Endotoxämische Präkonditionierung schützt das Kolon langfristig gegen nachfolgende septische Insulte

Einleitung: Präkonditionierung (PK) bildet einen wirksamen Schutz gegen nachfolgende letal verlaufende Insulte. In der vorliegenden Studie werden die intestinale endotoxämische PK und deren langfristige Auswirkung auf die Kolonintegrität untersucht. Methodik: Bei Ratten wurde eine PK mit LPS 1mg/kg über 5 Tage durchgeführt und eine nachfolgende Hochdosisgabe LPS (15mg/kg) nach PK verabreicht. Gastrointestinaler Transit und Kontraktilität der Kolonmuskulatur in vitro wurden 24h nach Insult quantifiziert und eine Dosis-Wirkungskurve mit Bethanechol erstellt. Gleichzeitig wurde die neutrophile Infiltration in die Kolonmuskulatur quantifiziert. Die Kolonmuskulatur wurde 4h nach Hochdosis LPS Insult auf eine mRNA Ausschüttung (IL–6, iNOS, IL–10 and HO–1) mit PCR untersucht. Untersuchungen: Tag 1, 21 und 42. Ergebnisse: Die PK führte zu einer signifikanten Verbesserung des gastrointestinalen Transits nach Hochdosis LPS Insult und hielt für 21 Tagen an. Parallel hierzu wurde die LPS-induzierte Unterdrückung der Kontraktilität der Kolonmuskulatur (Reduktion: 40%) durch die PK aufgehoben und normale Werte trotz Hochdosis LPS Insult erreicht (Kolon Kontrolle 5,15±0,34; nicht-konditionierte Tiere: 3,10±0,33; 1 Tag nach PK: 5,12±0,29g/mm2/sec). Dieser Schutz konnte über 21 Tage aufrechterhalten werden, um bis zum Tag 42 nach PK wirkungslos zu sein. Die PK verhinderte die Infiltration von Neutrophilen in die Kolonmuskularis signifikant (Kolon Kontrolle: 7,0±1,3; nicht-konditioniert: 36,7±4,6; Tag 1 nach PK: 14,44±2,51; Tag 21: 15,44±1,27;Tag 42: 15,00±2,55 Zellen/Gesichtsfeld). Die Hochdosisgabe LPS führte ohne PK zu einer 2588-fachen (IL–6) bzw. 184-fachen (iNOS) Aufregulation der pro-inflammatorischen Zytokine in der Kolonmuskularis. Anfangs (Tag 1 nach PK) konnte diese Aufregulation signifikant reduziert (IL–6: 69%; iNOS: 49%) werden, um aber langfristig zu exazerbieren (Tag 21: IL–6: 8309-fach und iNOS: 498-fach; Tag 42: 19406-fach und 654-fach). Die anti-inflammatorischen Signalwege (HO–1 und IL–10) verhielten sich im gleichen Zeitraum umgekehrt proportional. Schlussfolgerung: Endotoxämische PK induziert einen wochenlangen Schutz der Kolonintegrität. Hierbei verhalten sich pro- zu anti-inflammatorischen Signalwegen umgekehrt proportional.

Keywords: Kolon, LPS, Motilität, Präkonditionierung, Sepsis, Zytokine