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Einleitung: Zellmembranverletzungen finden in unterschiedlichsten Zellsystemen unter physiologischen und pathologischen Situationen statt. Zur Bestätigung einer stattgefundenen Membranverletzung kann das Eindringen von extrazellulären Tracern, die normalerweise nicht intrazellulär vorkommen verwendet werden. Treten Zellmembranverletzungen auf, können intrazelluläre Bestandteile in den extrazellulären Raum gelangen und extrazelluläre Bestandteile, wie zum Beispiel Calcium in die Zelle eindringen und dort massivste Milieu-Veränderungen hervorrufen. Bereits im Anfangsstadium der akuten Pankreatitis kommt es zu einem Übertritt von intrazellulären Bestandteilen wie LDH und Pankreasenzymen in den extrazellulären Raum (Ödem, Blut). Ziel der Studie war es zu analysieren, ob Zellmembranverletzungen bei der Pathogenese der akuten Pankreatitis eine Rolle spielen.

Material und Methoden: Sprague Dawley Ratten erhielten eine supramaximale, maximale, und ½ maximale Pankreasstimulationen mit den Sekretagoga Caerulein, Bombesin und Pilocarpin mittels intraperitonealer Applikation. Zellmembranverletzungen wurden durch die Detektion von intrazellulärem Albumin (MW~67 kD) und IgG (MW~160 kD) nachgewiesen. Kontrolltiere erhielten analoge Kochsalzinjektionen. 5 bis 180 Minuten nach Beginn der Behandlung wurden die Tiere mit Paraformaldehyd perfundiert und fixiert. Gefrierschnitte zum immunhistologischen Nachweis von Albumin und IgG wurden von den Pankreata und der Parotis angefertigt. Eine Quantifizierung der immunhistologischen Färbung erfolgte mittels computergestütztem Bildanalyseverfahren und mittels histologischem Score. Weiterhin wurde das Gewebe elektronenmikroskopisch und durch elektronenmikroskopische Immunhistochemie untersucht.

Ergebnisse: Nur bei Tieren, die eine supramaximale Stimulation mit Caerulein erhielten, die zur Induktion einer ödematösen Pankreatitis geeignet ist, fand sich eine signifikante Zunahme der Antialbuminfärbung in der Immunhistologie im Zytoplasma der Azinuszellen und in intrazellulären Vakuolen (p<0,01). Diese Ergebnisse konnten mittels Elektronenmikroskopie bestätigt werden. Die ersten Veränderungen fanden sich bereits nach 5 Minuten und nahmen in den späteren Zeitpunkten zu, mit einer deutlichen Anfärbung ab 15 Minuten. Das größere Molekül IgG zeigte eine akzentuiertere Anfärbung in späteren Zeitpunkten. In der Parotis als Kontrollorgan, fanden sich keine Zellmembranverletzungen nach den o.g. Stimulationen.

Schlussfolgerung: Die Penetration von Albumin und IgG in Azinuszellen nach Pankreatitisinduktion zeigt, daß Membranverletzungen der Azinusplasmamembran in der sehr frühen Phase der akuten Pankreatits stattfinden. Diese Studie zeigt erstmalig, dass eine biochemische Azinuszell-Stimulation Membranverletzungen verursachen kann. Durch die Membranverletzung kann Kalzium eindringen. Kalzium könnte für die pathologischen intrazellulären Effekte wie z.B. Vakuolenbildung und Verschmelzung von Vesikeln und Vakuolen in der Frühphase der akuten Pankreatitis mitverantwortlich sein. Andererseits führt eine Zellmembranverletzung zum Austreten von Molekülen wie zum Beispiel Pankreasenzymen aus den Azinuszellen, was den Prozess der Pankreatitis initiieren und verstärken kann.