die Querschnittsflächen der Müllerzellsomata der
einzelnen Netzhautschnitte wurden während der Versuche mit einem Laser-ScanningMikroskop (LSM 510 Meta, Zeiss) aufgezeichnet. Nachdem die Netzhautschnitte mit einer
isotonen Extrazellularlösung superfundiert wurden, schlossen sich Perfusionen mit hypotonen
Lösungen (60 % der Kontrollosmolarität) an, in der die Testsubstanzen appliziert wurden. Die
Flächeninhalte der Müllerzellsomata wurden ermittelt und mit Graphpad Prism ausgewertet.
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Um die Effekte von Albumin auf die Müllerzellen zu untersuchen, wurde den Lösungen
bovines Serumalbumin (BSA; 5µM) hinzugesetzt. Die Zugabe von BSA bewirkte eine
Schwellung der Müllerzellsomata unter hypotonen, nicht aber unter isotonen Bedingungen.
Da bekannt ist, dass Entzündungsmediatoren wie Arachidonsäure und Prostaglandine eine
Müllerzellschwellung unter hypotonen Bedingungen hervorrufen können (Uckermann et al.,
2005), wurde geprüft, ob die Albumin-induzierte Müllerzellschwellung über eine Produktion
von inflammatorischen Faktoren vermittelt wird. Der Einsatz des Cyclooxygenase-Inhibitors
Indomethacin sowie des Glukokortikoids Triamcinolon verhinderten die BSA-induzierte
osmotische Schwellung der Müllerzellen. Als bekannte Inhibitoren der Na+-K+-ATPase
können Entzündungsmediatoren zu einem Anstieg der intrazellulären Natriumkonzentrationen
und damit zu einem konsekutiven osmotischen Wassereinstrom in die Zellen mit
Zellschwellung führen (Staub et al., 1994). Zur Überprüfung dieser Mechanismen bei der
Albumin-induzierten
Schwellung
wurde
Monensin
eingesetzt.
Monensin
ist
eine
Natriumionophore und bewirkt eine Schwellung der Gliazellen unter hypotonen
Bedingungen. Es zeigte sich eine gleiche Schwellungsamplitude wie bei Verwendung von
BSA.
Bei
gleichzeitiger
Zugabe
von
Monensin
und
BSA
erhöhte
sich
die
Schwellungsamplitude nicht weiter. Bei Verwendung einer natriumfreien Extrazellularlösung
war keine Albumin-induzierte Müllerzellschwellung zu beobachten. Die vorliegenden
Ergebnisse lassen vermuten, dass Albumin unter hypotonen Bedingungen die Bildung von
Entzündungsmediatoren induziert, die dann die Na+-K+-ATPase hemmen und zu einem
intrazellulären Natrium-Anstieg mit konsekutivem Wassereinstrom und Zellschwellung
führen. Es ist bekannt, dass Albumin über vesikelähnliche Strukturen von Astrozyten
rezeptorvermittelt endozytiert wird (Tabernero et al., 2002; Ivens et al., 2007). Um zu
überprüfen, ob die Endozytose-vermittelte Albuminaufnahme bei der Müllerzellschwellung
eine Rolle spielt, wurden Netzhäute mit dem Inhibitor der rezeptorvermittelten Endozytose
Phenylarsinoxid vorinkubiert. Dies verhinderte die Albumin-induzierte Schwellung unter
hypotonen Bedingungen. Auf der Suche nach einem als Rezeptor für die Endozytose
wirkenden Albumin-bindenden Protein in der Zellmembran von Müllerzellen wurde das
Lectin Limax-flavus-Agglutinin genutzt, das bereits durch Schnitzer et al. (1988) eingesetzt
wurde, um den von ihnen identifizierten Albumin-bindenden 60-kDa-Glykoprotein-Rezeptor
zu hemmen. Limax-flavus-Agglutinin verhinderte vollständig die Albumin-induzierte
Müllerzellschwellung, was nahelegt, dass die Endozytose-vermittelte Albuminaufnahme
einen Schritt in der Kaskade der Albumin-induzierten Gliazellschwellung darstellt.
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Wurm et al. (2008) beschrieben einen endogenen glutamaterg-purinergen Signalweg, dessen
Aktivierung die Schwellung Müllerscher Gliazellen unter hypotonen Bedingungen verhindert.
Dieser teilweise autokrin funktionierende Mechanismus wird durch Glutamatausschüttung
aktiviert und umfasst die sequenzielle Freisetzung von ATP, das in ADP konvertiert wird und
eine Aktivierung von P2Y1-Rezeptoren bewirkt und schließlich von Adenosin, das AdenosinA1-Rezeptoren aktiviert (Wurm et al., 2008). Es wurde untersucht, ob die BSA-induzierte
Müllerzellschwellung durch eine Aktivierung dieser Signalkaskade verhindert wird. Durch
die Zugabe von Glutamat, ATP oder Adenosin konnte die Albumin-induzierte Schwellung
jeweils verhindert werden. Eine Blockade von Glutamat-Rezeptoren mit LY341495 führte zu
einer Aufhebung des schwellungs-inhibierenden Effektes von Glutamat, aber nicht von ATP
und Adenosin. Eine Blockade von ADP- (P2Y1) Rezeptoren mit MRS2179 hob die
schwellungs-inhibierenden Effekte von ATP auf, jedoch nicht von Adenosin. Damit konnte
gezeigt werden, dass durch Aktivierung des glutamaterg-purinergen Signalweges auch die
Albumin-induzierte Schwellung verhindert werden kann. Die Signalkaskade wurde unter dem
Einfluss von BSA weiter untersucht und es zeigte sich, dass Adenosin wahrscheinlich nicht
durch weitere Hydrolysierung aus ADP gebildet wird, da AOPCP, ein Hemmer des hierfür
erforderlichen Enzyms Ektonukleotidase, den Glutamat Effekt nicht veränderte. Vielmehr
scheint das Adenosin aus den Zellen freigesetzt zu werden, da der Hemmer des NukleosidTransporters NBTI den schwellungs-inhibierenden Effekt von Glutamat aufhob. Weiterhin
konnte gezeigt werden, dass die selektive Hemmung der Proteinkinase A durch H-89 die
schwellungshemmenden Effekte von Adenosin verhinderte. Dies lässt vermuten, dass die
Proteinkinase A in der dem Adenosin-A1-Rezeptor nachgeschalteten Kaskade beteiligt ist.
Um zu überprüfen, ob neben Adenosin-A1-Rezeptoren auch Adenosin-A2-Rezeptoren
beteiligt sind, wurde der Adenosin-A2-Rezeptorblocker CSC eingesetzt. Dieser konnte die
schwellungs-inhibierende Wirkung von Adenosin und Glutamat nicht verhindern, was gegen
eine Beteiligung von Adenosin-A2-Rezeptoren spricht. Es wurde beschrieben, dass der
glutamaterg-purinerge Signalweg zur Öffnung von Chlorid- und Kaliumkanälen führt (Wurm
et al., 2008). Es zeigte sich, dass sowohl unter Einsatz des Chloridkanalblockers NPPB als
auch des Kaliumkanalblockers Clofilium die hemmenden Effekte des Adenosins auf die
Albumin-induzierte Schwellung aufgehoben wurden, was dafür spricht, dass die Aktivierung
dieses Signalweges auch die BSA-vermittelte Müllerzellschwellung über die Öffnung von
Kalium- und Chloridkanälen verhindert. Um zu untersuchen, ob die inhibierende Wirkung
von Glutamat auf die Albumin-induzierte Schwellung kalziumabhängig ist, wurden der
Hemmer der Phospholipase C (U73122) und der membrangängige Kalziumchelator
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BAPTA/AM getestet. Beide Substanzen zeigten keine Wirkung auf den Glutamateffekt, was
gegen eine Kalziumabhängigkeit der Glutamatwirkung spricht. BAPTA/AM verhinderte
weiterhin auch nicht die schwellungs-inhibierende Wirkung von Adenosin, was die
Kalziumunabhängigkeit der Adenosinwirkung ebenfalls bestätigt. Die schwellungsinhibierende Wirkung des Endozytoseinhibitors Phenylarsinoxid wurde durch Blockade von
Glutamatrezeptoren, von ADP- (P2Y1) Rezeptoren und auch von Adenosin-A1-Rezeptoren
jeweils aufgehoben. Dies lässt vermuten, dass auch die Wirkung von Phenylarsinoxid über
den glutamaterg-purinergen Signalweg vermittelt wird. Uckermann et al. (2005) beschrieben
die Hemmung der Triamcinolonwirkung durch Blockade des Adenosin-A1-Rezeptors mittels
DPCPX. Auch die schwellungs-inhibierende Wirkung des Triamcinolons auf die Albumininduzierte Schwellung konnte durch eine Blockade des Adenosin-A1-Rezeptors aufgehoben
werden, was den Schluss nahelegt, dass Triamcinolon unter den gegebenen Bedingungen eine
Freisetzung von endogenem Adenosin bewirkt.
Zusammenfassend konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass Albumin eine
Gliazellschwellung
unter
hypotonen
rezeptorvermittelter
Endozytose
von
Bedingungen
den
hervorruft.
Gliazellen
Albumin
aufgenommen.
wird
Dies
via
bewirkt
wahrscheinlich über die Bildung von Entzündungsmediatoren eine Hemmung der Na+-K+Pumpen, sodass es zu einer Natriumüberladung der Müllerzellen mit konsekutivem
Wassereinstrom
und
Zellschwellung
kommt.
Damit
wird
ein
Beitrag
zum
pathophysiologischen Verständnis von schädigenden Albumineinflüssen auf neuronale
Gewebe unter hypotonen Bedingungen geleistet. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass über
die Aktivierung des glutamaterg-purinergen Signalweges eine Öffnung von Ionenkanälen
bewirkt wird. Der resultierende Ionenausstrom kompensiert den Albumin-induzierten
Natriumeinstrom und kann so einer Zellschwellung entgegenwirken. Möglicherweise kann
diese Signalkaskade auch medikamentös induziert werden. Die schwellungs-inhibierende
Wirkung von Triamcinolon auf die Albumin-induzierte Schwellung ist wahrscheinlich
zumindest teilweise auf eine Aktivierung der glutamaterg-purinergen Signalkaskade
zurückzuführen. Die vorliegenden Ergebnisse machen es wahrscheinlich, dass der Einstrom
von Albumin aus den Gefäßen in die Netzhaut die Entstehung eines Netzhautödems unter
osmotischem Stress begünstigen kann. Dies könnte sich vermutlich auch auf das Hirnödem
übertragen lassen. Die Ergebnisse liefern weiterhin einen möglichen Mechanismus, über den
Albumin durch Beeinflussung der Ionenhomöostase epileptogen wirken könnte. Inwieweit
diese Ergebnisse klinisch bedeutsam sind, muss in weiteren Experimenten näher untersucht
werden.
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36
IX Eigenständigkeitserklärung
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne unzulässige Hilfe
oder Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe. Ich versichere, dass
Dritte von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen für Arbeiten erhalten
haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen, und dass
die vorliegende Arbeit weder im Inland noch im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form
einer anderen Prüfungsbehörde zum Zweck einer Promotion oder eines anderen
Prüfungsverfahrens vorgelegt wurde. Alles aus anderen Quellen und von anderen Personen
übernommene Material, das in der Arbeit verwendet wurde oder auf das direkt Bezug
genommen wird, wurde als solches kenntlich gemacht. Insbesondere wurden alle Personen
genannt, die direkt an der Entstehung der vorliegenden Arbeit beteiligt waren.
Datum
Unterschrift
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X Lebenslauf
Persönliche Daten
Name:
Silvana Löffler
Geburtsdatum:
11.11.1983 in Burgstädt
Nationalität:
deutsch
Familienstand:
ledig
Schulbildung
1990-1994
Grundschule Chemnitz
1995-2000
Gottfried-Keller-Mittelschule
2000-2003
Berufliches Schulzentrum für Wirtschaft Chemnitz
Werdegang
2003-2010
Studium Humanmedizin (Approbation 10.08.2010)
seit 2007
Promotion am Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung in Leipzig
(Serumalbumin bewirkt eine osmotische Schwellung der
Müllerschen Gliazellen in der Netzhaut der Ratte)
seit 2010
Assistenzärztin für Anästhesie und Intensivmedizin
am Klinikum St. Georg in Leipzig
Publikation
Löffler S, Wurm A, Kutzera F, Pannicke T, Krügel K, Linnertz R, Wiedemann P,
Reichenbach A, Bringmann A, 2010. Serum albumin induces osmotic swelling of rat retinal
glial cells. Brain Research 1317, 268-276.
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XI Danksagung
Ich möchte mich an dieser Stelle bei Prof. Dr. rer. nat. A. Bringmann sowie bei Prof. Dr. med.
A. Reichenbach für die Ermöglichung dieser Arbeit bedanken.
Besonderer Dank für die Betreuung und Diskussion der Ergebnisse gilt Prof. Dr. rer. nat. A.
Wurm und Dr. T. Pannicke, die mir mit Gesprächen und Hinweisen immer geholfen haben
und jederzeit als Ansprechpartner zur Verfügung standen.
Auch allen anderen Mitarbeitern der Abteilung Pathophysiologie der Neuroglia des PaulFlechsig-Instituts für Hirnforschung möchte ich für die gute Zusammenarbeit danken.
Besonderer Dank gilt auch meiner Mutter für die aufmunternden Worte sowie ihre
Unterstützung, die zur Vervollständigung dieser Arbeit unentbehrlich waren.
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