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Charakterisierung der entzündungsauslösenden Potenz von Glucanen in einem Vollblutmodell (2008)

Art

Hochschulschrift

Autor

Hinz, Stefanie (WE 10)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2008 — IV, 104 Seiten

ISBN: 978-3-86664-515-8

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11711

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Abstract / Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der Charakterisierung der proinflammatorischen Aktivität von ß-1,3-D-Glucanen und deren Quantifizierung in luftgetragenen Stäuben aus Tierställen.
Mittels eines humanen Vollbluttestes wurde die proinflammatorische Aktivität verschiedener Glucane bestimmt. Hierbei zeigte sich folgende Reaktivitätsreihenfolge: Curdlan > Zymosan > Glucan aus Bäckerhefe > BarleyGlucan > Paramylon > Laminarin. Als wichtige Einflussfaktoren auf die proinflammatorische Aktivität der ß-1,3-D-Glucane stellten sich das Molekulargewicht und die Raumstruktur heraus, wobei ein hohes Molekulargewicht in Kombination mit einer geöffneten Dreifachhelix (Curdlan) die höchste proinflammatorische Aktivität bedingt. Glucane ohne geöffnete Dreifachhelix, wie z.B. Glucan aus Bäckerhefe, zeigten dagegen eine geringere proinflammatorische Aktivität. Die fehlende proinflammatorische Aktivität von Laminarin beruht hauptsächlich auf dem niedrigen Molekulargewicht, das unterhalb des Mindestgewichts zur Zytokinausschüttung liegt und der Einfachhelix als Raumstruktur. Weiterhin führt die Einfachhelix als Raumstruktur in Kombination mit einem höheren Molekulargewicht, wie es bei Paramylon der Fall ist nur zu einer geringen Zytokininduktion.

Der glucanspezifische LAL-Test wird in der Literatur häufig als Nachweissystem zur Quantifizierung von Glucanen in verschiedenen Medien u.a. auch Bioaerosolproben beschrieben. Die Reaktivitätsreihenfolge der untersuchten Glucane in diesem Testsystem war: Laminarin > BarleyGlucan > Zymosan > Glucan aus Bäckerhefe > Paramylon > Curdlan und unterschied sich somit deutlich von der Reaktivitätsreihenfolge im humanen Vollbluttest. Laminarin, welches sich im Vollbluttest durch keine nachweisbare Aktivität auszeichnete, zeigte dagegen im glucanspezifischen LAL-Test die höchste Reaktivität. Aus diesem Grunde führte auch die Vorbehandlung von glucanhaltigen Bioaerosolproben mit NaOH, welches die Dreifachhelix von Glucanen in eine Einfachhelix überführt, zu höheren Nachweisraten im glucanspezifischen LAL-Test. Aufgrund der somit fehlenden grundlegenden Vergleichbarkeit der hier getesteten Nachweissysteme können durch die Bestimmung der Konzentration luftgetragener Glucane mittels glucanspezifischen LAL-Test keine direkten Rückschlüsse auf deren proinflammatorische Potenz gezogen werden.

Die Konzentration an luftgetragenen Glucanen, welche mittels des glucanspezifischen LAL-Tests in den untersuchten Tierställen bestimmt wurde, betrug im Mittel (Median) 8,3 x 104 pg/m³. Es konnte keine signifikante Korrelation zwischen der Konzentration an luftgetragenen Glucanen und den luftgetragenen Schimmelpilzen nachgewiesen werden. Außerdem bestand keine Korrelation zwischen der Glucan- und der Schimmelpilzkonzentration in den untersuchten Pflanzenmaterialien (Hafer, Heu und Stroh). Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass durch die Glucanbestimmung mittels glucanspezifischen LAL-Test in Tierställen weder auf die Konzentration von vermehrungsfähigen Schimmelpilzen im luftgetragenen Zustand noch in verschiedenen anderen Materialien geschlossen werden kann und umgekehrt. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass diese Glucane nicht nur aus luftgetragenen Schimmelpilzen bzw. den Schimmelpilzen, welche verschiedene potentielle Quellen besiedeln, stammen, sondern dass diese Pflanzenmaterialien (Futter, Einstreu) selbst eine Quelle für diese Substanzen darstellen.

Die Konzentration (Masse pro Volumen) an luftgetragenen Glucanen und Endotoxinen lag in den untersuchten Tierställen in einer ähnlichen Größenordnung. Im humanen Vollbluttest konnte aber eine um mindestens 1000-fach stärkere proinflammatorische Aktivität für Endotoxine im Vergleich zu Glucanen nachgewiesen werden. Außerdem führte die Behandlung von Bioaerosolproben aus Tierställen mit dem Endotoxininhibitor PB im Mittel (Median) zu einer Reduktion der proinflammatorischen Aktivität um 83,3 %. Damit weisen beide Ergebnisse daraufhin, dass Glucane, obwohl sie in der Luft von Tierställen in ähnlichen Konzentrationen wie Endotoxine vorkommen, einen bedeutend geringeren Anteil an der proinflammatorischen Gesamtaktivität von Bioaerosolen aus Tierställen haben als Endotoxine.