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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. Vorherige Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe zeigen, dass die Aktivierung intestinaler Muskularis-Makrophagen ein Schlüsselereignis bei dieser Entzündungsreaktion darstellt. Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob intestinale Makrophagen direkt durch ein mechanisches Trauma aktiviert werden, oder ob die Anwesenheit glatter Muskelzellen (SMC) dafür notwendig ist.

Material und Methoden: Für die in vitro Untersuchungen haben wir primäre Peritonealmakrophagen, intestinale SMC und die Glattmuskel-Zelllinie A7r5 als Vergleich genutzt. Die Zellen wurden auf Silikonmembranen kultiviert und zur Nachahmung des chirurgischen Traumas mechanisch gestretcht. Die zelluläre Aktivierung wurde anschließend mittels quantitativer PCR anhand der Expression von COX-2, LFA-1, IL-6, und iNOS bestimmt. Zudem wurde die Freisetzung von Prostaglandin E₂ mittels ELISA in den Medienüberständen nachgewiesen.

Ergebnisse: Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die verwendeten Zellkulturen unterschiedlich auf das mechanische Trauma reagieren. SMC zeigten 3 Stunden nach dem mechanischen Trauma eine 4- bis 6-fach erhöhte COX-2 und IL-6 Expression. Bereits 30 Minuten nach dem Stretch stieg die Prostaglandin E₂ Konzentration im Kulturmedium der SMC um 60% an. Makrophagen hingegen zeigten weder eine Veränderung in der COX-2, LFA-1, IL-6 und iNOS Expression, noch einen Anstieg der Prostaglandin E₂ Konzentration. Jedoch führte die Zugabe von konditioniertem Kulturmedium gestretchter Makrophagen in SMC Kulturen zu einer 50-fach erhöhten iNOS Expression. Im umgekehrten Fall induzierte das Medium gestretchter SMC einen 30- bis 40-fachen Anstieg der COX-2 und IL-6 Expression in Makrophagen.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein mechanisches Trauma die Expression und/oder Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren in intestinalen Makrophagen und glatten Muskelzellen induziert. Die dabei von Makrophagen oder SMC freigesetzten Mediatoren induzieren im jeweils anderen Zelltyp eine molekulare Antwort. Aufgrund der sehr frühzeitigen, stretch-induzierten Reaktion der SMC postulieren wir eine initiale Rolle dieser Zellen beim postoperativen Ileus. Diese geht mit einer wechselseitigen Aktivierung intestinaler Makrophagen einer, die dadurch die massive Inflammation der Tunica muscularis initiieren.