Pneumologie 2004; 58 - VPPRS_10
DOI: 10.1055/s-2004-819757

Zur Bedeutung von Apoptose und Proliferation bei NO2-Exposition der Lunge der Ratte

GS Zimmermann 1, A Fehrenbach 1, T Rausch 1, H Fehrenbach 1
  • 1Philipps-Universität Marburg, Klinik für Innere Medizin, SP Pneumologie, Klinische Forschergruppe „Chronische Atemwegserkrankungen“, Marburg

Hintergrund: Nach neueren Studien soll die vermehrte Apoptose von Zellen des Alveolarseptums zum Lungenemphysem führen. NO2, ein Hauptbestandteil von Zigarettenrauch, verfügt über oxidierende Eigenschaften und führt in vitro zur Apoptose von Pneumozyten (Am J Respir Cell Mol Biol 2001, 24, 583–90). Es galt zu untersuchen, ob dieser Effekt auch in vivo auftritt und zum Emphysem führt.

Methoden: ♂♂ Fischer 344 Ratten (Alter 8–12 Wochen) wurden 3, 7 bzw. 21 Tage (je n=6) einer 10 ppm NO2 enthaltenden Atmosphäre exponiert. Eine Gruppe (NO2+ n=6) wurde nach 21 Tagen NO2-Exposition weitere 28 Tage in Raumluft gehalten. In Raumluft gehaltene, altersgleiche Tiere dienten als Kontrolle (3d Co n=4, 21d Co n=7, 49d Co n=6). Die Lungen wurden standardisiert über die Trachea fixiert. Paraffinschnitte wurden immun- bzw. enzymhistochemisch auf Proliferation (Ki67) bzw. Apoptose (TUNEL) untersucht, der Anteil apoptotischer bzw. proliferierender Zellen am Septum stereologisch quantifiziert. An Methacrylat-Schnitten wurden das volumen-gewichtete mittlere Volumen der Alveolen (Vˉva) sowie die Gesamtalveolaroberfläche (Sa) bestimmt.

Ergebnisse (alle Daten sind als Mittelwert±SD angegeben): Unter NO2-Exposition wurde ein vermehrter Anteil an Apoptosen (3d NO2 0,87±0,17 vs. 3d Co 0,10±0,35% Sa) und Proliferation (3d NO2 1,16±0,76 vs. 3d Co 0,08±0,10% Sa) beobachtet. Dieser Effekt verringerte sich über die Dauer der Exposition sowohl für die Apoptose (21d NO2 0,27±0,13 vs. 21d Co 0,08±0,03% Sa) als auch für die Proliferation (21d NO2 0,2±0,22 vs. 21d Co 0,11±0,1% Sa). Vˉva und Sa nahmen über die Dauer der Exposition zu (3d NO2 2253±179; 21d NO2 3078±269 vs. 3d Co 2205±214; 21d Co 2377±239cm2). Obwohl in den Lungen der Kontrolltiere kaum Apoptosen beobachtet wurden, nahm Vˉva in ähnlicher Weise wie bei NO2-exponierten Tieren zu, allerdings zu einem späteren Zeitpunkt. Sa entsprach den Werten exponierten Tiere (21d NO2+ 3120±433 vs. 49d Co 3124±160cm2).

Schlussfolgerung: Eine NO2-Exposition in vivo führt zwar zur Apoptose von Alveolarzellen, nicht jedoch zum Emphysem. Ob die Veränderungen der Lungenarchitektur als Zeichen beschleunigten Wachstums (i. S. einer Adaptation) oder vorzeitigen Alterns der Lunge zu werten ist, bleibt offen.