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126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

28.04. - 01.05.2009, München

Mechanischer Stretch verstärkt die LPS-induzierte Entzündungsreaktion intestinaler Glattmuskelzellen und Makrophagen

Meeting Abstract

  • S. Wehner - Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universität Bonn, Bonn, Deutschland
  • S. Schuchtrup - Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universität Bonn, Bonn, Deutschland
  • M. Lysson - Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universität Bonn, Bonn, Deutschland
  • A. Hirner - Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universität Bonn, Bonn, Deutschland
  • corresponding author J.C. Kalff - Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universität Bonn, Bonn, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 28.04.-01.05.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09dgch11358

DOI: 10.3205/09dgch773, URN: urn:nbn:de:0183-09dgch7736

Published: April 23, 2009

© 2009 Wehner et al.
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Einleitung: Das mechanische Darmtrauma ist eine unausweichliche Konsequenz chirurgischer Eingriffe und führt bei abdominellen Operationen über eine massive Entzündung der Darmwand zum postoperativen Ileus. Als Auslöser werden sowohl das mechanische Trauma als auch die Translokation von Bakterien oder LPS diskutiert. An der Entzündungsreaktion sind zahlreiche Zelltypen beteiligt, wobei den residenten Makrophagen und glatten Muskelzellen der Tunica muscularis eine zentrale Rolle zukommt. Ziel dieser Studie ist es, die molekularen Reaktionen eines mechanischen Traumas und einer LPS Stimulation isoliert und gemeinsam in beiden Zelltypen zu untersuchen.

Material und Methoden: Intestinale (iSMC) und vaskuläre Glattmuskelzellen (vSMC) und Makrophagen (iMacs) aus Ratten wurden in An- und Abwesenheit von 100ng/ml LPS einem repetitiven Stretchtrauma für 6 Stunden unterzogen. Anschließend wurde die Expression von iNOS, COX-2 und IL-6 in iSMC, vSMC und iMacs mittels qPCR bestimmt. Desweiteren wurde die gegenseitige Stimulation zwischen iSMC und iMacs durch konditionierte Kultuüberstände nach Stretchtrauma mittels qPCR von MIP-1α, MIP-2, COX-2, IL-6 und iNOS untersucht.

Ergebnisse: Während die Expression keines der getesteten Gene in iSMC durch das Stretchtrauma erhöht wird, werden IL-6 (3-fach) und iNOS (292-fach) signifikant durch eine LPS-Stimulation erhöht. Interessanterweise sind iNOS (1250-fach) und IL-6 (5-fach) bei einer kombinierten Stimulation durch LPS und Stretch nochmals signifikant gegenüber der alleinigen LPS Stimulation erhöht. In vSMC zeigt sich ein gänzlich anderes Expressionmuster. Während LPS wiederum eine signifikante Steigerung der iNOS Expression bewirkt, erhöht das zusätzliche Stretchtrauma diese nicht weiter. Zudem konnte in keiner Gruppe eine signifikante Steigerung der IL-6 Expression gemessen werden. Jedoch wird die COX-2 Expression in vSMC durch Stretch und eine Kombination aus Stretchtrauma und LPS signifikant erhöht. In iMacs zeigte sich in keiner Gruppe eine Veränderung der Genexpression durch das mechanische Trauma. Jedoch wurden alle Gene nach LPS Stimulation signifikant vermehrt exprimiert. Dieser Effekt ließ sich wiederum durch ein zusätzliches Stretchtrauma steigern. Die gegenseitige Stimulation beider Zelltypen durch konditionierte Medien zeigte, dass sich durch die Kulturüberstände von iSMC nach Stretch die Genexpression von MIP-2, iNOS und COX-2 in iMacs signifikant gegenüber den Medien ungestretchter iSMC erhöhte. Im umgekehrten Fall konnte durch das konditionierte Medium von iMacs keine erhöhte Genexpression von IL-6, iNOS und COX-2 in iSMC induziert werden.

Schlussfolgerung: Ein mechanisches Trauma alleine reicht nicht zur Initiation einer proinflammatorischen Genexpression in iSMC und iMacs aus, verstärkt aber den Effekt einer LPS Stimulation. iSMC liberieren jedoch nach einem mechanischen Trauma unbekannte Mediatoren, die wiederum zur Aktivierung von iMacs führen. vSMC zeigen ein unterschiedliches Verhalten gegenüber iSMC und sind durch ein Stretchtrauma stimulierbar. Diese Ergebnisse deuten auf eine Toleranz von iSMC gegenüber einem mechanischen Trauma hin. Die Induktion proinflammatorischer Gene im Rahmen eines kombinierten LPS/Stretch Stimulus in iSMC und iMacs scheint die Grundlage der massiven Entzündungsreaktion beim POI zu sein. Die Aufklärung der molekularen Mechanismen könnte zur Identifikation neuer Ziele zur Verhinderung überschießender intestinaler Entzündungsreaktionen beitragen.