J. Bock, J. Schweimer, G. Liebisch, J. Schölmerich, G. Rogler
Einleitung: Eine verminderte Barrierefunktion des gastrointestinalen Epithels führt zur Aktivierung der inflammatorischen Immunantwort wodurch die mukosale Entzündungsreaktion gefördert wird. Sowohl transzellulärer Transport als auch parazelluläre Permeabilität werden durch Lipidveränderungen beeinflusst. Viele der bisher bekannten Signalmoleküle bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (z.B. Tumor-Nekrose-Faktor, Plättchen-aktivierender Faktor, Interferon-g) führen zu einer veränderten Lipidzusammensetzung der Plasmamembran, u.a. durch Aktivierung von Sphingomyelinasen (Smasen). Da Smasen am Membran-„Turnover“ beteiligt sind und die Membranstruktur durch Bildung von Ceramid verändern, wurde der Einfluss von Ceramid und Smasen auf intestinale Epithelzellen und deren Barrierefunktion untersucht.
Methoden und Ergebnisse: In Permeabilitätsbestimmungen an Caco–2-Zellmonolayern konnte nach exogener Gabe von Smasen und kurzkettigen Ceramiden eine starke Zunahme der transepithelialen Permeabilität festgestellt werden. Zur Differenzierung ob es sich bei diesem Effekt um trans- oder parazelluläre Permeabilität handelt, wurde der transepitheliale Widerstand bestimmt. Dabei zeigte sich eine deutliche Abnahme des Widerstandes durch Smasen und kurzkettige Ceramide, im Sinne einer vermehrten parazellulären Permeabilität. Biochemische Aufreinigung von lipid rafts und anschliessende massenspektrometrische Ceramidbestimmung der verschiedenen Membranfraktionen, demonstrierte die Anreicherung von Ceramid innerhalb der tight-junction-bildenden, sphingolipid- und cholesterol-reichen Mikrodomänen. Diese Ergebnisse wurden durch immunhistochemische anti-Ceramid-Färbungen bestätigt, bei denen sich vermehrt Ceramidcluster im Bereich von Zell-Zellkontakten zeigen.
Zusammenfassung: Die durch Smasen und kurzkettige Ceramide verursachte transepitheliale Permeabilitätserhöhung wird durch Beeinflussung von tight junctions vermittelt. Dabei scheint Ceramid im Bereich der Zell-Zellkontakte Cluster zu bilden, welche die Integrität von tight junctions modulieren. Dies würde die sekundären Permeabilitätsveränderungen bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen gut erklären.
