Der Einfluss von Vitamin D auf das angeborene Immunsystem

Das angeborene Immunsystem dient der schnellen und wirksamen Abwehr von Pathogenen. Eine fein abgestimmte Regulation seiner Funktion ist entscheidend für die Integrität des Organismus. Verschiedene endogene Faktoren (z. B. Hormone oder Zytokine) sowie exogene Faktoren (z. B. Zigarettenrauch oder Umw...

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Branscheidt, Meret
Beteiligte: Bals, Robert (Dr. med., Dr.rer nat.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Medizin
Ausgabe:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0507
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Das angeborene Immunsystem dient der schnellen und wirksamen Abwehr von Pathogenen. Eine fein abgestimmte Regulation seiner Funktion ist entscheidend für die Integrität des Organismus. Verschiedene endogene Faktoren (z. B. Hormone oder Zytokine) sowie exogene Faktoren (z. B. Zigarettenrauch oder Umweltpathogene) können das komplexe Gleichgewicht beeinflussen. Zu den klassischen Funktionen von Vitamin D gehört die Regulierung des Kalzium- und Phosphatmetabolismus. Erst in den letzten Jahren wurde die Bedeutung von Vitamin D für die Physiologie des angeborenen und adaptiven Immunsystems erkannt. Die genauen molekularen Abläufe, über die Vitamin D seine Wirkung als Immunmodulator entfaltet, sind bisher nur teilweise verstanden. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung des Einflusses von Vitamin D auf verschiedene Funktionen des angeborenen Immunsystems nach Kontakt mit bakteriellen Pathogenen. In einem weiteren Schritt sollten die Auswirkungen von Zigarettenrauch auf die beobachteten Vitamin-D-Effekte analysiert werden. Humane Makrophagen und neutrophile Granulozyten wurden mit Vitamin D in verschiedenen Konzentrationen sowie mit unterschiedlichen Toll-like-Rezeptor-Liganden inkubiert. Untersucht wurde die Expression des einzigen bisher bekannten humanen Cathelizidins hCAP-18/LL-37, die Ausschüttung proinflammatorischer Zytokine und die bakterielle Eliminationsrate unter Verwendung von quantitativer real time-PCR (qRT-PCR), Western-Blot, ELISA und eines bakteriellen Eliminationsassays. Weiter wurden häufig verwendete Modellsysteme, wie die Zelllinien MonoMac 6 und U937 sowie murine Makrophagen, unter den für primäre humane Zellen verwendeten Konditionen stimuliert und die erhobenen Befunde verglichen. Um eine mögliche Interaktion zwischen Zigarettenrauch und Vitamin D zu untersuchen, wurden primäre humane Makrophagen mit beiden Substanzen inkubiert und die Expression von hCAP-18/LL-37 Zytokinen analysiert . Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit belegen eine antimikrobielle und antiinflammatorische Wirkung von Vitamin D auf humane Makrophagen und neutrophile Granulozyten. In humanen Makrophagen und neutrophilen Granulozyten kommt es zu einer gesteigerten Synthese von LL-37, während die Ausschüttung der proinflammatorischen Zytokine TNF- und IL-1 vermindert ist. Diese Effekte gehen Zusammenfassung II mit einer Verbesserung der Eliminationsrate von lebenden Bakterien einher. Signifikante Effekte lassen sich dabei für Konzentrationen detektieren, die über den aktuellen Empfehlungen des Institute of Medicine für eine ausreichende Vitamin-D-Versorgung liegen. Bei der Analyse der Modellsysteme zeigte sich, dass Vitamin D die Synthese des murinen LL-37-Homologs mouse cathelicidin related antimicrobial peptide (mCRAMP) nicht verändert. In den untersuchten humanen Zelllinien kam es nach Vitamin D Gabe zu einer gesteigerten LL-37-Expression, jedoch blieb die Zytokinantwort unbeeinflusst. Zigarettenrauch interferierte mit der Funktion von Vitamin D als Immunmodulator, indem er die Vitamin-D-vermittelte antimikrobielle Wirkung hemmte. Ein Einfluss auf die antiinflammatorischen Effekte ließ sich nicht nachweisen. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen die Bedeutung von Vitamin D für die Physiologie des Immunsystems. Seine Wirkung auf die Synthese endogener Antibiotika und die Entzündungsreaktion bieten interessante Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Therapiestrategien. Die Erhebungen der Dosis-Wirkungs-Beziehung in Zusammenschau mit aktuellen epidemiologischen Daten sowie die Interaktion zwischen Zigarettenrauch und Vitamin D könnten eine wichtige Rolle für die präventive Gesundheitsmassnahmen spielen.
DOI:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0507