Auswirkungen normobarer Hyperoxie auf zellulären Stress bei murinen Alveolarmakrophagen (AMJ2-C11)

Abstract

Sauerstofftherapie ist in der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. So ist die künstliche Beatmung mit Hyperoxie elementar wichtig und wird unter anderem dazu genutzt, Patienten mit insuffizienter Atmung zu behandeln. Jedoch ist bekannt, dass länger anhaltende Exposition mit erhöhten Sauerstoffpartialdrücken zu einer übermäßigen Entstehung von Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) führen kann. ROS führen zu Schäden an der DNA, beeinflussen direkt und indirekt Signalmoleküle, Proteinkinasen, Transkriptionsfaktoren sowie pro- und anti-apoptotische Proteine. Da Alveolarmakrophagen aufgrund ihrer physiologischen Position in der Lunge direkt dem alveolären Sauerstoffpartialdruck ausgesetzt sind, wurde in dieser Studie untersucht, wie sich die 24-stündige Exposition bei normobarer Hyperoxie (95 % Sauerstoff, 5 % CO2-Gasgemisch) auf den zellulären Stress auswirkt. Primäre DNA-Schäden wurden mittels des Comet-Assays identifiziert. Hierbei konnte ein signifikanter (p < 0,001) Anstieg von DNA-Schäden von Expositionsgruppe gegenüber standardinkubierten (21 % Sauerstoff - 5 % CO2) Kontrollen nachgewiesen werden. Veränderungen in der Genexpression wurden über die Methode des Western Blots detektiert. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen IkBalpha, Nrf-2 und HO-1, um die Adaptation an die Hyperoxie zu untersuchen. Dabei konnte lediglich für IkBalpha ein signifikanter (p < 0,05) Abfall gezeigt werden, was für eine Aktivierung von NF-kB spricht. Caspase 3, Bax und Bcl-xL wurden als Apoptosemarker überprüft. Hierbei fiel eine signifikant erhöhte (p < 0,05) aktivierte Caspase 3 bei der Expositionsgruppe auf, während auch Bcl-xL in dieser signifikant (p < 0,05) anstieg, Bax jedoch nicht. Des Weiteren wurde der nitrosative Stress untersucht. Hier diente die inudizierbare NO-Synthase (iNOS) als Marker im Western Blot und Nitrotyrosin als Marker in der Immunzytochemie.