Asthma bronchiale – Umbau der Muskulatur beeinflusst Krankheitsverlauf

Im Zuge des asthmatischen Entzündungsprozesses vermehrt sich die Muskelmasse in den Atemwegen. Hypertrophie und Hyperplasie sind daher typische Veränderungen der glatten Atemwegsmuskulatur. A. L. James et al. haben nun den Einfluss der Muskelzellvergrößerung, -vermehrung und Veränderungen der extrazellulären Matrix auf die Erkrankungsschwere und -dauer untersucht.
Am J Respir Crit Care Med 2012; 185: 1058–1064

Für diese Studie wurden postmortem entnommene Gewebeproben von Patienten ohne bekannte Asthma- oder eine andere Lungenerkrankung (Kontrollgruppe), von Asthmatikern, die aufgrund einer anderen Ursache gestorben sind (nicht tödlicher Krankheitsverlauf) und von an der Erkrankung Verstorbener (tödlicher Krankheitsverlauf) untersucht. Anhand dünner (0,5 μm) und dicker (30 μm) Querschnitte bestimmten die Wissenschaftler das Zellvolumen (V_C), die Zellzahl pro Atemwegsstrecke (N_L) sowie die Volumenanteile an extrazellulärer Matrix (f_ECM) innerhalb der glatten Atemwegsmuskulatur (Airway Smooth Muscle, ASM). Im Fokus standen Ergebnisse für das Verhältnis der gesamten glatten Atemwegsmuskulatur (ASM_area) zum Umfang der retikulären Basalmembran (Basement Membrane Perimeter, Pbm), für V_C und N_L sowie die Volumenanteile f_ASM.

Unterschiede im Krankheitsverlauf

Insgesamt standen 635 Gewebeproben von 51 Kontrollpatienten, 49 Patienten mit nicht tödlichem und 55 Patienten mit tödlichem Krankheitsverlauf zur Verfügung. Der Wert für ASM_area/Pbm war bei tödlichem bzw. nicht tödlichem Verlauf deutlich erhöht (p <0,001 bzw. p = 0,006). Die Werte für f_ASM waren bei tödlichen Asthmaerkrankungen im Vergleich zu den Kontrollen erhöht (p = 0,008), nicht aber bei nicht fatalen Verläufen (p= 0,492). Beschränkt auf große Atemwege (Pbm > 10 mm) waren die ASM-Volumenanteile bei Patienten mit tödlichem Krankheitsverlauf deutlich größer als bei den nicht an Asthma Verstorbenen (p = 0,018). Die f_ECM-Ergebnisse von Asthma- und Kontrollpatienten waren vergleichbar.

Hyperplasie und Hypertrophie

Männer hatten gegenüber Frauen höhere V_C-Werte (p = 0,008). Das V_C war bei tödlichen und nicht tödlichen Verläufen (p = 0,005 und p = 0,014) und hierbei in den großen Atemwegen erhöht (p < 0,001 und p = 0,015). Die Zellzahl pro Atemwegsstrecke war im Kontrollvergleich nur bei tödlichem Ausgang und dann in allen Atemwegen erhöht (p > 0,001, nicht tödlicher Verlauf: p = 0,086). Gegenüber den nicht tödlich verlaufenen Asthmafällen fielen die N_L-Ergebnisse bei tödlichem Ausgang für kombinierte Atemwegsgrößen sowie bei mittleren (Pbm = 4-10 mm) und großen Atemwegen deutlich höher aus (p < 0,001 sowie p < 0,001 und p = 0,003). Die Dauer der Asthmaerkrankung hatte einen kleinen positiven Effekt auf das Verhältnis ASM_area/Pbm (p = 0,012) und N_L (p = 0,042).