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Der Einfluss von Tumornekrosefaktor-alpha auf den ziliären Transport in der Trachea der Maus

Schulte, Dagmar


Originalveröffentlichung: (2015) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.706 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-113712
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2015/11371/

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Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Zentrum f√ľr Chirurgie, An√§sthesiologie und Urologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6288-0
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 26.01.2015
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 23.03.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Die mukozil√§re Clearance geh√∂rt zu den angeborenen Verteidigungsmechanismen der Atemwege. Sie sch√ľtzt vor dem Eindringen von Pathogenen in den Organismus. Die zili√§re T√§tigkeit des respiratorischen Epithels spielt die zentrale Schl√ľsselrolle in der Aufrechterhaltung der mukozili√§ren Clearance. Bakterien nutzen die Zilien als Angriffsziel, um in den Organismus einzudringen. Sie heften sich an die Flimmerepithelzellen an und behindern ein koordiniertes Schlagen der Zilien. Dies l√∂st wiederum eine lokale Entz√ľndungsreaktion des Gewebes aus. TNF-alpha ist der Hauptspieler in der Vermittlung der lokalen Entz√ľndungsreaktion. Als eines der wichtigsten proinflammatorischen Zytokine √ľbt es im K√∂rper verschiedene Funktionen aus. Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob TNF-alpha einen Einfluss auf den zili√§ren Transport in der Trachea der Maus aus√ľbt. Mittels Messung der Partikeltransportgeschwindigkeit und der Zilienschlagfrequenz der murinen Trachea im w√§ssrigen Medium konnte gezeigt werden, dass TNF-alpha mit einer Latenzzeit von circa vierzig bis sechzig Minuten eine Erh√∂hung sowohl der PTG als auch ZSF ausl√∂st. Weiterhin zeigte die quantitative PCR, dass TNF-R1 und R2 in der Trachea exprimiert wird. Messungen der ZSF an TNF-R1-/- M√§usen zeigten, dass nach Ausschaltung des TNF-R1 diese Erh√∂hung nicht mehr nachweisbar ist. Um weitere m√∂gliche Signalwege der TNF-alpha induzierten Erh√∂hung der PTG zu untersuchen, wurden Versuche mit NOS-Inhibitoren (L-NAME und L-NMMA), einem muskarinergen Rezeptor-Antagonist (Atropin) und einem 5-HT-Rezeptor-Antagonist (Methysergide) durchgef√ľhrt. Durch die Inhibition der NOS oder des muskarinergen Rezeptors wurde die beschleunigte PTG durch TNF-alpha nicht verhindert. TNF-alpha scheint √ľber einen noch nicht bekannten Signalweg Serotonin-vermittelt den zili√§ren Transport zu aktivieren. Mastzellen und TNF-alpha beeinflussen die Funktion von Epithel im Entz√ľndungsprozess. Mastzellen sind Tr√§ger von Serotonin in intrazellul√§ren Granula. Aufgrund der Ergebnissen dieser Arbeit ist es sehr wahrscheinlich, dass TNF-alpha tracheale Mastzellen √ľber TNF-R1 stimuliert und diese anschlie√üend Serotonin freisetzen. In Folge davon wird die zili√§re T√§tigkeit der murinen Trachea zu erh√∂ht.
Kurzfassung auf Englisch: The mucociliary clearance is part of the innate defense mechanism of the airways. It protects the organism against the invasion of pathogens. The ciliary action of the airway epithelium plays a key role in the maintenance of the mucociliary clearance. Bacteria stick to the cilia and constrict their coordinated beating. This causes a local inflammation of the tissue. TNF-alpha is a major player in the mediation of local inflammation and it acts as one of the main proinflammatory cytokine, which alters several functions in the body. This study examined if TNF-alpha influenced the ciliary transport in the murine trachea. By measuring the particle transport velocity (PTV) and ciliary beat frequency (CBF) in the murine trachea in liquid media I showed that TNF-alpha increases PTV and CBF with a latency of about forty up to sixty minutes. Furthermore quantitative PCR provided evidence that TNF-R1 and R2 are expressed in the murine trachea. Measurements in TNF-R1-/- mice revealed that the activation of CBF was almost completety suppressed. To examine further signaling pathways I applied in further experiments two different NOS-inhibitors, L-NAME or L-NMMA, or the muscarinic receptor antagonist Atropine or the 5HT receptor antagonist Methysergide. These experiments clearly demonstrated that the TNF-alpha mediated increase of the PTV or CBF was neither suppressed by the inhibition of NOS nor by the muscarinic receptor. However, TNF-alpha influences the ciliary transport in the murine trachea via a serotonin mediated pathway but with still unknown receptor subtype. Mast cells and TNF-alpha influence the epithelial function in acute inflammation. Mast cells are carrier of serotonine in granula. It is likely on the present results that TNF-alpha stimulates TNF-R1 receptors of tracheal mast cells which then release serotonine and causes the increase of ciliary activity.
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