Effekte pro-inflammatorischer peptiderger Mediatoren auf die Pathophysiologie entzündlicher Atemwegserkrankungen

Abstract

Die Expression von CGRP und Tachykininen konnte sowohl in Atemwegs- projizierenden Ganglien des sensiblen Nervensystems, als auch in inflammatorischen Zellen innerhalb der Lunge (Tachykinine) oder epithelialen Zellen (CGRP) gezeigt werden. Physiologisch bewirkt CGRP eine Vasodilatation der pulmonalen und bronchialen Gefäße, unter pathophysiologischen Bedingungen mit Epithelschäden kommt zu einer Konstriktion der Bronchien. Eine Aktivierung des Substanz P präferierenden NK-1 Rezeptors führt ebenfalls zu einer Vasodilatation, aber auch zur Bildung von großen Mengen an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Diese wiederum könnten den Transkriptionsfaktor AP-1 induzieren. Bei chronischer Exposition kann es zu Schädigungen des Bronchialepithels kommen. Interessanterweise reagieren die Zellen des Bronchialepithels sowohl auf allergene Stimuli als auch auf das Kondensat des Zigarettenrauchs mit der Bildung von ROS, so dass dieser Effekt unabhängig von einer TH1 oder TH2 Antwort des Immunsystems zu sein scheint. Darüber hinaus tritt die NK-1 Rezeptor-vermittelte Bildung von ROS auch im Magen auf, wenn hochdosiertes Ethanol oder niedrig dosiertes Ethanol in Kombination mit Substanz P in den Magen gelangt. Zusammenfassend kann man vermuten, dass Substanz P nicht nur einen modulierenden Effekt auf die Immunantwort hat, indem es für das Einwandern von inflammatorischen Zellen und die stärkere Aktivierung der Immunzellen sorgt, sondern auch selbst ein Teil einer Immunantwort ist, indem es Noxen direkt durch NK-1 Rezeptor-vermittelte Bildung von ROS neutralisiert. Der Verlust von Epithelzellen, wie in der Lunge beobachtet, wäre im Falle einer viralen Infektion sogar positiv, da infizierte Zellen absterben würden und dadurch die virale Replikation unterbrochen werden würde. Eine chronische Aktivierung dieses Abwehrmechanismus führt dagegen zu den bei Asthma und COPD bekannten Remodelling-Prozessen, wie Hyperplasie des Brochialepithels und dabei besonders der Schleimbecherzellen, zu starken Veränderungen der extrazellulären Matrix, sowie einer Hypersensibilität der Atemwege.

The expression of CGRP and tachykinins was shown in the airway-projecting ganglia of the sensory nervous system and in pro-inflammatory cells within the lung (tackykinins) or epithelial cells (CGRP). CGRP leads to a vasodilatation of pulmonary and bronchial vessel, yet under pathophysiological conditions involving epithelial damage CGRP leads to a constriction of the airways. Activation of the substanz P preferring NK-1 receptor also leads to a vasodilatation, but also to a generation of high levels of reactive oxygen species (ROS). The latter can induce the transcription factor AP-1. Chronic exposure to ROS can lead to epithelial damage in the bronchi. Interestingly, cells of the bronchial epithelium react to allergenic stimuli as well as the non-volatile content (condensate) of cigarette smoke with the generation of ROS. Therefore, this effect seems to be independent of a TH1 or TH2 reaction of the immune system. Furthermore, a NK-1 receptor mediated generation of ROS is seen in the stomach, when high does ethanol or low does ethanol in combination with substance P is instilled into the stomach. Taken together, it is likely that substance P does not only have a modulatory effect on the immune response by inducing infiltration of inflammatory cells and increasing the activation of immune cells, but also itself is a part of the immune response by neutralizing noxious stimuli directly though an NK-1 receptor mediated generation of ROS. The loss of epithelial cells, as seen in the lung, would be positive in case of a viral infection, because infected cells would undergo cell death and hence the viral replication would be interrupted. A chronic activation of this immune response leads to remodeling processes like hyperplasia of the bronchial epithelium in general and of goblet cells in particular as well as strong changes in the extracellular matrix that have been associates with asthma and COPD. This contributes to a hypersensitivity of the airways.