Stressantwort in Ozon-induzierten Lungeschäden und deren Modulation durch Ambroxol
Sachse, Mariam Ilse
Ozon verursacht als wichtiger Luftschadstoff pathologische Veränderungen des Respirationssystems sowie Einschränkungen der Lungenfunktion. Seine Toxizität beruht dabei auf seiner hohen Oxidationskraft mit Auslösung eines „oxidativen Stresses“. Dieser besteht auch unabhängig von Ozon bei Entzündungsreaktionen und wird als wichtige pathogene Komponente bei der Entstehung verschiedener Lungenerkrankungen wie beispielsweise dem Asthma bronchiale und der COPD postuliert.
Heat Schock Proteine (HSPs) werden nach Exposition mit Stress-Faktoren wie beispielsweise Hyperthermie, Inflammation und oxidativem Stress gebildet und können daher als Parameter für zellulären Stress angesehen werden. Ambroxol wird als mukolytisches Medikament bei Atemwegserkrankungen eingesetzt. Diesem Wirkstoff werden u.a. auch antioxidative Eigenschaften zugeschrieben.
Ziel dieser Arbeit ist es, die ozonvermittelte Stressantwort (HSP 32, -60, -70 und HSC 70) in der Lunge sowie eine eventuelle Protektion durch zusätzliche Ambroxolgabe zu untersuchen. Dazu wurden Sprague Dawley Ratten Ozon in unterschiedlicher Konzentration und Dauer (8h mit 1,5 bzw. 3ppm oder 12h bzw. 24h mit 0,6ppm) mit und ohne Ambroxolgabe ausgesetzt und anschließend die HSP Protein- und m-RNA-Expression im Gesamtlungengewebe mittels Western Blot und PCR bestimmt.
Die zeit- und konzentrationsabhängige Zunahme der HSP 32-Expression nach Ozonexposition (360%-989,3%) wurde durch eine zusätzliche Ambroxolgabe gehemmt (119,8%). Unter Ozonexposition war vermehrt HSP 70 m-RNA (163,4%-249,8%) bei allerdings stark verminderter HSP 70 Konzentration (10,7%-53,7%) nachweisbar. Bei zusätzlich verabreichtem Ambroxol war der Proteinabfall weniger stark ausgeprägt (46,5%-69%). Die Proteinkonzentrationen von HSC 70 und HSP 60 stellen sich insbesondere bei den kürzeren Expositionszeiten (8 und 12h) vermindert dar (9,3%-55,3% bzw. 40,2%-76,3%). Unter zusätzlicher Ambroxolgabe war die Ozon-bedingte Verminderung des HSC 70 geringer ausgeprägt (61,3%), bei HSP 60 war kein eindeutiger Effekt auf die Proteinexpression nachweisbar. Eine alleinige Ambroxolgabe bewirkte eine Hemmung von HSP 70 und HSP 60, HSP 32 war nach Ambroxolapplikation vermehrt nachweisbar, während HSC 70 kaum durch Ambroxol beeinflusst wurde.
Die Ergebnisse zeigen unterschiedliche Auswirkungen der Ozonexposition auf die verschiedenen HSPs. Ozon bewirkte eine erhöhte HSP 32 Expression, zudem war eine verstärkte Induktion der HSP 70 mRNA durch Ozon zu beobachten. HSC 70 und HSP 60 hingegen waren nach Ozon vermindert nachweisbar. Möglicherweise zeigt diese Hemmung eine Prioritätensetzung zugunsten anderer HSPs auf. Ambroxol verminderte die Ozonbedingte HSP 32 Stressantwort. Diese Beobachtung unterstreicht das Postulat von Ambroxol als eine potente antioxidative Substanz mit möglicher protektiver Wirkung auf das Lungengewebe.
Philipps-Universität Marburg
Medical sciences Medicine
urn:nbn:de:hebis:04-z2007-03411
opus:1677
https://doi.org/10.17192/z2007.0341
Ozon
urn:nbn:de:hebis:04-z2007-03411
doctoralThesis
opus:1677
Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg
Universitätsbibliothek Marburg
Innere Medizin
https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2007/0341/cover.png
Sachse, Mariam Ilse
Sachse
Mariam Ilse
Medizin
2007
monograph
Ambroxol
110
application/pdf
Ozon verursacht als wichtiger Luftschadstoff pathologische Veränderungen des Respirationssystems sowie Einschränkungen der Lungenfunktion. Seine Toxizität beruht dabei auf seiner hohen Oxidationskraft mit Auslösung eines „oxidativen Stresses“. Dieser besteht auch unabhängig von Ozon bei Entzündungsreaktionen und wird als wichtige pathogene Komponente bei der Entstehung verschiedener Lungenerkrankungen wie beispielsweise dem Asthma bronchiale und der COPD postuliert.
Heat Schock Proteine (HSPs) werden nach Exposition mit Stress-Faktoren wie beispielsweise Hyperthermie, Inflammation und oxidativem Stress gebildet und können daher als Parameter für zellulären Stress angesehen werden. Ambroxol wird als mukolytisches Medikament bei Atemwegserkrankungen eingesetzt. Diesem Wirkstoff werden u.a. auch antioxidative Eigenschaften zugeschrieben.
Ziel dieser Arbeit ist es, die ozonvermittelte Stressantwort (HSP 32, -60, -70 und HSC 70) in der Lunge sowie eine eventuelle Protektion durch zusätzliche Ambroxolgabe zu untersuchen. Dazu wurden Sprague Dawley Ratten Ozon in unterschiedlicher Konzentration und Dauer (8h mit 1,5 bzw. 3ppm oder 12h bzw. 24h mit 0,6ppm) mit und ohne Ambroxolgabe ausgesetzt und anschließend die HSP Protein- und m-RNA-Expression im Gesamtlungengewebe mittels Western Blot und PCR bestimmt.
Die zeit- und konzentrationsabhängige Zunahme der HSP 32-Expression nach Ozonexposition (360%-989,3%) wurde durch eine zusätzliche Ambroxolgabe gehemmt (119,8%). Unter Ozonexposition war vermehrt HSP 70 m-RNA (163,4%-249,8%) bei allerdings stark verminderter HSP 70 Konzentration (10,7%-53,7%) nachweisbar. Bei zusätzlich verabreichtem Ambroxol war der Proteinabfall weniger stark ausgeprägt (46,5%-69%). Die Proteinkonzentrationen von HSC 70 und HSP 60 stellen sich insbesondere bei den kürzeren Expositionszeiten (8 und 12h) vermindert dar (9,3%-55,3% bzw. 40,2%-76,3%). Unter zusätzlicher Ambroxolgabe war die Ozon-bedingte Verminderung des HSC 70 geringer ausgeprägt (61,3%), bei HSP 60 war kein eindeutiger Effekt auf die Proteinexpression nachweisbar. Eine alleinige Ambroxolgabe bewirkte eine Hemmung von HSP 70 und HSP 60, HSP 32 war nach Ambroxolapplikation vermehrt nachweisbar, während HSC 70 kaum durch Ambroxol beeinflusst wurde.
Die Ergebnisse zeigen unterschiedliche Auswirkungen der Ozonexposition auf die verschiedenen HSPs. Ozon bewirkte eine erhöhte HSP 32 Expression, zudem war eine verstärkte Induktion der HSP 70 mRNA durch Ozon zu beobachten. HSC 70 und HSP 60 hingegen waren nach Ozon vermindert nachweisbar. Möglicherweise zeigt diese Hemmung eine Prioritätensetzung zugunsten anderer HSPs auf. Ambroxol verminderte die Ozonbedingte HSP 32 Stressantwort. Diese Beobachtung unterstreicht das Postulat von Ambroxol als eine potente antioxidative Substanz mit möglicher protektiver Wirkung auf das Lungengewebe.
Philipps-Universität Marburg
Stressantwort in Ozon-induzierten Lungeschäden und deren Modulation durch Ambroxol
2007-06-08
Hitzeschock-Proteine
2011-08-10
Ambroxol
German
Ozone is an important air pollutant that compromises lung function and causes acute lung injury. Cellular injury induces stress related expression of several high conserved proteins. Of those proteins one important group consisits of the heat shock proteins (HSP). Ambroxol, often used in respiratory diseases, is postulated to provide antioxidant properties. To investigate the stress response in ozone-induced lung injury and the potential protection by ambroxol, we analyzed HSP´s protein and mRNA expression in rat whole lung tissue after ozone exposure, with and without ambroxol treatment.
Two groups of Sprague Dawley rats (5 each) were exposed to 3ppm ozone for 8 hours. One group was treated with ambroxol, while the other was not. Two groups (6 each) of control animals were not exposed to ozone, either treated with ambroxol or not. Heat shock protein (HSP 32, -60, -70, -73kD) and mRNA expression were analyzed using specific immunoblot and competive PCR. GAPDH were used to normalize mRNA. HSP 32 protein (436%) and mRNA (536%) were significantly increased in ozone exposed animals (% of controls), while exposed animals treated with ambroxol showed dignificant reduction in protein amount (119%). HSP 60 (40,2%), -70 (10,6%) and -73 (9,3%) protein were significant decreased after ozone exposure. This decrease was inhibited by ambroxol in part (HSP 60; 75,8%, HSP 73: 61,3%, HSP 72: 46,5%). HSP 72 mRNA was elevated in ozone exposed animals (248%) with further increase in those teated with ambroxol, while HSP 60 and 73 mRNA were not significantly changed. Ozone induced lung injury results in HSP 32 expression and decreases HSP 60/72/73, while both is inhibited by ambroxol, suggesting that ambroxol may work as an potent antioxidant.
Medical sciences Medicine
Medizin
2007-05-24
ths
Dr.
Seifart
Carola
Seifart, Carola (Dr.)
Ozone
Stress response in ozone-induced lung injury and its modulation by ambroxol
https://doi.org/10.17192/z2007.0341
PRESERVATION_MASTER
VIEW
Image
PRESERVATION_MASTER