Humorale Faktoren

Defensine sind Cystein- und Arginin-reiche, weit verbreitete bakterizide und fungizide Peptide (ZASLOFF 2002, SCHRÖDER et al. 2003). In Abhängigkeit von ihren Zysteinresten und somit von der Position ihrer Disulfidbrücken können die Defensine in α-, β- und θ-Defensine unterteilt werden (TANG et al. 1999). α-Defensine finden sich vor allem in den azurophilen Granula der Granulozyten und in den Panethschen Körnerzellen der Lieberkühnschen Krypten des Dünn-darms (OUELLETTE u. SELSTEDT 1996). β-Defensine, von denen bisher vier charakterisiert wurden (CONEJO-GARCIA et al. 2001a), finden sich in verschiedenen epithelialen und nicht epithelialen Zelltypen, so z.B. im humanen Atem-, Verdauungs- und Urogenitaltrakt, sowie auf der Haut (DIAMOND u. BEVINS 1998, FEHLBAUM et al. 2000, CONEJO-GARCIA et al.

2001b), besonders aber in neutrophilen Granulozyten. Als Effektormoleküle der neutrophilen Granulozyten macht ihr Anteil bis zu 15% des Gesamteiweißgehaltes dieser Zellen aus (BOMANN 1995).

Bei den β-Defensinen handelt es sich um kationische, amphiphile Moleküle (mit sowohl hydrophilen als auch lipophilen Anteilen), die aus 38-42 Aminosäuren bestehen. Durch ihre posi-tive Ladung, binden sie an die negativ geladenen Bestandteile der Bakterienmembran. Dies sind vor allem Lipopolysaccharide bei Gram-negativen Bakterien, Polysaccharide und Teichonsäure bei Gram-positiven Bakterien und Phospholipide der inneren Membran Gram-positiver und Gram-negativer Bakterien. Da die Zytoplasmamembran eukaryontischer Zellen, bedingt durch Phosphatidylcholin, in der Struktur verschieden ist, lässt sich, zumindest elektrostatisch, die Se-lektivität der Defensine für Bakterien herleiten (GANZ u. LEHRER 1994, QUAYLE et al. 1998, WEINBERG et al. 1998).

Es konnte zudem gezeigt werden, dass Defensine neben dem direkten Effekt auf die Erreger auch die Zellen des Wirts beeinflussen. Hier werden verschiedene Mechanismen des Entzün-dungsprozesses und der Immunantwort induziert. Es wurden zum Beispiel Interaktionen von β-Defensinen mit dem Chemokinrezeptor CCR6 und mit dendritischen Zellen gezeigt (BIRAGYN et al. 2001, YANG et al. 2001).

Die Expression einer Reihe der Defensin-Gene kann durch Pathogene induziert werden (DIAMOND et al. 1996, DIAMOND et al. 2000). Die Expression des Gens für humanes β-Defensin-2 (HBD-2) beim Menschen über Toll-like-Rezeptor-2 und -4 vermittelte Nuklear Faktor-kappa B (NF-κB)–Aktivierung wurde von BIRCHLER et al. (2001) und VORA et al.

(2004) gezeigt. Beim Rind sind bisher 16 β-Defensingene und 2 Pseudogene beschrieben (ROOSEN et al. 2004). RAJ et al. (2000) ist die Synthese eines Defensin-Moleküls namens „Do-dekapeptid“ aus bovinen neutrophilen Granulozyten gelungen, welches eine antimikrobielle Wir-kung ähnlich der der natürlichen Defensine zeigt.

Die β-Defensinexpression im bovinen Uterus wurde bisher noch nicht untersucht.

GOLDAMMER et al. (2004) konnten jedoch erstmals mittels In-situ-Hybridisierung zeigen, dass die Milchdrüsenepithelzelle der dominierende Expressionsort für β-Defensin-5 (BNBD5) im infizierten Euter ist. DIAMOND et al. (1991) und DIAMOND et al. (1993) sowie MITCHELL et al. (2007) wiesen β-Defensine in bovinen Tracheal-Epithelzellen nach.

Darüber hinaus wurden humanes β-Defensin-1 (HBD-1) und HBD-2 von SCHAEFER et al.

(2005) in humanen uterinen Epithelzellen nachgewiesen. HBD-1 wurde überdies bereits von VALORE et al. (1998) sowohl im Uterus wie auch im Epithel der Vagina, der Ectozervix, Endozervix und der Eileiter beschrieben. FENG et al. (2003) zeigten die Expression von HBD1 und -2 in der Plazenta, HBD-1 darüber hinaus in Nabelschnurblut.

Antikörper

Im bovinen Uterussekret wurden außer IgE alle Isotypen nachgewiesen und ihre Bedeutung bei der Erregerbekämpfung beschrieben (CURTAIN et al. 1971, DUNCAN et al. 1972, WHITMORE u. ARCHIBALD 1977, DHALIWAL et al. 1996). IgG dominiert im Uteruslumen und IgA im Vaginalsekret (CORBEIL et al. 1974, WATSON et al. 1990). IgM ist der erste Anti-körperisotyp, der nach experimenteller Infektion im Uterussekret anzutreffen ist (CORBEIL et al. 1974). Die IgG- und IgM- Konzentrationen in den Lochien sinken bei Kühen mit

ungestör-tem Puerperium, mit zeitlichem Abstand zur Abkalbung (GEORGIV 1978). In Kühen mit einem gestörten Puerperium steigen die IgA- und IgG-Konzentrationen mit beginnender Endometritis (AKNAZAROV 1988).

IgA wird lokal in der Uterusschleimhaut gebildet. IgG gelangt dagegen von zwei Bildungsstätten aus in das Uteruslumen. Ein Teil der IgG1-Fraktion wird lokal im Endometrium gebildet. Der übrige Teil sowie IgG2 gelangen aus dem peripheren Blut in die Gebärmutter (CURTAIN et al.

1971, BUTT et al. 1993).

Lysozym

Das Lysozym ist ein Enzym, das in vielen Körperflüssigkeiten wie auch in PMN vorhanden ist.

Es spaltet Peptidoglycane in der Zellwand Gram-positiver Bakterien. Damit hat es eine bakterzi-de Wirkung. Außerbakterzi-dem ist es ein potentes Opsonin das in Abwesenheit von Antikörpern die Phagozytose erleichtert. Es wurde im bovinen Endometrium und in Uterusspülproben nachge-wiesen (ROBERTS u. PARKER 1974, LINFORD u. IOSSON 1975). Außerdem wurde beim Schwein eine Progesteron-induzierte Erhöhung des Lysozymgehaltes im Uteruslumen festgestellt (ROBERTS u. BAZER 1988). Die Lysozymkonzentrationen im Uterus der Stute stiegen inner-halb von 12 h nach experimenteller Infizierung parallel mit den PMN-Zahlen (KATILA et al.

1990). Es bleibt jedoch unklar, ob Epithelzellen in der Lage sind, Lysozym zu sezernieren, oder ob mobile Immunzellen für die alleinige Produktion verantwortlich sind (ROBERTS u. BAZER 1988). In welchen Konzentrationen es im bovinen Uterus peripartal vorkommt und welche Be-deutung ihm bei der Erregerbeseitigung zukommt, ist nicht bekannt.

Uteroferrin

Uteroferrin ist wie das Laktoferrin in der Milchdrüse ein Molekül, das zwei Eisenatome enthält.

Es gehört zu den kationischen Phosphatasen und wird bei der Stute durch Progesteron induziert in das Uteruslumen sezerniert (ZAVY et al. 1982, MC DOWELL et al. 1987, LE BLANC et al.

1988). Anders als das Laktoferrin, das auch bakterizide Eigenschaften besitzt, scheint das Utero-ferrin hauptsächlich für den transplazentaren Eisentransport zum Embro verantwortlich zu sein (ROBERTS u. BAZER 1988). Es wird in den Epithelzellen der Uterindrüsen produziert (ROBERTS u. BAZER 1988).

Ein anderer löslicher Faktor, der in Zusammenhang mit postpartalen Entzündungsvorgängen genannt wird, ist z.B die N-acetyl-β-D-glucaminidase (NAGase) (HUSSAIN et al. 1992). Sie ist mitverantwortlich für das Erweichen des Zervixgewebes und liegt peripartal im bovinen Uterus in erhöhten Konzentrationen vor. Ihre genaue Bedeutung für die lokale Immunantwort ist un-klar.

Neben diesen gibt es noch zahlreiche weitere Faktoren, wie β-Glucuronidase, alkalische und sau-re Phosphatasen, evtl. Komplementkomponenten, verschiedene Proteaseinhibitosau-ren und Wachs-tumsfaktoren etc., auf die hier im Weiteren nicht eingegangen wird.

Zytokine und Chemokine

Zytokine sind biologische Botenstoffe, die Signale zwischen Zellen übermitteln. Es sind kleine, lösliche Proteine, die von einer Zelle gebildet werden und entweder die eigenen Zelleigenschaf-ten, die einer benachbarten oder entfernten Zelle rezeptorvermittelt verändern. Sie werden von vielen Zellen, nicht nur denen des Immunsystems, freigesetzt. Eine besondere Gruppe der Zyto-kine stellen die ChemoZyto-kine dar. Sie veranlassen Zellen, zur Quelle der Chemokinausschüttung zu wandern (JANEWAY et al. 2002).

Durch pro- und antiinflammatorische, oftmals auch pleiotrope (mehrere verschiedene) Eigen-schaften (Tabelle 1) spielen sie als Immunmodulatoren eine große Rolle. In mehreren Arbeiten wurde bereits ihr Vorhandensein im Uterus p.p. gezeigt und ihre Produktion von mobilen Im-munzellen des Endometriums wie auch von EEZ bewiesen. Besonders hervorzuheben sind hier-bei IL-8, IL-1 und TNF-α (KAYISLI et al. 2002).

Tabelle 1: Effekte von ausgesuchten Zytokinen und Chemokinen im bovinen Uterus Zytokin Eigenschaft, Beobachtungen

IL-1 Akut pro-inflammatorisch, Aktivierung von Lymphozyten (VAN MIERT 1995) Steigert PGF2α Produktion (LEUNG et al. 2001)

IL-6 Proinflammatorisch, fördert die Produktion von Akute-Phase-Proteinen (SAADEDDIN et al. 2002)

Prädiktiv für das Auftreten von Endometritiden 22-35 Tage p.p. (ISCHIKAWA et al.

2004)

IL-8 Entzündungseinleitend, potent chemoattraktiv; bewirkt das Einwandern von PMN (KÖNIG et al. 2006)

Einfluss auf die Vorbereitung der Zervix a.p. (KAYISLI et al. 2002) IL-10 Antiinflammatorisch, wirkt trächtigkeitserhaltend (CHAOUAT et al. 1995) LTB4 Anreicherung von PMN im Uteruslumen beim Rind (ZERBE 1994)

IFN-γ Steigert die phagozytotische und bakterizide Kapazität von Neutrophilen; steuert immunsuppressiven Effekten entgegen (SORDILLO u. BABIUK 1991)

Zytotoxisch für Corpus luteum (HANSEN et al. 2004)

IFN-τ Etablierung und Erhaltung einer Trächtigkeit (NORTHEY u. FRENCH 1980) TNF-α Akut pro-inflammatorisch, entzündungsmodulierend (KSONTINI et al. 1998)

Konzentrationsabhängige Aufrechterhaltung des Corpus luteum oder Induktion der Lu-teolyse durch Steuerung der Prostaglandinsynthese (MIYAMOTO et al. 2000, MURAKAMI et al. 2001)

IL = Interleukin, IFN-γ = Interferon-γ und TNF-α = Tumor Nekrose Faktor-α, LTB4 = Leukotrien B4

2.3 Erkennung von Erregern und deren Bestandteilen durch Komponenten des