Bedeutung von Endothelin bei der Granulozyten-Endothel-Interaktion

Zusammenfassung

Ziel der Studie: Aktivierte humane Granulozyten erhöhen nicht nur die Permeabilität der pulmonalen Gefäße, sondern beeinflussen auch den Vasotonus. Die Untersuchung der möglichen Beteiligung von Endothelin-1 (ET-1) an der Granulozyten-mediierten Druckreaktion war Ziel der vorliegenden Studie. Methodik: Die Untersuchungen wurden am Modell der isolierten, ventilierten und blutfrei perfundierten Kaninchenlunge sowie an einem In-vitro-Ansatz durchgeführt. Humane isolierte und gewaschene Granulozyten wurden in die A. pulmonalis injiziert und mit 10⁶ M N-formyl-L-leucin-methio-nyl-L-phenylalanin (FMLP; n = 6; Kontrolle) stimuliert. Die Registrierung des pulmonalarteriellen Druckes (PAP) erfolgte kontinuierlich über einen pulmonalarteriellen Katheter. Perfusatproben zur ET-1- und Eicosanoid-Bestimmung wurden zu den Zeitpunkten 0, 5, 10, und 15 min gewonnen. In einer weiteren Versuchsserie (n = 6; BQ123-Gruppe) erfolgte vor der FMLP-Stimu-lation die Gabe des selektiven ETA-Rezeptorantagonisten BQ123 (10^-6 M). Zur Untersuchung des möglichen Einflusses des Vaso-konstriktors Thromboxan A₂ auf die Druckreaktion nach Granu-lozytenaktivierung, wurde der Cyclooxygenaseinhibitor Diclofenac (10 μl/ml; n = 6; Diclofenac-Gruppe) vor FMLP-Gabe dem Perfusat zugegeben. Bei In-vitro-Versuchen wurden Granulozytenpräparationen nach Resuspension in Elektrolyt-BSA-Lösung ebenfalls mit 10^-6 M FMLP stimuliert, nach 15 min zentrifugiert und im Überstand die ET-1-Konzentration bestimmt. Ergebnisse: Unmittelbar nach der Granulozytenaktivierung wurde ein Anstieg des PAP auf maximal 18,5 ± 1,6 mmHg registriert. Nach 15 min erreichte der PAP wieder einen mittleren Wert, der 4,8 + 0,8 mmHg über dem Ausgangsniveau lag und der bis zum Versuchsende nahezu unverändert blieb. Nachdem zu den Zeitpunkten 0, 5 und 10 min nach FMLP-Gabe kein ET-1 im Perfusat nachweisbar war, konnte nach 15 min ET-1 detektiert werden. Die Konzentrationen von Thromboxan A₂ und Prostacyclin blieben während des Beobachtungszeitraumes nahezu unverändert. Durch die Vorgabe des ET_A-Rezeptorantagonisten BQ123 wurde die Druckreaktion signifikant inhibiert (p < 0,01 bei 5 und 10 min; p < 0,05 bei 15 und 30 min). Dagegen blieb der Cyclooxygenaseinhibitor Diclofenac ohne wesentlichen Einfluß auf den PAP-Anstieg nach FMLP-Gabe. In den Proben der in vitro stimulierten Granulozyten konnte ET-1 nicht nachgewiesen werden. Schlußfolgerung: ET-1 scheint einer der wesentlichen Mediatoren der durch aktivierte Granulozyten bedingten pulmonalen Vasokonstriktion zu sein. Die Freisetzung von ET-1 erfolgt wahrscheinlich nach Interaktion der aktivierten Granulozyten mit dem Kapillarendothel aus den Endothelzellen.

Summary

Purpose: The interaction of activated granulocytes and endothelial cells influences not only capillary permeability but also increases pulmonary vascular resistance. The aim of this study was to evaluate the role of endothelin-1 (ET-1) during the granulocyte-mediated increase in pulmonary pressure. Methods: The experiments were performed on isolated and ventilated rabbit lungs perfused with a blood-free buffer solution. Isolated, washed human granulocytes were injected into the pulmonary artery and stimulated by 10^-6 M N-formyl-L-leucin-methionyl-L-phenylalanine (FMLP). Pulmonary arterial pressure (PAP) was continuously registered, and perfusate samples were taken to determine ET-1 and eicosanoid levels. To analyse the role of ET-1, six lung preparations were pretreat-ed with the ETA receptor antagonist BQ123 (10^-6 M) prior to FMLP injection. To analyse the role of thromboxane A₂, six additional lung preparations were pretreated with the cyclo-oxygenase inhibitor diclofenac (10 μg/ml). Additionally, granulocytes were stimulated in vitro with FMLP for 15min, and ET-1 concentration was measured in the supernatant. Results: Immediately after FMLP injection, PAP increased to 18.5 ± 1.6 mmHg, descending to values 4.8 + 0.8 mmHg above the baseline after 15 min. At this time, ET-1 could be detected in the perfusate. The concentrations of the cyclooxygenase products thromboxane A₂ and prostacyclin remained nearly unchanged during the observation period. Pretreatment with the ETA receptor antagonist BQ123 significantly reduced the pressure response after FMLP injection (p < 0.01 at 5 and 10 min; p < 0.05 at 15 and 30 min). Pretreatment with the cycloocygenase inhibitor diclofenac failed to inhibit the pressure reaction evoked by activated granulocytes. In contrast to this, ET-1 was not detected after in vitro stimulation of granulocytes. Conclusion: ET-1 is involved as a mediator of pulmonary vasoconstriction due to granulocyte activation. Since in vitro FMLP-stimulation of human granulocytes did not induce ET-1 production, it seems likely that isolated activated granulocytes would not produce ET-1, but provoke the endothelial cells to release ET-1 in the pulmonary circulation.

Schlüsselwörter:

Granulozyten - Endothel - Interaktion

Key words:

Endothelin - Granulocytes - Lung