Operatives Trauma des Darmes bei der Osteopetrosis-Maus

Abstract

Abdominelle Operationen bewirken eine massive Entzündungsreaktion in der Darmwand, die unter anderem zur postoperativen Darmatonie führt. Der postoperative Ileus als fortgeschrittene Form der Darmatonie ist eine alltägliche Komplikation der Abdominalchirurgie und stellt somit klinisch, aber auch ökonomisch ein höchst relevantes Krankheitsbild dar. <br /> Die zugrunde liegenden Pathomechanismen der postoperativen Darmatonie sind trotz ihres alltäglichen Charakters und vieler Erklärungshypothesen weitgehend unbekannt, somit beschränkt sich deren Behandlung auf symptomatisch-empirische Maßnahmen. Um eine kausale Therapie und darüber hinaus eine Prävention entwickeln zu können, müssen die initialen Schritte der Entstehung des postoperativen Ileus genau erforscht werden. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe legen nahe, dass residente Muskularis-Makrophagen eine entscheidende Rolle in der Entstehung der postoperativen Entzündungsreaktion in der intestinalen Tunica muscularis spielen. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob das vollständige Fehlen der Muskularis-Makrophagen zu einer Reduktion der postoperativen Muskularis-Entzündung und nachfolgend zu einer normalisierten Muskelfunktion führt. Verwendet wurden Osteopetrosis-Mäuse mit komplett fehlenden Makrophagen innerhalb der Tunica muscularis des Darmes, bei verminderter Anzahl der Makrophagen in der Mukosa und in anderen Organen.<br /> Osteopetrosis-, Wildtyp- und heterozygote Mäuse wurden einer standardisierten Manipulation des Dünndarms ausgesetzt und 3 und 24 Stunden postoperativ untersucht. Als Kontrollen dienten nicht operierte Tiere. Muskularis-Präparate wurden für histochemische und immunhistochemische Färbungen zur Phagozyten-Quantifizierung resp. Makrophagenlokalisation verwendet. Die Expression von Entzündungsmediatoren wie MIP-1α, IL-6, COX-2, ICAM-1 und MCP-1 in der Darmwand wurde zu verschiedenen Zeitpunkten postoperativ mittels real-time PCR quantifiziert. Weiterhin wurde die in vitro Muskelkontraktilität im Organbad an Jejunumstreifen gemessen. Der gastrointestinale Transit wurde in vivo nach intragastrischer Gabe von Fluoreszenz-markiertem Dextran bestimmt. <br /> Histochemisch zeigte sich bei allen drei manipulierten Gruppen ein signifikanter Anstieg der Phagozyten in der Tunica muscularis im Vergleich zu nicht manipulierten Tieren. Bei den Osteopetrosis-Mäusen war diese Zunahme signifikant geringer (43-fach vs. 180-fach Wildtyp und 176-fach Heterozygote). Die Darmmanipulation bewirkte bei Heterozygoten und Wildtypmäusen eine massive Expression der untersuchten Entzündungsmediatoren in der Tunica muscularis mit einem Maximum nach drei Stunden. Bei den Osteopetrosis-Mäusen war die Mediatoraktivierung signifikant vermindert (MIP-1α: 12,1-fach; IL-6: 3,5-fach; COX-2: 2,3-fach; ICAM-1: 6,7-fach und MCP-1: 18,8-fach). Bei der in vitro Kontraktilitätsmessung war bei Osteopetrosis-Mäusen die bekannte postoperative Minderung der glatten Muskelfunktion signifikant geringer ausgeprägt (13,6 % vs. 41 % Wildtyp und 36,4 % Heterozygote). In dem in vivo GIT wiesen die Osteopetrosis-Tiere bei normalisierter Transitzeit (GC ± SEM: 10,09 ± 0,70 vs. 3,2 ± 0,30 für Wildtyp und 4,7 ± 0,35 für Heterozygote) keine signifikante Auswirkung des chirurgischen Darmtraumas auf. <br /> Unsere Daten zeigen eindeutig, dass durch das komplette Fehlen der Muskularis-Makrophagen bei der Osteopetrosis-Maus sowohl die lokale Entzündungsreaktion der Darmwand als auch die resultierende Motilitätsstörung nach chirurgischem Trauma signifikant gemindert sind. Diese Ergebnisse verdeutlichen die herausragende Rolle der residenten Muskularis-Makrophagen bei den initialen Schritten der Pathogenese des postoperativen Ileus.