Immunelektronenmikroskopische Lokalisation von NOS I und NOS III in der menschlichen Nasenschleimhaut

Zusammenfassung

Hintergrund: Sowohl das Gefäßsystem als auch die Drüsen der menschlichen Nasenschleimhaut unterliegen einer komplizierten Steuerung durch zentrale und lokale Einflüsse. Neben den klassisch-vegetativen und peptidergen Neurotransmittern kann auch von einer Beeinflussung durch endogen gebildetes Stickoxid (NO) ausgegangen werden. NO führt zur Stimulation des Immunsystems, hat antibakterielle und antivirale Wirkungen und moduliert die Schlagfrequenz des Epithels. Ziel der Untersuchungen war der immunelektronenmikroskopische Nachweis der Lokalisation der NO-Synthase (NOS)-Isoformen I und III in der entzündungsfreien Nasenschleimhaut des Menschen.

Material und Methode: Proben der unteren Nasenmuschel von 35 Patienten wurden in einer Paraformaldehyd-Glutaraldehyd-Mischung fixiert. Nach Dehydrierung, Unicryl-Inkubation und Polymerisation erfolgte zur Markierung von NO die Applikation von Primärantikörpern gegen die neuronale bzw. endotheliale Isoform der NO-Synthase (NOS I und III). Abschließend wurde nach einer Streptavidin-Gold-Markierung und Kontrastierung der Präparate die Auswertung am Transmissionselektronenmikroskop durchgeführt.

Ergebnisse: Immunreaktive nitrerge Nervenfasern fanden sich in Axonen um die seromukösen Drüsen und im Bereich arterieller Gefäße. Besonders in drüsennahen Kapillaren konnte endotheliale NOS nachgewiesen werden. Im endothelialen Zytoplasma von Kapillaren und Arteriolen war eine starke Akkumulation von NO darstellbar. An Fibroblasten des Stromas wurden intensive Immunreaktionen beobachtet.

Schlussfolgerungen: Stickoxide beteiligen sich auf verschiedene Weise an der Regulation der physiologischen Funktionen der Nasenschleimhaut. Als Ko-Transmitter in parasympathischen Nervenfasern kann NO ein neuromodulatorischer, vasodilatatorischer Effekt an Gefäßen und eine stimulierende Wirkung an seromukösen Drüsen zugeschrieben werden. Endothelial gebildetes NO scheint eine relaxierende Wirkung besonders an arteriellen Gefäßen auszuüben. Das Vorkommen von NO an Fibroblasten kann bei strukturellen Veränderungen durch Rhinopathien eine Rolle spielen. Hier bestehen zukünftig Ansatzpunkte zur Therapie verschiedener Rhinitiden.

Abstract

Background: Nasal vasculature and seromucous glands are exposed to complex mechanisms influenced by external as well as internal stimuli. In addition to classic and peptidergic neurotransmitters, Nitric oxide (NO) was increasingly found to be important in the control of various physiological functions. NO regulates nasal immunology, influences macrophages activity and has antiviral and bacteriostatic properties. The aim of this study was to detect the localization of nitric oxide synthases (NOS) I and III in the normal human nasal mucosa with immunoelectron microscopical techniques.

Methods: Specimens of non-inflamed inferior turbinates from 35 patients who required nasal surgery were fixed in phosphate-buffered glutaraldehyde. After dehydration, incubation in unicryl and polymerization ultrathin sections were cut. Primary antibodies against NOS I and III were applied and the immunocomplexes were visualized by an immunocytochemical staining-technique using a gold-labeled antibody. Immunostained structures were photodocumented by using a transmission electron microscope.

Results: NOS-immunoreactive nerve fibers were mainly colocated in parasympathetic nerves in the adventitia of arterial vessels and in periglandular axons. Electron microscopy showed that NOS-positive axons were in close contact with acinus cells. A strong NOS III-immunoreactivity was found in endothelial cells of capillaries near the glands as well as in arterial vessels. Furthermore, immunoreaction products were deposited throughout the cytoplasm of fibroblasts.

Conclusions: Nitric oxide in nerval fibers, seromucous glands and endothelial cells of capillaries and arterial vessels suggests that NO takes part in the regulation of physiological processes of the human nasal mucosa. NO was colocalized in parasympathetic nerves and plays a role in the neurotransmission and neuromodulation of the vascular tone and glandular secretion. Arteries showed a distinctly developed nitric innervation and endothelial accumulation. The NO production in axons of the adventitia and in the endothelium of arteries demonstrated that these vessels are influenced by a dual NO system. Mainly NO could act on these structures with vasodilatatory effects. Finally NO would be able to influence the functions of perivascular fibroblasts.

Schlüsselwörter

Stickstoffmonoxid - Nasenschleimhaut - Neurotransmitter - Immunelektronenmikroskopie

Key words

Nitric oxide - Human nasal mucosa - Neurotransmitters - Immunoelectron microscopy

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