Hemmung der Freisetzung von mitochondrialen reaktiven Sauerstoffspezies inhibiert die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion

Einleitung: Die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) ist ein essentieller Mechanismus der kleinen präkapillären Lungengefäße, um die lokale Perfusion an die alveoläre Ventilation anzupassen und eine systemische arterielle Hypoxie zu vermeiden. Bei globaler alveolärer Hypoxie kann dieser Mechanismus zu Lungenhochdruck und Rechtsherzbelastung führen. Obwohl mitochondriale reaktive Sauerstoffspezies als Auslöser für die HPV vorgeschlagen wurden, ist ihre genaue Rolle bisher nicht definiert.

Methoden: Die HPV wurde an isoliert blut-frei perfundiert und ventilierten Mäuselungen quantifiziert. Dazu wurden isolierte Lungen alternierend für 10 bzw. 15 Minuten mit hypoxischem (1% O₂) bzw. normoxischem (21% O₂) Gas ventiliert und der pulmonalarterielle Druck unter konstanter Perfusionsrate gemessen. Die mitochondriale Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies wurde mit MitoTempo (20–100µM) inhibiert. Zur Kontrolle des Einflusses der Substanz auf den kontraktilen Zellapparat unabhängig vom Hypoxiestimulus wurden das Thromboxananalogon U46619 und Kaliumchlorid als unspezifische Vasokonstriktoren appliziert.

Ergebnisse: Die Ventilation mit hypoxischem Gas führte zu einem Anstieg des pulmonal-artiellen Druckes (ΔPAP) um 1,3±0,3mmHg. MitoTempo inhibierte konzentrationsabhängig die HPV (ΔPAP bei 100µM: 0,1±0,0mmHg, n=6). In geringerem Ausmaß wurde auch die durch U46619 ausgelöste pulmonale Vasokonstriktion gehemmt (von ΔPAP 0,9±0,1mmHg auf 0,5±0,1mmHg mit 100µM MitoTempo, n=5). Dagegen wurde die Vasokonstriktion durch Kaliumchlorid von MitoTempo nicht beeinflusst (ΔPAP ohne MitoTempo 0,6±0,1mmHg, mit 100µM MitoTempo 0,7±0,1mmHg, n=6). Der normoxische pulmonalarterielle Druck wurde durch die Gabe von MitoTempo nicht beeinflusst.

Diskussion: Die mitochondriale Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies spielt eine essentielle Rolle bei der HPV.