Die protektive Wirkung Schwefelwasserstoffs bei oxidativer und inflammatorischer Lungenschädigung

Hochschulschrift

Zusammenfassung: Der akute Lungenschaden (acute lung injury, ALI) stellt aufgrund der schlechten Behandlungsmöglichkeiten ein großes Problem in der Intensivmedizin dar. Die Auslöser des ALI sind vielfältig. Sowohl Entzündung als auch oxidativer Stress, welcher oftmals durch eine therapeutische Sauerstoffgabe verstärkt wird, spielen in der Pathogenese eine wichtige Rolle. Experimentelle Daten der letzten Jahre deuten zunehmend auf die antioxidativen und antiinflammatorischen Eigenschaften des Gasotransmitters Schwefelwasserstoff (H2S) hin. Die Effekte von exogen zugeführtem H2S auf den Lungenschaden oxidativer oder inflammatorischer Genese sind weitestgehend ungeklärt und wurden in dieser Arbeit anhand zweier Mausmodelle untersucht: 1) Bei einem Hyperoxie-induzierten ALI konnte gezeigt werden, dass die Verabreichung des H2S-Donators Natriumshydrogensulfid den Lungenschaden reduzieren konnte. Diese Aussage stützt sich auf die beobachtete Verminderung des histologisch nachweisbaren ALIs und eine Reduktion der Gesamtproteinmenge und Zellzahl in der bronchoalveolären Lavage, die als Biomarker für den oxidativen Lungenschaden dienten. Der protektive Effekt wird vermutlich über eine Reduktion der reaktiven Sauerstoffspezies durch H2S und eine Abnahme des Signalmoleküls Angiopoietin 2 vermittelt. 2) Ein durch Lipopolysaccharid induziertes inflammatorisches ALI wurde durch Inhalation des gasförmigen H2S behandelt. Anhand der Verminderung des histologischen Gewebeschadens, der Transmigration neutrophiler Zellen und der Freisetzung der proinflammatorischen Zytokine Interleukin-1 ß und Macrophage Inflammatory Protein-2, zeigte H2S auch in dieser Versuchsserie einen lungenprotektiven Effekt. Dieser könnte über die verminderte Expression der mitogen aktivierten Proteinkinase p38 vermittelt sein, die nachfolgend zu einer Reduktion der Rekrutierung neutrophiler Zellen in die Lunge führen und dadurch den inflammatorischen Prozess hemmen könnte. 3) Die Lipopolysaccharidinstillation führte zu einem Anstieg des H2S-Syntheseenzyms Cystathionin-ß-Synthetase, das durch H2S deutlich reduziert wurde. Dieser Befund lässt auf eine Substrathemmung von exogenem H2S auf die endogene Synthese schließen.
Zusammenfassung: Acute lung injury (ALI) still is a challenging problem in the intensive care units due to poor treatment possibilities. Mortality and morbidity among these patients remain unacceptably high. The stimuli that can initiate ALI are various. Both inflammation and oxidative stress, which often is exaggerated by therapeutic application of oxygen in high concentrations, play an important role in pathogenesis. Experimental data of recent years suggest anti-oxidative and anti-inflammatory properties of the gasotransmitter hydrogen sulfide (H2S). The effect of exogenous H2S on oxidative or inflammatory ALI is largely unknown and was investigated in the current study using two mouse models: 1) Hyperoxia-induced ALI was inhibited by administration of the H2S donor sodium hydrosulfide. H2S treatment prevented lung damage in the means of a reduced histologically detectable ALI and a decrease of total proteins and cells in the bronchoalveolar lavage, which all served as biomarkers for oxidative lung damage. This protective effect is probably mediated through a reduction in reactive oxygen species and a decrease of the signal molecule angiopoietin 2 by H2S. 2) Lipopolysaccharide-induced inflammatory ALI was prevented by inhalation of gaseous H2S. The observed protection was due to a reduction of the histological tissue damage, the transmigration of neutrophil cells and the release of the pro-inflammatory cytokines interleukin-1 ß and macrophage inflammatory protein-2. Furthermore, the expression of p38 mitogen-activated protein kinase was decreased by H2S, which might in turn restrict recruitment of neutrophil cells into the lung and thereby inhibit the inflammatory process. 3) The instillation of lipopolysaccharide resulted in an increase of the H2S synthesizing enzyme cystathionine ß-synthetase. This increase was blocked by exogenous H2S treatment. This finding suggests a substrate inhibition of exogenous H2S on the endogenous synthesis.

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Dissertation, 2013

Classification and Topics

• Keyword: Lunge ; Hyperoxie ; Applikation ; Proteine ; Lungenverletzung ; Hyperoxie ; Schwefelwasserstoff ; Online-Ressource ; Atemwegskrankheit ; Atemnot

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2013
• Creator: Zimmermann, Kornelia Katharina
• Contributor: Hötzel, Alexander

Further information

• URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-90935
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 11:03 AM CEST