Der Einfluss von Tumornekrosefaktor-α auf den ziliären Transport in der Trachea der Maus

Die mukoziläre Clearance gehört zu den angeborenen Verteidigungsmechanismen der Atemwege. Sie schützt vor dem Eindringen von Pathogenen in den Organismus. Die ziliäre Tätigkeit des respiratorischen Epithels spielt die zentrale Schlüsselrolle in der Aufrechterhaltung der mukoziliären Clearance. Bakterien nutzen die Zilien als Angriffsziel, um in den Organismus einzudringen. Sie heften sich an die Flimmerepithelzellen an und behindern ein koordiniertes Schlagen der Zilien. Dies löst wiederum eine lokale Entzündungsreaktion des Gewebes aus. TNF-a ist der Hauptspieler in der Vermittlung der lokalen Entzündungsreaktion. Als eines der wichtigsten proinflammatorischen Zytokine übt es im Körper verschiedene Funktionen aus. Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob TNF-a einen Einfluss auf den ziliären Transport in der Trachea der Maus ausübt. Mittels Messung der Partikeltransportgeschwindigkeit und der Zilienschlagfrequenz der murinen Trachea im wässrigen Medium konnte gezeigt werden, dass TNF-a mit einer Latenzzeit von circa vierzig bis sechzig Minuten eine Erhöhung sowohl der PTG als auch ZSF auslöst. Weiterhin zeigte die quantitative PCR, dass TNF-R1 und R2 in der Trachea exprimiert wird. Messungen der ZSF an TNF-R1-/- Mäusen zeigten, dass nach Ausschaltung des TNF-R1 diese Erhöhung nicht mehr nachweisbar ist. Um weitere mögliche Signalwege der TNF-a induzierten Erhöhung der PTG zu untersuchen, wurden Versuche mit NOS-Inhibitoren (L-NAME und L-NMMA), einem muskarinergen Rezeptor-Antagonist (Atropin) und einem 5-HT-Rezeptor-Antagonist (Methysergide) durchgeführt. Durch die Inhibition der NOS oder des muskarinergen Rezeptors wurde die beschleunigte PTG durch TNF-a nicht verhindert. TNF-a scheint über einen noch nicht bekannten Signalweg Serotonin-vermittelt den ziliären Transport zu aktivieren. Mastzellen und TNF-a beeinflussen die Funktion von Epithel im Entzündungsprozess. Mastzellen sind Träger von Serotonin in intrazellulären Granula. Aufgrund der Ergebnissen dieser Arbeit ist es sehr wahrscheinlich, dass TNF-a tracheale Mastzellen über TNF-R1 stimuliert und diese anschließend Serotonin freisetzen. In Folge davon wird die ziliäre Tätigkeit der murinen Trachea zu erhöht.