Schwerpunkt: „Reproduktionsmedizin“ - Tierärztliche Hochschule ...

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Klinik für Wiederkäuer der Ludwig-Maximilians-Universität München
Arbeitsgruppe Immunologie der TiHo
Abb. 1: Während der Geburt (a) werden hohe Konzentrationen des körpereigenen
Stresshormons Kortisol im Blut gemessen. Ist diese als immunsuppressiv
bekannte Mediatorsubstanz für die Entstehung der Gebärmutterentzündung
(b – die Kuh zeigt entzündlichen Ausfluss) kurz nach der Geburt verantwortlich?
nach der Abkalbung auftreten, negativ auf die Abwehrkapazität neutrophiler
Granulozyten auswirken. Wir haben diese Zellen aus dem
Blut von Kühen mit Leberverfettung isoliert. Sie fallen im Vergleich zu
Zellen gesunder Kontrolltiere durch eine verringerte Rezeptordichte
fast aller von uns untersuchten Oberflächenstrukturen auf. Gleichzeitig
ist auch eine verringerte bakterizide Kapazität nachweisbar.
Bisher fehlten auch Untersuchungen über den Einfluss der Gebärmutterflora
auf die funktionellen Eigenschaften von neutrophilen
Granulozyten. Unsere Resultate belegen, dass die Schlüsselbakterien
der Gebärmutterentzündung beim Rind, Escherichia coli- und
Arcanobacterium pyogenes-Keime, in ganz ähnlicher Weise funktionelle
Parameter von neutrophilen Granulozyten modulieren können.
Ausgelöst werden die Veränderungen bei neutrophilen Granulozyten
durch den direkten Kontakt der Bakterien mit den Zellen.
Die Bakterien haben überwiegend negative Effekte auf die Leistungsfähigkeit
der Immunzellen. Dies könnte in einer dauerhaften
und starken Aktivierung der Zellen begründet sein, die eine funktionelle
Erschöpfung mit sich bringt. Außerdem deuten die Ergebnisse
daraufhin, dass E. coli und A. pyogenes zur unphysiologisch erhöhten
Anhäufung von neutrophilen Granulozyten im Entzündungsgebiet
beitragen und damit die Regulation der entzündlichen Prozesse
negativ beeinflussen.
Welchen Einfluss hat Stress auf die Funktionalität
von neutrophilen Granulozyten (PMN)?
a) b) c)
Die Kuh ist vor, während und nach der Geburt durch den Beginn der
Laktation, die Futterumstellung, das Umstallen in den Abkalbestall
und durch die Geburt selbst sowohl psychischem als auch physischem
Stress ausgesetzt. Hinzu kommt die körperliche und
schmerzhafte Belastung durch die Wehen.
Es ist bekannt, dass sowohl psychischer als auch physischer Stress
zu erhöhten Konzentrationen körpereigener Stresshormone, v. a.
des Kortisols, im Blutplasma führen. Diese vom Tier selbst produzierten
so genannten Glukokortikoide werden schon während der
Trächtigkeit, aber eben besonders im Zeitraum der Geburt vermehrt
produziert. Das Phänomen ist auch beim Menschen bekannt. Nachgewiesen
ist weiterhin, dass die physiologische Geburt beim Wiederkäuer
durch den Anstieg endogener Glukokortikoide eingeleitet
wird. Syntheseort der Glukokortikoide ist die Nebenniere der Frucht.
Eine holländische Forschungsgruppe hat zudem gezeigt, dass bei
Kuh und Ziege Stresshormone wie das Kortisol in Abhängigkeit von
der Stärke der Wehen vermehrt ausgeschüttet werden.
Exogene Glukokortikoide werden in Form von Medikamenten aufgrund
unterschiedlicher Indikationen eingesetzt. So wirken diese
Stoffe zum Beispiel stark entzündungshemmend; sie können beim
Rind aber auch zur Einleitung der Geburt eingesetzt werden. Eine
große Bedeutung wird der immunsuppressiven Wirkung sowohl der
exogenen als auch endogenen Glukokortikoide zugesprochen.
Durch die Schwächung der körpereigenen Abwehrkräfte sind Tiere
mit erhöhtem Glukokortikoid-Plasma-Spiegel anfällig gegenüber
unterschiedlichen Erkrankungen. Dieses Phänomen wurde vielfach
untersucht, gleichwohl sind die genauen Mechanismen, die dem
zugrunde liegen, bisher ungenügend erforscht.
Beim Rind sind verschiedene Wirkungen auf das Immunsystem
beschrieben. So haben Glukokortikoide Einfluss auf die Expression
von funktionell wichtigen Oberflächenstrukturen der Leukozyten
(weiße Blutzellen), wie z.B. Bindungsmoleküle. Es wurden Effekte
auf die Wanderungsfähigkeit, die Phagozytose (Fressaktivität), die
Bakterienabtötung durch Leukozyten aber auch auf Antikörper-Konzentrationen
im Blut und die Sekretion von verschiedenen immunologischen
Mediatorsubstanzen beobachtet. Dabei finden sich
durchaus auch widersprüchliche Resultate in der Literatur.
Abb. 2: L-Selectin ist ein Bindungsmolekül der neutrophilen Granulozyten, das einen Tag nach Applikation des Glukokortikoids Dexamethason schwächer an der Oberfläche
der Zellen exprimiert wird als bei unbehandelten Tieren (a). L-Selectin spielt bei der Bindung und beim so genannten „Rolling“ der Zellen an der Gefäßwand
und damit für ihre Auswanderung ins Entzündungsgebiet eine maßgebliche Rolle (b – Abbildung aus Kuby, Immunology, 4th ed.). In einem Endometritismodell wurde
allerdings gezeigt, dass die Einwanderung der neutrophilen Granulozyten in die Gebärmutter nach Dexamethasongabe sogar stärker erfolgt als bei Kontrolltieren (c).