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125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

22. - 25.04.2008, Berlin

Rolle und Wirkungsmechanismus des Gasotransmitters Schwefelwasserstoff (H2S) in der Kontrolle der kontraktilen Aktivität in der longitudinalen Muskulatur des Jejunums der Ratte

Meeting Abstract

  • corresponding author M.S. Kasparek - Chirurgische Klinik, Ludwig-Maximilian´s Universität München, München, Deutschland
  • D.R. Linden - Enteric NeuroScience Program, Mayo Clinic Rochester, Rochester, MN, USA
  • J. Fatima - Gastrointestinal Research Unit, Mayo Clinic Rochester, Rochester, MN, USA
  • C.W. Iqbal - Gastrointestinal Research Unit, Mayo Clinic Rochester, Rochester, MN, USA
  • J.A. Duenes - Gastrointestinal Research Unit, Mayo Clinic Rochester, Rochester, MN, USA
  • M.G. Sarr - Gastrointestinal Research Unit, Mayo Clinic Rochester, Rochester, MN, USA

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 22.-25.04.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. Doc08dgch8787

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2008/08dgch685.shtml

Veröffentlicht: 16. April 2008

© 2008 Kasparek et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Nach Stickstoffmonoxid (NO) und Kohlenmonoxid (CO) wurde Schwefelwasserstoff (H2S) als der dritte sogenannte „Gasotransmitter“ des Gastrointestinaltrakts identifiziert. Ziel: Untersuchung des Effekts und Wirkunsmechanismus von H2S auf die kontraktile Aktivität der longitudinalen Muskulatur des Jejunums der Ratte. Hypothese: H2S führt zur Inhibierung der kontraktilen Aktivität über einen direkten Effekt auf die glatte Muskulatur.

Material und Methoden: Es wurden longitudinale Muskelstreifen des Jejunums von naiven Lewis Ratten untersucht. In 6 Ratten (n=6 Muskelstreifen/Ratte) wurde der Effekt des H2S-Donors Natriumhydrogensulfid (NaHS; 10-5-10-3M) auf die spontane und stimulierte (nach Prä-Kontraktion mit Bethanechol 3x10-6M) kontraktile Aktivität sowie von L-Cystein (Substrat endogener H2S-Produktion; 10-4-10-2M) auf die spontane kontraktile Aktivität untersucht. Propranolol (5x10-6M), Phentolamin (10-5M), Atropin (10-7M; Inhibition adrenerger/cholinerger Neurotransmission), Tetrodotoxin (10-6M; Inhibition der Neurotransmitterfreisetzung vom enterischen Nervensystem), Capsaicin (10-5M; inhibiert primär afferente Nervenfasern), L-NG-Nitro Arginin (L-NNA; 10-4M; NO-Synthase Inhibitor) und Glibenclamid (10-4M; Inhibitor ATP-sensitiver K+-Kanälen) wurden verwendet um die Beteiligung des entrischen Nervensystems, primär afferenter Nervenfasern, NO und ATP-sensitiver K+-Kanälen am Effekt von NaHS zu untersuchen. Der Effekt von L-Cystein wurde ohne/mit Inhibitoren enzymatischer H2S-Produktion (Aminooxyacetic Acid (AOAA; 5x10-4M) und DL-Propargylglycine (PPG; 10-3M)) untersucht. In 6 weitern Ratten (n=4 Muskelstreifen/Ratte) wurde mit Hilfe von AOAA, PPG, L-NNA und dem VIP Antagonisten [D-p-Cl-Phe6,Leu17]-VIP (10-6M) die endogene Freisetzung von H2S während elektrischer Feldstimulation (EFS; 3, 6, 50 Hz) untersucht. Daten entsprechen der Änderung der kontraktilen Aktivität von der Baselineaktivität in % (negative Werte: Abnahme; positive Werte: Zunahme; Mean±SEM). Mittels Immunfluoreszenzmikroskopie wurde die Expression der H2S produzierenden Enzyme Cystathionin-β-Synthase (CBS) und Cystathionin-γ-Lyase (CSE) im Plexus myentericus untersucht.

Ergebnisse: NaHS (10-3M) inhibierte die spontane und stimulierte kontraktile Aktivität (-43±8 und -65±6%; beide p<0.05 vs. Baselineaktivität), wobei der inhibitorische Effekt nach Prä-Kontraktion stärker ausgeprägt war (p<0.05). Glibenclamid hatte keinen Effekt auf die Inhibition der spontanen kontraktilen Aktivität durch NaHS (-53±10 vs. -68±6% (mit Glibenclamid); p=NS), aber verhinderte teilweise die Inhibition der stimulierten kontraktilen Aktivität durch NaHS (-69±9 vs. -42±7% (mit Glibenclamid); p=0.005). Alle anderen Antagonisten verstärkten den inhibitorischen Effekt von NaHS auf die spontane und stimulierte Kontraktile Aktivität (jeweils p<0.05). L-Cystein (10-2M) hatte keinen Effekt auf die kontraktilte Aktivität. Während EFS mit hoher Frequenz (50Hz) zeigte sich eine endogene Freisetzung von H2S. Mittels Immunfluoreszenz konnte die Expression von CBS und CSE im Plexus myentericus nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: H2S ist ein endogener, inhibitorischer Neurotransmitter in der longitudinalen Muskulatur des Jejunums der Ratte. Hierbei wirkt H2S direkt an der glatten Muskulatur, wobei der Effekt nur teilweise über ATP-sensitive K+-Kanäle vermittelt ist. Eine intakte neuromuskuläre Transmission scheint den inhibitorischen Effekt von H2S zumindest teilweise zu verhindern.

Gefördert von: DFG KA 2329/1-1 (MSK).