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Einfluss von veränderten pH-Werten auf die Partikeltransportgeschwindigkeit und Zilienschlagfrequenz des Trachealepithels der Maus

Reichwein, Johannes


Originalveröffentlichung: (2017) Giessen : VVB Laufersweiler Verlag
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (5.358 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-131082
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2017/13108/


Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Medizinisches Zentrum Chirurgie, Anästhesiologie und Urologie, Klinik Anästhesiologie, operative Intensivmedizin und Schmerztherapie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6371-9
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 01.05.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 04.09.2017
Kurzfassung auf Deutsch: Der extrazellul√§re pH-Wert beeinflusst direkt die reinigende Funktion des Flimmerepithels der unteren Atemwege. Durch die mukozili√§re Clearance wird der Organismus vor pathogenen Keimen und Noxen gesch√ľtzt. Pathophysiologische Prozesse k√∂nnen zu einem Ungleichgewicht des S√§ure-Basen-Haushaltes f√ľhren, was die Funktion des trachealen Flimmerepithels beeinflusst. Die vorliegende Arbeit untersuchte mit In-Vitro-Mikroskopie, inwiefern saure bzw. basische pH-Werte einen Einfluss auf den zili√§ren Transport in der Trachea der Maus haben. Die Ver√§nderungen der pH-Werte wurden durch Austausch der jeweiligen Pufferl√∂sungen unter Zuhilfenahme einer Micro-Perfusions-Pumpe erreicht. Durch die Pumpe wurden keine auf die Zilien einwirkenden Scherkr√§fte entwickelt, die die PTG oder ZSF h√§tten beeinflussen k√∂nnen. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Effekte der pH-Wert√§nderung reversibel waren. Durch Messung der PTG und der ZSF der Trachea in gepufferten L√∂sungen konnte gezeigt werden, dass saure pH-Werte im Bereich von 5,0 und 6,0 einen negativen Effekt, im Sinne einer Verlangsamung, auf die PTG und die ZSF hatten. Vergleichend dazu konnte im basischen pH-Bereich bei 8,0 eine Zunahme von PTG und ZSF verzeichnet werden. Sowohl die Effekte im sauren als auch im basischen Bereich waren bei Wiederherstellung des physiologischen pH-Wertes reversibel. Durch Blockade des Natrium-Protonen-Austauschers mit Amilorid oder des Chlorid-Bikarbonat-Austauschers durch DiDs wurde die Regulation des intrazellul√§ren pH-Werts √ľber die ver√§nderte Funktion des Flimmerepithels √ľberpr√ľft. Bei Hemmung des Natrium-Protonen-Austauschers kam es beim Wechsel von pH-Wert 5,0 auf 7,4 zu einer Reduktion der Beschleunigung und einer deutlich langsameren Regeneration der PTG. Ein direkt die PTG reduzierender Effekt durch Amilorid konnte nicht dargestellt werden. Bei der Inhibition des Chlorid-Bikarbonat-Austauschers in Kombination mit NH4Cl in Pufferl√∂sung pH 7,4 konnten keine signifikanten Ver√§nderungen der ZSF registriert werden. Ein Ungleichgewicht im S√§ure-Basen Haushalt hat sowohl Auswirkungen auf die PTG als auch auf die ZSF. W√§hrend ein erh√∂hter pH-Wert eine Zunahme von PTG und ZSF zur Folge hat, f√ľhrt ein erniedrigter pH-Wert zu deren Abnahme.
Kurzfassung auf Englisch: The extracellular pH directly affects the cleansing function of the ciliated epithelium of the lower respiratory tract. Against pathogens and toxicants the organism is protected by mucociliary clearance. Pathophysiological processes can lead to an imbalance of acid-base balance, which affects the function of the tracheal epithelium. The present work examined with in vitro microscopy, how acidic or basic pH values have an effect on the ciliary transport in the trachea of the mouse. The changes in the pH values were achieved by exchange of the respective culture media with the aid of a micro perfusion pump. By the pump no shear forces acting on the cilia were developed that could have influenced the particle transport velocity or ciliary beat frequency. Furthermore, it was examined whether the effects of pH change were reversible. By measuring the particle transport velocity and the ciliary beat frequency of the trachea in buffered nutrient solutions, it could be shown that acidic pH values in the range of 5,0 and 6,0 have a negative effect, by showing signs of deceleration on the particle transport speed, as well as on the ciliary beat frequency. For comparison, was recorded in the basic pH range of 8,0, an increase of particle transport rate and ciliary beat frequency. Both effects in the acid, as well as in the basic range were reversible with restoration of the physiological pH. Through blockade of the sodium-proton exchanger with amiloride or the chloride-bicarbonate exchanger by DiDs, the regulation of intracellular pH changes on the function of the ciliated epithelium was reviewed. The inhibition of the sodium-proton exchanger lead to a significantly slower regeneration of the particle transport speed and reduced acceleration during the change from pH 5,0 to 7,4. A direct the PTG reducing effect by amiloride could not be shown. In the inhibition of chloride-bicarbonate exchanger in combination with ammonium chloride in buffered solution with pH 7,4, no significant changes in ciliary beat frequency could be registered. An imbalance in the acid-base balance has an effect on both the particle transport velocity, as well as on the ciliary beat frequency. An increased pH results in an increase of particle transport rate and ciliary beat frequency while a decreased pH is leading to their loss.
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