Einfluss von chronischem Alkoholkonsum auf die Funktion der Alveolarmakrophagen bei Panendoskopiepatienten

Abstract

Einleitung Neben den postoperativen Pneumonien und ARDS machen perioperativ die pulmonalen Komplikationen den größten Teil bei den alkoholassoziierten Komplikationen aus. Eine überragende Rolle in der pulmonalen Immunabwehr nehmen dabei die Alveolarmakrophagen ein. Um den Einfluss auf die lokale Immunabwehr in der Lunge von Alkoholikern besser verstehen zu können, charakterisierten wir erstmals ex vivo die Funktion der Alveolarmakrophagen bei chronischem Alkoholkonsum aus der BAL bei Panendoskopiepatienten. Methodik Von insgesamt 46 Patienten wurden aus der bronchoalveolären Lavage (BAL) bei elektiver Panendoskopie die Alveolarmakrophagen asserviert. Anschließend wurden die HLA-DR-Expression, die TLR2- und TLR4-Expression sowie die Konzentration von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen ohne und nach Lipopolysaccharid (LPS) Stimulation gemessen. Insgesamt 15 Patienten konnten der Alkoholgruppe zugeteilt (AUD) werden, die Kontrollgruppe (nAUD) bestand aus 31 Patienten. Ergebnisse Die unstimulierten Messungen der Zytokine ergab erhöhte Signifikanzen in der AUD-Gruppe für IL-10, IL-12p70 und IL-1ß. Nach LPS-Stimulation war die IL-10 Konzentration noch signifikant erhöht, während dem gegenüber TNF-α und IL-8 in der AUD-Gruppe signifikant erniedrigt waren. Bei der HLA-DR, sowie den TLR–Expressionen auf den AM konnten keine signifikanten Differenzen der beiden Gruppen gefunden werden. Schlussfolgerung Chronischer Alkoholkonsum kann das Zytokinprofil in der Lunge in zweierlei Hinsicht modifizieren. Zum einen wird teilweise das ursprüngliche Gleichgewicht der Zytokinkonzentration verändert. Zum anderen kann die Kapazität der Zytokinproduktion nach Pathogenkontakt, also die Fähigkeit auf Mikroorganismen zu reagieren, ebenso verändert werden. Dies könnte die erhöhte Ausgangsbereitschaft zu pulmonalen Infekten in der Lunge von chronischen Alkoholabutikern erklären und die im Verlauf einer Infektion erhöhte Mortalität und protrahierte Rekonvaleszenz.

Purpose Alveolar macrophages (AM) are the first barrier against respiratory pathogens in the lung. In addition to phagocytic properties, AMs also activate other immune cells by antigen presentation via HLA-DR or antigen recognition via TLR receptors. Patients with alcohol use disorder (AUD) have higher risks for perioperative pulmonary complications. To gain more insight on modulation of the AM function we seeked to characterize the influence of alcohol on HLA- DR and TLR-2/-4 expression, cytokine levels as well as the capacity of cytokine production after LPS stimulation. Methods 46 patients undergoing elective panendoscopic surgery were included in this observational pilot study. We were able to include 31 non-AUD (nAUD) and 15 AUD patients with a daily alcohol use of over 60g. HLA-DR and TLR-2/-4 expression and cytokine production were assessed by flow cytometer. Results The BALF of all AUD patients showed without LPS stimulation significant higher IL-1ß, IL-10 and IL12p70 cytokine levels. After LPS stimulation IL-10 was also increased, therefore IL-8 and TNF-α levels were depressed. HLA-DR and the expression of TLR-2/-4 were not significant impaired. Conclusion Chronic alcohol abuse leads to an inflammation in the bronchoalveolar space, with elevated cytokine levels and an impaired AM function to react to LPS. To understand the underlying pathways further investigation will be necessary.