Rauchen supprimiert das angeborene Immunsystem

Das Epithel der Atemwege stellt einen direkten Kontakt zwischen dem Blutkreislauf und der eingeatmeten Luft her. Das Epithel der Atemwege ist ein Teil des angeborenen Immunsystems und bildet, zusammen mit löslichen Faktoren, einen wirksamen Schutz gegen die Besiedlung pathogener Mikroorganismen. Ext...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Herr, Christian
Beteiligte: Bals, Robert (Prof. Dr. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2009
Innere Medizin
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Das Epithel der Atemwege stellt einen direkten Kontakt zwischen dem Blutkreislauf und der eingeatmeten Luft her. Das Epithel der Atemwege ist ein Teil des angeborenen Immunsystems und bildet, zusammen mit löslichen Faktoren, einen wirksamen Schutz gegen die Besiedlung pathogener Mikroorganismen. Extrinsische Faktoren wie Umweltverschmutzung und Zigarettenrauch, oder intrinsische Faktoren wie eine allergische Entzündung können das angeborene Immunsystem in seiner Funktion schwächen und damit zu einer Erkrankung beitragen. Raucher erkranken zu einem höheren Prozentsatz an Infektionen der Lunge, außerdem ist Zigarettenrauch ein Hauptrisikofaktor für die Entwicklung einer COPD. Die Mechanismen, die dieser erhöhten Suszeptibilität zu Grunde liegen, sind weitgehend unklar. Das Ziel dieser Arbeit ist die Charakterisierung des Einflusses von Zigarettenrauch auf das angeborene Immunsystem der Lunge im Rahmen einer bakteriellen Infektion. Im Sputum von rauchenden Pneumoniepatienten wurden geringere Konzentrationen des antimikrobiellen Peptids hBD-2 gefunden, als bei nicht rauchenden Patienten. Dieses Ergebnis konnte in einem in vitro Berauchungsmodell mit primären humanen Atemwegsepithelzellen bestätigt werden. Dabei wurde die Expression von hBD-2 nach der Infektion mit P.aeruginosa PAOI signifikant durch Zigarettenrauch unterdrückt, was mit einer verringerten Konzentration von hBD-2 und einem besseren Überleben der Bakterien korrelierte. Die Produktion proinflammatorischer Zytokine wurde durch Zigarettenrauch nicht beeinflusst. Die Behandlung der Zellen mit Katalase vor und während des Berauchens konnte die Induktion von hBD-2 durch P.aeruginosa zum Teil wieder herstellen. Da Katalase als Antioxidanz die Funktion des angeborenen Immunsystems beeinflusst, wurde die Expression einzelner Proteine des antioxidativen Systems der Zellen in Abhängigkeit von Zigarettenrauch und bakterieller Stimulation untersucht. Zigarettenrauch induzierte die Expression von Thioredoxin-1; MnSOD wurde nur durch die Infektion mit P.aeruginosa hochreguliert. Da andere Gruppen bereits zeigen konnten, dass Inhaltsstoffe von Zigarettenrauch die antioxidativ wirksamen Proteine in ihrer Funktion beeinträchtigen können und direkten Einfluss auf die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren haben, wurde die Expression von Proteinen untersucht, die mit Zellstress assoziiert sind. Die Chaperone Hsp-70 und Hsp-90 spielen bei der Proteinfaltung und dem Proteintransport eine Rolle. Ihre Expression wird allerdings auch durch Hitzestress oder chemisch hervorgerufenen Stress induziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Expression von Hsp-70 durch Zigarettenrauch signifikant induziert und konnte durch Katalase reduziert werden. Des weiteren zeigte sich, daß durch Zigarettenrauch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB nach der Stimulation mit P.aeruginosa verhindert wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das antimikrobielle Peptid hBD-2 eine wichtige Rolle bei der Reaktion des angeborenen Immunsystems der Lunge spielt. Seine Expression nach bakterieller Stimulation wird durch Zigarettenrauch verhindert und kann durch Katalase wieder verstärkt werden. Der zu Grunde liegende Mechanismus beinhaltet eine Inhibition der Aktivierung von NF-κB p65 durch Zigarettenrauch nach bakterieller Stimulation. Da die Abgabe der Zytokine IL-6 und IL-8 durch Zigarettenrauch nicht beeinflusst wird, ist anzunehmen, dass die Expression dieser Zytokine nur zum Teil durch NF-κB reguliert wird.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2009.0423