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

Abstract

Die von uns genutzten Untersuchungsverfahren durch Verbesserung bereits bestehenderMethodiken erstmals eine quantitative, hochexakte und reproduzierbare Aminosäureanalytikfreier intrazellulärer Aminosäuren und alpha-Ketosäuren in neutrophilen Granulozyten. BeiBetrachtung einer möglichst geringen erforderlichen Probenmenge, der schonenden PMN-Separation,der Probenvorbereitung und einer möglichst langen Probenhaltbarkeit sowie dergenutzten Fluroreszenz-Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie-Verfahren erfüllen dieseden erforderlichen Anforderungen einer sehr sensitiven und vollwertigen intrazellulärenAminosäuren- und alpha-Ketosäurebestimmung. Im Rahmen des in dieser Arbeit untersuchtenTaurins bzw. Hypotaurins zeigt sich hier eine verstärkte intragranulozytäre Akkumulationsowie bei einem Vergleich mit ihren plasmatischen Vorkommen einen hohenKonzentrationsgradienten. Ferner weisen weiterführende Untersuchungen auf eine hohestoffwechselphysiologische Bedeutung - d. h. relevante metabolische und nutritiveFunktionen Taurins hin, vor allem im Rahmen der Aufrechterhaltung einer intrazellulärenAminosäure- und alpha-Ketosäuresubstrathomöostase sowie für die besonderenStoffwechselanforderungen und pathophysiologischen Erfordernisse von Granulozyten.Obwohl hier ein direkter Zusammenhang bei den gemessenen immunologischenVeränderungen nur vermutet werden kann und Modulationen der freien Taurin- undHypotaurinkonzentration nicht zwangsläufig die Beeinflussung spezifischerpathophysiologischer Stoffwechselwege der PMN wiedergeben müssen, kann jedoch beiBetrachtung der bis jetzt erlangten Forschungsergebnisse angenommen werden, dassdiätetisch sowie pharmakologisch oder auch stoffwechselmodulatorisch induzierteKonzentrationsveränderungen von freiem Taurin und Hypotaurin innerhalb der PMN-Zellenbedeutende stoffwechselphysiologische Determinanten darzustellen scheinen, die dieIntensität und Qualität der granulozytären Immunantwort positiv, aber auch negativ verändernkönnen.Für die klinisch-therapeutische Nutzung im Rahmen erwähnter Erkrankungsformen, wie z.B.Leberzirrhose, Nephrotischem Syndrom, Lungenfibrose oder Sepsis im Allgemeinen, könntendiese Ergebnisse von großer Bedeutung sein. So kann gerade bei Patienten mit bereitsbestehenden krankheitsbedingten Veränderungen intrazellulärer Stoffwechselreaktionensowie des systemischen und intrazellulären Substrathaushaltes die Störung zellulärerAminosäurestoffwechselprozesse in Kombination mit dem Verlust einer suffizienten Aminound alpha-Ketosäuresubstrathomöostase induziert durch eine medikamentöse Therapie weiterepathologische Veränderungen der granulozytären Integrität und Funktion verursachen. Hierkönnen nun mit einer Substitution spezieller Aminosäuren (wie in dieser Arbeit dasbeschriebene Taurin und Hypotaurin) im Rahmen der unterschiedlichen Aufgabenbereicheder Granulozyten bedeutende stoffwechselphysiologische und immunfunktionelleVeränderungen induziert werden. Jedoch müssen die therapiebedingten metabolischen undstoffwechselphysiologischen Auswirkungen auf den intragranulozytären Amino- und alpha-Ketosäurestoffwechsel noch weiter erforscht werden, da die bislang verfügbaren Daten eineabschließende Bewertung über einen grundsätzlichen therapeutischen Einsatz von Taurin undHypotaurin noch nicht zulassen. Gerade vor dem Hintergrund der immunologischenFunktionen migrationsfähiger Zellen wie Granulozyten muß beachtet werden, dass dieAktivierung der Funktionen der PMN-Zellen nicht nur einen positiven Effekt auf dieinflammatorische Situation haben kann, sondern auch eine zusätzliche Schädigungkörpereigener Zellen und Gewebe induzieren kann. Dies ist dann von besonderertherapeutischer Relevanz, wenn zelluläre sowie matrixabhängige Abwehrmechanismen nichtausreichend wirken bzw. durch die Entzündung selbst pathologisch verändert sind. WeitereForschungstätigkeit wird erforderlich sein, um alle hier angesprochenen Fragen auch vor demHintergrund einer Rechtfertigung zusätzlicher Therapiekosten hinreichend klären zu können. Aim of the study was to improve already existing methods for quantitatively high - accurateand reproducible amino acid analytics of free intracellular amino acids and alpha-keto acids inneutrophils (PMN). Here as small sample quantity as possible, a careful PMN-separation aswell as sample-preparation and as long a sample durability as possible to be ensured. We willsupport 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 andderivating test. Furthermore the objektiv of this study was the determination of the alterationsin PMN free intracellular alpha-keto acid profiles and immune function induced by taurineand the required dose as well as duration of exposure dependent taurine. Incubation withtaurine resulted in lower intracellular pyruvat and alpha-ketobutyrate levels, decreased O2- and H2O2-formation and a concomittant significantly increased MPO activity. For that reasonwe believe that considerable changes in neutrophil free-alpha-keto-acid profiles, induced bytaurine, may be one of the determinants in cell nutrition that considerably modulates theimmunological competence of PMN.The results would be very important for treatment of some disease (lungfibrosis, nephroticsyndrom), concerning disease depending errors of metabolic reactions. It´s possible thatpatients with already existing dysfunktion in their aminoacid metabolism develop accessorialchanges of the granulocytic functions. The substitution of specific aminoacids may inducepositive effects in this concern, but an additional analysis is necessary.