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Der Einfluß von Taurin und beta-Alanin auf die Pools primärer Amino- und alpha-Ketosäuren sowie ausgewählte Immunfunktionen in menschlichen polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten

Burchert, Diana


Originalveröffentlichung: (2011) Giessen : VVB Laufersweiler 2011
pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.089 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Zentrum für Chirurgie, Anaesthesiologie und Urologie, Klinik für Anaesthesiologie, Operative Intensivmedizin und Schmerztherapie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5710-7
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.01.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 08.03.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Die von uns genutzten Untersuchungsverfahren durch Verbesserung bereits bestehender
Methodiken erstmals eine quantitative, hochexakte und reproduzierbare Aminosäureanalytik
freier intrazellulärer Aminosäuren und alpha-Ketosäuren in neutrophilen Granulozyten. Bei
Betrachtung einer möglichst geringen erforderlichen Probenmenge, der schonenden PMN-Separation,
der Probenvorbereitung und einer möglichst langen Probenhaltbarkeit sowie der
genutzten Fluroreszenz-Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie-Verfahren erfüllen diese
den erforderlichen Anforderungen einer sehr sensitiven und vollwertigen intrazellulären
Aminosäuren- und alpha-Ketosäurebestimmung. Im Rahmen des in dieser Arbeit untersuchten
Taurins bzw. Hypotaurins zeigt sich hier eine verstärkte intragranulozytäre Akkumulation
sowie bei einem Vergleich mit ihren plasmatischen Vorkommen einen hohen
Konzentrationsgradienten. Ferner weisen weiterführende Untersuchungen auf eine hohe
stoffwechselphysiologische Bedeutung - d. h. relevante metabolische und nutritive
Funktionen – Taurins hin, vor allem im Rahmen der Aufrechterhaltung einer intrazellulären
Aminosäure- und alpha-Ketosäuresubstrathomöostase sowie für die besonderen
Stoffwechselanforderungen und pathophysiologischen Erfordernisse von Granulozyten.
Obwohl hier ein direkter Zusammenhang bei den gemessenen immunologischen
Veränderungen nur vermutet werden kann und Modulationen der freien Taurin- und
Hypotaurinkonzentration nicht zwangsläufig die Beeinflussung spezifischer
pathophysiologischer Stoffwechselwege der PMN wiedergeben müssen, kann jedoch bei
Betrachtung der bis jetzt erlangten Forschungsergebnisse angenommen werden, dass
diätetisch sowie pharmakologisch oder auch stoffwechselmodulatorisch induzierte
Konzentrationsveränderungen von freiem Taurin und Hypotaurin innerhalb der PMN-Zellen
bedeutende stoffwechselphysiologische Determinanten darzustellen scheinen, die die
Intensität und Qualität der granulozytären Immunantwort positiv, aber auch negativ verändern
können.
Für die klinisch-therapeutische Nutzung im Rahmen erwähnter Erkrankungsformen, wie z.B.
Leberzirrhose, Nephrotischem Syndrom, Lungenfibrose oder Sepsis im Allgemeinen, könnten
diese Ergebnisse von großer Bedeutung sein. So kann gerade bei Patienten mit bereits
bestehenden krankheitsbedingten Veränderungen intrazellulärer Stoffwechselreaktionen
sowie des systemischen und intrazellulären Substrathaushaltes die Störung zellulärer
Aminosäurestoffwechselprozesse in Kombination mit dem Verlust einer suffizienten Amino
und alpha-Ketosäuresubstrathomöostase induziert durch eine medikamentöse Therapie weitere
pathologische Veränderungen der granulozytären Integrität und Funktion verursachen. Hier
können nun mit einer Substitution spezieller Aminosäuren (wie in dieser Arbeit das
beschriebene Taurin und Hypotaurin) im Rahmen der unterschiedlichen Aufgabenbereiche
der Granulozyten bedeutende stoffwechselphysiologische und immunfunktionelle
Veränderungen induziert werden. Jedoch müssen die therapiebedingten metabolischen und
stoffwechselphysiologischen Auswirkungen auf den intragranulozytären Amino- und alpha-
Ketosäurestoffwechsel noch weiter erforscht werden, da die bislang verfügbaren Daten eine
abschließende Bewertung über einen grundsätzlichen therapeutischen Einsatz von Taurin und
Hypotaurin noch nicht zulassen. Gerade vor dem Hintergrund der immunologischen
Funktionen migrationsfähiger Zellen wie Granulozyten muß beachtet werden, dass die
Aktivierung der Funktionen der PMN-Zellen nicht nur einen positiven Effekt auf die
inflammatorische Situation haben kann, sondern auch eine zusätzliche Schädigung
körpereigener Zellen und Gewebe induzieren kann. Dies ist dann von besonderer
therapeutischer Relevanz, wenn zelluläre sowie matrixabhängige Abwehrmechanismen nicht
ausreichend wirken bzw. durch die Entzündung selbst pathologisch verändert sind. Weitere
Forschungstätigkeit wird erforderlich sein, um alle hier angesprochenen Fragen auch vor dem
Hintergrund einer Rechtfertigung zusätzlicher Therapiekosten hinreichend klären zu können.
Kurzfassung auf Englisch: Aim of the study was to improve already existing methods for quantitatively high - accurate
and reproducible amino acid analytics of free intracellular amino acids and alpha-keto acids in
neutrophils (PMN). Here as small sample quantity as possible, a careful PMN-separation as
well as sample-preparation and as long a sample durability as possible to be ensured. We will
support based on the results of Fuchs and his staff (Fuchs et al., 1990), a reversed-phase highperformance-
liquid chromatography with o-Phtalotrialdehyd (OPA) for free as Fluorphor and
derivating test. Furthermore the objektiv of this study was the determination of the alterations
in PMN free intracellular alpha-keto acid profiles and immune function induced by taurine
and the required dose as well as duration of exposure dependent taurine. Incubation with
taurine resulted in lower intracellular pyruvat and alpha-ketobutyrate levels, decreased O2- and H2O2-formation and a concomittant significantly increased MPO activity. For that reason
we believe that considerable changes in neutrophil free-alpha-keto-acid profiles, induced by
taurine, may be one of the determinants in cell nutrition that considerably modulates the
immunological competence of PMN.
The results would be very important for treatment of some disease (lungfibrosis, nephrotic
syndrom), concerning disease depending errors of metabolic reactions. It´s possible that
patients with already existing dysfunktion in their aminoacid metabolism develop accessorial
changes of the granulocytic functions. The substitution of specific aminoacids may induce
positive effects in this concern, but an additional analysis is necessary.