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Einfluss des subatmosphärischen Drucks auf immunkompetente Zellen
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Authors
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Stephan Brauckmann
- Klinik für Anästhäsie, Essen, Germany
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Daniela Brauckmann
- unfallchirurgie, Universitätsklinikum Essen, Essen, Germany
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Sascha Flohé
- Heinrich Heine Universität Düsseldorf, Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Fritz Ulrich Schade
- Universitätsklinik Essen, Chirurgische Forschung, Essen, Germany
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Sven Lendemans
- Universitätsklinikum Essen, Westdeutsches Tumorzentrum, Klinik f. Unfall- und muskuloskelettale Tumorchirurgie, Essen, Germany
| Published: | October 2, 2012 |
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Fragestellung: In der täglichen klinischen Routine wird der subatmosphärische Druck im Rahmen der vacuum-assisted closure (VAC) zur Wundkonditionierung und Wundheilung eingesetzt. Die Anwendung von Unterdruck in vivo verändert die Zytokinproduktion Immunkompetenter Zellen. Über welche physiologischen und molekularen Mechanismen dies geschieht ist allerdings bisher vollkommen unbekannt. Unbekannt ist ebenfalls welche Sog-/Unterdruckstärke welche Auswirkungen auf die Immunantwort zirkulierender und gewebeständiger Zellen hat. Daher haben wir im Rahmen dieser Untersuchung die Interaktionen und Mechanismen zwischen Unterdruck und Humanen Zellen in vitro untersucht.
Methodik: Menschliches Vollblut wurde mit Lipopolysaccariden (1 ng/ml, 10 ng/ml, or 100 ng/ml) gramnegativer und Peptidoglykan (5 ug/ml, 10 ug/ml or 20 ug/ml) grampositiver Bakterien für 3, 6, 12 und 24 Stunden mit unterschiedlichen Unterdrucken (-62.5 mmHg, -125 mmHg, and -250 mmHg) stimuliert. Verglichen wurden diese Ergebnisse mit unstimulierten Kontrollen. Zytokinproduktion und oxidativer Burst wurden mittels ELISA und Amplex® Red gemessen. Oberflächenproteine und Rezeptoren wurden mittels Durchflusszytometrie detektiert.
Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS, Signifikanzen wurden mit dem U-Test und dem Wilcoxon-Test überprüft.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Anwendung von subatmosphärischem Druck auf stimulierte Blutleukozyten (peripheral blood mononuclear cells (PBMC)) führte zu einem signifikantem Anstieg freigesetzter proinflammatorischer Zytokine dargestellt in Prozent [IL-6, 112.90±4.58% (p<0.05); IL-8, 114.06±2.78% (p<0.001) und TGF-beta1, 132.12±4.42% (p<0.001)] nach LPS-Stimulation und [TNF-alpha, 111.51±6.87% (p<0.05); IL-6, 198.89±33.66% (p<0.05), IL-8, 178.80±25.68% (p<0.01) und TGF-beta1, 138.19±7.67% (p<0.001)] nach PGN-Stimulation. Auch die Produktion und Freisetzung von H2O2 zeigte einen signifikanten Anstieg. Die Oberflächenrezeptoren Toll-like-receptor-2 (TLR2) und TLR4 zeigten sich von einem negativen Umgebungsdruck vollständig unbeeinflusst. Interessanterweise zeigte sich der maximale Cytokinresponse bei 125 mmHG unterdruck.
Die hier dargestellten Ergebnisse lassen vermuten, dass eine Reduktion des Umgebungsdrucks um bis zu 125 mmHG über einen Anstieg der Proteine TNF-alpha, IL-6, IL-8 und TGF-beta1 und der Sauerstoffradikale H2O2 zu einer Verbesserung der lokalen Infektabwehr, Proliferation und Regeneration führt.
