Pneumologie 2005; 59 - 6
DOI: 10.1055/s-2005-862715

Organische Kationen Transporter setzen Azetylcholin aus dem Atemwegsepithel frei und vermitteln die Epithel-abhängige Bronchokonstriktion

KS Lips 1, C Volk 2, S Akinci 1, M Pfaff 1, BM Schmitt 2, U Pfeil 1, P Arndt 3, D Miska 2, L Ermert 4, RV Haberberger 1, H Koepsell 2, W Kummer 1
  • 1Inst. für Anatomie und Zellbiologie, JLU Gießen
  • 2Inst. für Anatomie und Zellbiologie, JMU Würzburg
  • 3Aventis Pharma Deutschland GmbH, Frankfurt
  • 4Inst. für Pathologie, JLU Gießen

Azetylcholin (ACh) dient in den Atemwegen nicht nur als klassischer Transmitter des parasympathischen Nervensystems, sondern wird auch von den Atemwegsepithelien synthetisiert und freigesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurden die molekularen Mechanismen der epithelialen ACh-Freisetzung untersucht, wobei insbesondere auf die Rolle von organischen Kationen Transportern (OCT1, OCT2, OCT3) fokussiert wurde.

Immunhistochemisch wurde in Ratte und Mensch OCT1 und OCT2 in der luminalen Membran der zilientragenden Zellen, OCT3 in der basolateralen Membran sämtlicher Atemwegsepithelzellen lokalisiert. Die Spezifität der verwendeten Antiseren wurde in transfizierten Zellen geprüft, die jeweils nur einen Transporter (rOCT1, rOCT2, rOCT3, hOCT1, hOCT2, hOCT3; r = rattenspezifische Sequenz, h = humanspezifische Sequenz) exprimieren, die Ergebnisse wurden durch RT-PCR unterstützt. Im Xenopus Oozyten Expressionsystem wurden Aufnahme und Efflux von ACh über diese Transporter direkt gemessen. Für rOCT1, hOCT1, rOCT2 und hOCT2 konnte sowohl elektrogene Aufnahme als auch Efflux von ACh über Inhibition der Aufnahme der Markersubstanz MPP+ und über two-electrode-voltage clamp Messungen nachgewiesen werden. Der ACh Efflux über hOCT2 ließ sich bei – 50 mV in mikromolaren Konzentrationen durch Corticosteron und Budesonid hemmen. Ausgehend von der kürzlich publizierten Beobachtung, dass in der Trachea der Maus Serotonin eine Epithel-abhängige, Atropin-sensitive (und damit wahrscheinlich cholinerge) Kontriktion auslöst (Moffat et al., Br J Pharmacol 141:1159 – 1166, 2004), untersuchten wir die Rolle der OCTs in der Bronchokostriktion videomorphometrisch in precision cut lung slices der Maus. Auch hier zeigte sich eine durch Serotonin hevorgerufene, durch Atropin hemmbare Bronchokonstriktion. Diese konnte durch den generellen OCT-Blocker Quinin (10-6 M) sowie durch Corticosteron (10-6 M) gehemmt werden.

Die Befunde zeigen, dass OCTs in den Atemwegen die epitheliale ACh Freisetzung vermitteln, direkt in die Epithel-abhängige Bronchokonstriktion eingebunden sind und ein unmittelbares target pharmakologisch eingesetzter Glucocorticoide darstellen.

(DFG Li 1051/1 – 1; SFB 487/A4)