Regulation der Apoptose von Immun- und Parenchymzellen im hämorrhagischen Schockmodell der Maus

Abstract

In dieser Arbeit wurde der Einfluss eines hämorrhagischen Schocks (HS) auf die Aktivierung der Apoptose in Immunzellen und viszeralen Organen und die dadurch resultierende Immunsuppression in einem Mausmodell untersucht. Dabei wurden die Kaspase-abhängigen Signalwege, die zur Einleitung der Apoptose führen, in einem Untersuchungszeitrahmen von 0 h bis 72 h post Operation näher analysiert. In den Splenozyten erfolgt in den hämorrhagischen Tieren die Aktivierung der Initiatorkaspasen-8 bzw. -9 und der Effektorkaspasen-3 und -7 in einem biphasischen Kurvenverlauf über den analysierten Zeitraum mit maximalen Aktivitäten bei 0 h und 72 h und einem geringen Wert 24 h nach der Operation. Der hämorrhagische Schock bewirkt in den T-Lymphozyten, die aus der Milz isoliert wurden, eine zeitabhängige Expression des TNF-Rezeptors, wodurch der extrinsische Signalweg der Apoptose induziert wird, mit einem ähnlichen Verlauf. Die Western Blot-Analysen zur Expression der mitochondrialen Proteine Bax und Bcl-2 belegen, dass in den HS-Tieren eine gegenläufige Expression stattfindet. Der HS verursacht eine Hochregulierung des Bax und eine Herunterregulierung des Bcl-2 von 0 h bis 72 h. In dem Nierenparenchym der hämorrhagischen Tiere entsteht eine im zeitlichen Verlauf ähnliche Aktivierung der untersuchten Kaspasen. Die Expression des Bcl-2 Proteins nimmt in dem Zeitraum ab, während das Bax Protein von 24 h zu 72 h in gleichbleibender Intensität exprimiert wird. Auch im Lungenparenchym zeigen die HS-Tiere einen biphasischen, zeitabhängigen Verlauf der Aktivitäten der Kaspasen mit den in den Splenozyten beschriebenen Charakteristika. Das mitochondriale Bcl-2 wird von 0 h bis 72 h nach der Operation herunterreguliert, aber die Expression des Bax unterscheidet sich nicht von der der Kontroll-Tiere. Gewebespezifische Unterschiede erscheinen bei der Messung der Kaspase-Aktivitäten in der Leber, da die Aktivierungen der Kaspasen in einer anderen Intensität und einem anders regulierten zeitlichen Verlauf folgen. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals anhand eines Blutdruck angepaßten HS-Modells der Maus mit/ohne Laparotomie ein signifikanter, direkter Einfluss des HS auf die Aktivierung der Apoptose von Immun- und Parenchymzellen nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich eine starke individuelle Regulation der apoptotischen Signalwege innerhalb der untersuchten Organe.

In this study the influence of hemorrhagic shock (HS) on activation of apoptosis in cells of immune system and visceral organs and resulting immunosuppression was thereby in a murine model examined. The caspase dependent pathways that inducing apoptosis were analysed more closely in a time frame of 0 hrs to 72 hrs post operation. In hemorrhagic animals activation of initiator caspase-8 rather -9 and effector caspases-3 and -7 in spleno-cytes occur in a biphasic course with maximal activity at 0 hrs and 72 hrs in time frame and lower data at 24 hrs post operation. Hemorrhagic shock causes in splenic T lymphocytes a time-dependent expression of TNF-receptor with similar course whereby extrinsic apoptotic pathway is induced. Western Blot analyses of expression of mitochondrial proteins Bax and Bcl-2 allocate, that an opposing trend of expression in HS animals proceeds. HS causes a Bax upregulation and downregulation of Bcl-2 at 0 hrs to 72 hrs. In hemorrhagic animals arise a similar in time dependent course activation of examined caspases in renal parenchym. Bcl-2 protein expression decrease while Bax protein is expressed 24 hrs to 72 hrs in similar intensity. Also in lung parenchymal cells the HS animals display a biphasic, time-dependent course of caspase-activity with characteristics like in splenocytes. The mitochondrial Bcl-2 is downregulated at 0 hrs to 72 hrs post operation, but Bax expression is not different of expression of control animals. In liver tissue specific differences appear on measurement of caspase activity, because caspase activities proceed in another intensity and different time-dependent course. In this study it could be first time in a pressure regulated murine HS model with and without laparotomy a significant direct influence on apoptosis activation of immune competent and parenchymal cells demonstrated. A highly individual regulation appear in apoptotic signalling pathways in examined organs.