Auswirkung von normobarer Hyperoxie auf die mitochondriale Atmung von Alveolarmakrophagen

Abstract

In vorrangegangenen Studien konnte gezeigt werden, dass Sauerstoffradikale toxisch auf die Zelle wirken. Häufig wurde dabei die Zelle isoliert und außerhalb ihrer Physiologie untersucht. Die vorliegende Untersuchung sollte deshalb an der intakten Zelle die Auswirkung von normobarer Hyperoxie klären. Die Funktion der Atmungskette wurde als Parameter gewählt, da dort viel Sauerstoffmetabolismus herrscht und freie Radikale entstehen. Sauerstofftoxizität sollte dort deshalb besonders gut darstellbar sein. Zur Untersuchung der Auswirkung wurde ein hochauflösendes Respirometer verwendet. Damit war die Darstellung des Sauerstoffmetabolismus nahe an der Physiologie der Zelle möglich. Gezeigt werden sollte damit, ob eine normobare Hyperoxie von 24h die Aktivität der Atmungskette beeinflusst und es dabei zu einer gleichmäßigen Beeinflussung kommt oder ob verschiedene Komplexe stärker beeinträchtigt werden. Außerdem sollte geklärt werden, ob die Kopplung der Atmungskette an die oxidative Phosphorylierung beeinflusst wird. Als Zellmodell wurden Alveolarmakrophagen gewählt, die in 95 % Sauerstoffatmosphäre inkubiert wurden. Diese wurden mit Zellen derselben Zellreihe und Passage verglichen, welche wiederum in Raumluft inkubiert wurden.Die Exposition über 24 Stunden zeigte, dass Sauerstoff die maximale Kapazität des Elektronen Transport Systems verringert, die Integrität der Zelle beschädigt und vor allem die Aktivität von Komplex II vermindert. Desweiteren kam es zu einer Beeinträchtigung der Kopplung des Elektronen Transport Systems an die oxidative Phosphorylierung. Die Studie konnte damit zeigen, dass normobare Hyperoxie von 24 Stunden Schäden an den Enzymen der Atmungskette von Alveolarmakrophagen verursacht und sie damit in ihrer Physiologie gestört werden. Diese Informationen könnten dem weiteren Verständnis von molekularen Mechanismen der zellulären Physiologie im Rahmen von Sauerstofftoxizität helfen.