Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Untersuchung der intestinalen Ultrastruktur, Apoptose und Tight Junction Status in der Frühphase der murinen Sepsis

Kurzfassung

Einleitung: Sepsis wird als lebensbedrohliche Entzündung durch eine Regulationsstörung der Immunantwort definiert. Sie ist für einen großen Anteil der Todesfälle auf nicht kardiologischen Intensivstationen verantwortlich und stellt somit ein erhebliches gesundheitliches Problem dar. Neben einer Vielzahl von Organfehlfunktionen bis hin zum Multiorganversagen beeinflusst die Sepsis auch die Darmwandbarriere. Diese stellt eine der wichtigsten Barrieren des menschlichen Körpers dar. Eine gesteigerte Permeabilität, die durch erhöhte Spiegel pro-inflammatorische Zytokine im Rahmen der Sepsis ausgelöst wird, führt zur Leckage von Bakterien oder bakteriellen Toxinen in den Körper. Dadurch kommt es zu einer weiteren Verstärkung der Entzündungsreaktion und somit zur Verschlimmerung des klinischen Zustandes. Ziel dieser Studie war es, die der Hyperpermeabilität zugrundeliegenden Mechanismen in der Frühphase der Sepsis im Mausmodell zu untersuchen.
Methode: Achtzehn männliche C57Bl/6 Mäuse wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Allen Mäusen wurde 30 Minuten vor der Intervention Fluoreszenzisothiozyanat-Dextran (FITC) gavagiert. Bei einer Gruppe (n=10) wurde in Vollnarkose eine Ligatur und Punktion des Caecums durchgeführt. Die andere Gruppe (n=8) wurde ohne Punktion oder Ligatur sham operiert. Die Tiere wurden 8 Stunden post-operativ in Narkose euthanasiert. Bei allen Mäusen wurde ein klinischer Sepsis Score erhoben. Die Serum FITC Dextran Werte wurden fotometrisch bestimmt. Pro-inflammatorische Zytokine im Serum wurden mittels Luminex® ELISA bestimmt. Die Entzündung der Darmwand von Ileum und Colon wurde histologisch evaluiert. Mittels Elektronenmikroskopie wurde eine Oberflächenanalyse (scanning electron microscopy, SEM) von Ileum und Colon und eine Evaluierung der Tight Junctions (TJ) (transmission electron microscopy, TEM) im Ileum durchgeführt. Die Untersuchung der TJ wurde durch Bestimmung von TJ Komponenten (Claudin 2, Claudin 4, Occludin und Tight Junction Protein 1) mittels PCR und ELISA erweitert. Mittels HOECHST Färbung und PCR von Apoptosemarkern (Bax, Bak, Bad, Caspase-3, Lamin-B, Bcl-2) von Ileumproben wurde die Apoptoserate der IEC bestimmt. Mittels Kleinwinkelröntgendiffraktion (Small Angle X-Ray Scattering, SAXS) wurde eine Analyse der zellulären Ultrastruktur durchgeführt.
Ergebnisse: Septische Tiere zeigten eine signifikante Hyperpermeabilität für FITC Dextran. Der septische Zustand wurde durch einen klinischen Sepsis-Score bewiesen und von erhöhten Serumwerten pro-inflammatorischer Zytokine (Interleukin 1 beta, Tumor Nekrose Faktor Alpha und Interleukin 6) untermauert. In der PCR zeigten sich ein Anstieg von Claudin-2 und ein Abfall von Claudin 4, Occludin und Tight Junction Protein 1 als Zeichen einer erhöhten Porosität der TJ. Die Lichtmikroskopie und die TEM ergaben erweiterte Interzellularräume auf Höhe der TJ und Adherens Junctions als Zeichen für eine Öffnung des junctionalen Komplexes. Weder HOECHST Färbung noch PCR ergaben Hinweise auf eine gesteigerte Apoptoserate im Rahmen der Sepsis. Die Analyse der Darmoberfläche in der Histologie und der SEM zeigte ebenfalls keine signifikanten Gruppenunterschiede. Mittels SAXS konnte kein signifikanter Unterschied in Hinblick auf eine veränderte zelluläre Ultrastruktur der Darmepithelzellen gewonnen werden.
Schlussfolgerungen: Die intestinale Hyperpermeabilität in diesem Frühmodell der Sepsis wurde durch eine Kombination von erhöhter Porosität der TJ und einer Störung des junctionalen Komplexes mit erweiterten TJ verursacht. Weder Apoptose noch Veränderungen der zellulären Ultrastruktur spielten in diesem Mausmodell der Frühphase der Sepsis eine Rolle.

Schlagwörter

Mausmodell, Sepsis, Apoptose, Tight Junction

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2020

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