Z Gastroenterol 2011; 49 - V2_03
DOI: 10.1055/s-0030-1269615

Ein biliärer HCO3- Schirm schützt humane Cholangiozyten vor Gallensäuren-induziertem Zellschaden

S Hohenester 1, L Wenniger 1, R Oude Elferink 1, U Beuers 1
  • 1Tytgat Institute for Liver and Intestinal Research, Academic Medical Center, University of Amsterdam, Amsterdam, Niederlande

Biliäre Epithelzellen (BEC) scheinen resistent gegen toxische Effekte selbst millimolarer Konzentrationen hydrophober Gallensäuren, die in Hepatozyten bereits in mikromolarer Konzentration Apoptose auslösen. Protonierte, apolare Gallensäuren diffundieren über Zellmembranen, abhängig von pKa und lokalem pH. Wir postulieren, dass die hohe biliäre HCO3 - Sekretion des Menschen die Galle nahe der apikalen Membran alkalisiert und Deprotonierung von apolaren Gallensäuren zu polaren -salzen fördert. Dieser ‘HCO3 - Schirm’ würde humane BECs besonders vor den dominierenden Glycinkonjugaten (pKa 4–5) schützen. Protonierung der im Nager dominierenden Taurinkonjugate (pKa 1–2) ist im physiologischen pH-Bereich vernachlässigbar. Eine auf BECs ausgebildete Glykokalyx könnte den HCO3 - Schirm lokal stabilisieren. Wir untersuchten, ob Toxizität von Gallensäuren (1) pH-abhängig ist und (2) durch Cl-/HCO3 - Austauscher (AE2)-Aktivität oder (3) intakte Glykokalyx vermindert wird.

Methoden: Eine humane BEC-Linie wurde mit Chenodeoxycholat (CDC), oder dessen Glycin- und Taurinkonjugat bei unterschiedlichem pH (7.4, 7.1, 6.7, 6.4), nach Knockdown von AE2 oder nach enyzmatischem Glykokalyxverdau stimuliert. WST-1 und Caspase-3/-7 Assays quantifizierten Viabilität und Apoptose.

Ergebnisse: CDC- und GCDC-, aber nicht TCDC-induzierte BEC-Toxizität nimmt bei Reduktion des pH schrittweise zu. War 1mM GCDC bei pH 7.4 nicht toxisch, reduzierte es bei pH 6.4 die Viabilität um 81% und erhöhte die Caspaseaktivität 27-fach (p<0.01). AE2-Knockdown erhöhte die GCDC-Toxizität 2-fach (p<0.01). Degradation der elektronenmikroskopisch nachweisbaren Glykokalyx auf BECs erhöhte CDC- und GCDC-, nicht aber TCDC-induzierte Toxizität.

Schlussfolgerung: Ein biliärer 'HCO3 - Schirm' schützt humane BECs vor Gallensäurentoxizität, abhängig von AE2 Expression und intakter apikaler Glykokalyx. Genetische und erworbene Defekte, die den HCO3 - Schirm schwächen, könnten beitragen zu Entstehung und Progression von Cholangiopathien.

Cholangiozyten - Gallensäuren - Zellschaden