Altersabhängige Veränderungen in WT und LPA1-KO

Das Lungenvolumen stieg bei den WT-Mäusen schneller als bei LPA1 -KO-Tieren zwischen der 3. und 12. Lebenswoche an. Allerdings konnten die Lungen der LPA1-KO-Mäuse diesen signifikanten Unterschied bis zur 24.

Lebenswoche ausgleichen bzw. aufholen (Abbildung 6A). Somit war das Lungenvolumen in beiden Genotypen im Alter von 24 Wochen gleich. Das gleiche Lungenvolumen bei niedriger Alveolenzahl und kleinerer Alveolaroberfläche erklärte das emphysemartige histologische Bild mit dilatierten distalen Lufträumen in der Lunge der LPA1-KO-Maus.

Das Volumen der azinären Lufträume, also das Gesamtvolumen Luft im Lungenparenchym, nahm bei den WT-Mäusen zwischen der 3. und 12. Woche deutlich zu, um sich dann nach diesem Zeitraum auf etwas niedrigerem Niveau zu stabilisieren. Bei den LPA1-KO-Mäusen war ein langsamerer Anstieg zu verzeichnen, das Niveau der WT-Tiere wurde aber auch von den LPA1 -KO-Mäusen in der 24. Woche erreicht (Abbildung 6B). Hier war eine Parallele zu der histologischen Abbildung feststellbar, da die LPA1-KO-Tiere mit zunehmendem Alter erweiterte distale Lufträume aufwiesen und somit auch das Volumen der azinären Lufträume weiter anstieg.

Das septale Lungengewebe nahm bei beiden Phänotypen mit zunehmendem Alter von der 3. Lebenswoche bis zur 24. Lebenswoche leicht zu (Abbildung 6C). Dabei erfolgte der Anstieg bei den LPA1-KO-Tieren vor allem zwischen der 3. und 12. Woche langsamer und auf niedrigerem Niveau als bei den WT-Mäusen. Zwischen der 12. und 24. Woche stellte sich ein paralleler Anstieg des septalen Volumens pro Lunge in beiden Genotypen dar, jedoch erfolgte der Anstieg in der WT-Gruppe auf höherem Niveau. Die nur zögerliche Zunahme der septalen Volumina bei der LPA1-KO-Gruppe korrelierte zum einen mit dem schwachen Anstieg der Alveolenzahl und zum anderen mit der geringen Vergrößerung der Alveolarepitheloberfläche in dieser Entwicklungsperiode.

Die Alveolaroberfläche nahm sowohl beim WT als auch beim LPA1-KO insbesondere zwischen der 3. und 12 Lebenswoche zu. Dieser Anstieg stellte

sich deutlicher beim WT dar. Dabei war insgesamt die Alveolaroberfläche bei den LPA1-KO-Tieren kleiner bzw. auf niedrigerem Niveau als bei den WT-Tieren. Zwischen der 12. und 24. Lebenswoche verlief der Kurvenanstieg bei beiden Genotypen nahezu parallel, der Unterschied in der Größe der Alveolaroberfläche zwischen den zwei Gruppen blieb aber bestehen (Abbildung 6D). Aufgrund dieser Beobachtung deutet sich an, dass die Lungenentwicklung in Mäusen in der 3. Lebenswoche noch nicht abgeschlossen ist, sondern dass eine weitere Alveolenentwicklung zwischen der 3. und 12. Lebenswoche stattfindet. Die Pathologie in der LPA1-KO-Maus entwickelte sich offensichtlich zwischen der 3. und 12. Lebenswoche, danach stellte sich bei beiden Genotypen eine parallele Entwicklung der Kurven der Alveolaroberfläche als Funktion des Alters ein.

Die mittlere Dicke der interalveolären Septen wurde als Volumen-zu-Oberfläche- Verhältnis berechnet. Somit hielt sich die mittlere Dicke des Alveolarseptums in beiden Gruppen relativ konstant. Bei den LPA1-KO-Tieren ließ sich tendenziell ein insgesamt etwas dickeres Alveolarseptum darstellen (Abbildung 6E).

Es zeigte sich nur ein minimaler Anstieg der Alveolenzahl zwischen der 3. und 12. Lebenswoche bei den LPA1-KO-Mäusen (Abbildung 6F). Zwischen der 12.

und 24. Lebenswoche fand sich eine ähnliche Zunahme der Alveolenzahl in beiden Genotypen, bei der LPA1-KO-Maus aber auf signifikant niedrigerem Niveau. Die Differenz zwischen den Genotypen bezüglich der absoluten Alveolenzahl blieb über den gesamten Zeitraum von 3 bis 24 Wochen bestehen. Dies lässt vermuten, dass der Defekt in der Alveolarisation beim LPA1-KO im Stadium der frühen Phase der späten Alveolarisation liegt, nämlich zwischen der 3. und 12. Woche. Der weitere Anstieg der Alveolenzahl nach der 12. Lebenswoche, das heißt während einer späteren Phase der späten Alveolarisation, konnte sowohl beim WT als auch beim LPA1-KO beobachtet werden.

Bei der Ermittlung des Volumen-gewichteten mittleren Volumens der Alveolen (Abbildung 6G) wurden große Alveolen bevorzugt berücksichtigt. Die Auswahl

der zu messenden Alveolen erfolgte mit Hilfe von Testpunkten, welche auf randomisierte Gesichtsfelder projiziert wurden. Somit hatten die großen Alveolen eine größere Chance, dass ein Punkt auf sie fiel, womit sie zur Bestimmung des Volumen-gewichteten mittleren alveolären Volumens auserwählt waren. Damit spiegelt dieser Parameter nicht nur den „wahren“

Mittelwert der intraindividuellen Alveolengröße wider, sondern auch die Größenvariabilität. Beim WT war kein Anstieg der Volumen-gewichteten mittleren Alveolengröße über den Zeitraum von 3 bis 24 Wochen zu verzeichnen. Bei den LPA1-KO-Mäusen ließ sich allerdings ein zunehmender Anstieg zwischen der 3. und 12. Woche sowie zwischen der 12. und 24. Woche verzeichnen. Das Volumen-gewichtete mittlere Volumen der Alveolen der LPA1 -KO-Lungen stieg also deutlich im Vergleich zum WT zwischen der 3. und 24.

Lebenswoche an. Dieses Ergebnis spiegelt bei den LPA1-KO-Mäusen die zunehmende Dilatation distaler Lufträume mit dem Alter wider (siehe auch Abbildung 1).

Zusammenfassend zeigen die stereologischen Messungen eine reduzierte Anzahl von Alveolen, ein reduziertes Volumen der interalveolären Septen und eine reduzierte Alveolarepitheloberfläche bei LPA1-KO-Mäusen im Vergleich zu WT-Tieren. Deutliche Unterschiede bezüglich Alveolarepitheloberfläche und septalem Gewebe zwischen WT und LPA1-KO entwickelten sich im Alter von 3 bis 12 Wochen. Die absolute Alveolenzahl stieg zwischen der 12. und 24.

Woche bei beiden Phänotypen jedoch parallel weiter an, beim LPA1-KO nur auf niedrigerem Niveau. Gerade im Bereich der Oberfläche der Alveolen ließ sich ein großer Unterschied im Alter von 3 und 12 Wochen zwischen den beiden Gruppen verifizieren.