Thiol- und Disulphidgruppen

Bezüglich der Verteilung freier Thiolgruppen im Oesophagus-Epithel der Säugetiere war eine deutliche Abhängigkeit des Auftretens und der Verteilung von der jeweiligen Ernährungsart zu erkennen. Generell war – ausgehend vom Fleischfresser über die Alles- bis hin zu den Pflanzenfressern – eine Steigerung des Gehaltes an freien Thiolgruppen im Oesophagus-Epithel zu beobachten, wobei diese Reste schwerpunktmäßig an unterschiedlichen Stellen auftraten. Während die hier nachgewiesenen freien Schwefelreste bei Fleischfressern und Allesfressern im Stratum granulosum zu finden waren, konnten diese bei den Pflanzenfressern zusätzlich auch im Stratum corneum lokalisiert werden.

Im Vergleich dazu war bezüglich des Disulphidgruppen-Nachweises zwar ebenfalls eine deutliche Abhängigkeit des Auftretens von der jeweiligen Ernährungsgruppe der Tiere erkennbar, allerdings bezog diese sich ausschließlich auf die Reaktionsintensität und nicht auf die Lokalisation der Reaktion. Bei allen Tieren ließen sich die Disulphid-Gruppen einheitlich mit Schwerpunkt im Stratum corneum nachweisen. Die einzige Ausnahme von dieser Regel war das Hausschwein, bei dem das Stratum granulosum zum Teil dunkler als das Stratum corneum erschien.

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des Stratum corneum dieses Tieres zusammenhängen, durch die die Anfärbung dieser Schicht im Verhältnis zu dichter gepackten Zellen heller erschien. Die Reaktionsintensität zwischen den verschiedenen Ernährungsgruppen stieg vom Fleischfresser über den Allesfresser bis hin zum Pflanzenfresser deutlich an, was für eine zunehmende Vernetzung der Keratin-Filamente über Disulphidbrücken spricht.

In Hinblick auf die zunehmende mechanische Belastung des Epithels über die verschiedenen Ernährungsgruppen hinweg, ist eine strukturelle Verstärkung des Stratum corneum durch stärkere Vernetzung der Intermediär-Filamente untereinander angebracht.

PANG et al. (1993) und andere Autoren beschrieben das Vorhandensein von Thiol-Gruppen über das gesamte Epithel, was mit dieser Untersuchung bestätigt werden konnte. Der scheinbare Schwerpunkt dieser Reaktion im Stratum granulosum ist mit der hier enger zusammenliegenden Lagerung der einzelnen Zellschichten zu erklären, wodurch bei lichtmikroskopischer Beurteilung der Schnitte der Eindruck einer dunkleren Färbung entstehen kann.

Das Auftreten der Disulphidgruppen steht in direktem Zusammenhang mit der Bildung der Disulphidbrücken zwischen den einzelnen Intermediärfilamenten; ein Vorgang, der sich ausschließlich in den oberflächlichen, flachen Zellen des Stratum corneum ereignet, wie z. B. schon MEYER (1986) oder ECKERT (1989) beobachteten und wie auch durch diese Arbeit bestätigt werden konnte.

In Bezug auf den Thiolgruppennachweis zeigte sich bei den hier untersuchten carnivoren und plantivoren Vogelspezies keine Abhängigkeit von ihrer Ernährungsweise; eine solche konnte aber im Zusammenhang mit dem Nachweis von Disulphidgruppen bei diesen Spezies beobachtet werden. Der Nachweis der Thiolgruppen war bei den untersuchten Vogel-Spezies in allen vorhandenen Schichten des Epithels möglich. Die im Stratum granulosum und Stratum corneum zu beobachtende stärkere Reaktionsintensität hing wiederum mit der Lagerung der Zellen in den einzelnen Schichten zusammen; diese war in den beiden erwähnten oberen Schichten dichter, so dass auch eine dunklere Anfärbung entstand. Bezieht man diesen Aspekt in die Interpretation mit ein, erkennt man, dass – wie bei den

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Säugetieren – auch bei den Vögeln von einer gleichmäßigen Verteilung der Thiolgruppen über das gesamte Epithel hinweg ausgegangen werden kann.

Die in dieser Arbeit erkennbare Verteilung der Disulphidgruppen bei den Vögeln entspricht jener schon bei den Säugetieren beschriebenen. Auch hier ist eine Anfärbung vor allem des Stratum corneum und zu geringen Teilen auch noch der oberen Lagen des Stratum granulosum erkennbar, während in den unteren Schichten fast keine Reaktion stattfand. Die bei den Säugetieren vorgenommene Interpretation dieses Ergebnisses gilt in gleichem Maße für die Vögel.

Hinsichtlich der Reptilien war ein wie bisher beschriebenes Verteilungsmuster der Thiol- und Disulphidgruppen bei den untersuchten Schildkröten-Spezies nicht generell zu beobachten. Bei der plantivoren Breitrandschildkröte reagierten sowohl das Stratum basale als auch die oberhalb gelegenen Strata auf beide Nachweise mit derselben Intensität. Ähnliches ließ sich auch für den Thiolnachweis bei der carnivoren Erdschildkröte erkennen; im Gegensatz dazu reagierten die oberhalb des Stratum basale gelegenen Schichten auf den Disulphidnachweis bei diesem Tier etwas stärker als das Stratum basale selbst. Es ist also davon auszugehen, dass die freien Thiolgruppen der Schildkröten genau wie die der Vögel und Säugetiere ebenfalls über das komplette Epithel hinweg gleichmäßig verteilt sind, wobei bei diesen Tieren keine Unterschiede in Abhängigkeit von ihrer Ernährungsart zu beobachten sind. Auffälligerweise traf diese relativ gleichmäßige Verteilung über das komplette Epithel hinweg auch für die Disulphidgruppen zu. Dafür gibt es prinzipiell zwei mögliche Erklärungen. Zum einen könnten die bei diesen Tieren vorhandenen Keratin-Intermediärfilamente auch schon in tieferen Lagen über Disulphidbrücken vernetzt werden. Zum anderen könnte sich der biochemische Aufbau des Epithels bei diesen Reptilien insofern von dem der Säugetiere und der Vögel unterscheiden, dass hier zusätzlich auch in einem von Keratinen unabhängigen Kontext Disulphidbrücken gebildet werden oder generell schon bestehen. Um diesen Vermutungen auf den Grund zu gehen, sind weiterführende Untersuchungen auf diesem Gebiet erforderlich.

Bei allen untersuchten Spezies der Fische fiel der Nachweis der Thiolgruppen in

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Disulphidgruppennachweis. Zwischen den verschiedenen Spezies waren keine auffälligen Unterschiede bezüglich der Intensität der Reaktion zu beobachten, so dass – wie auch bei den Reptilien – eine Abhängigkeit des Auftretens der beiden Gruppen von der Ernährungsweise der Tiere weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Diese Beobachtung spricht dafür, dass bei diesen Tieren die Belastung des Oesophagus-Epithels trotz unterschiedlicher Ernährungsweise relativ ähnlich ist, was auf die Umwelt (Wasser) der Tiere zurückzuführen ist. Es stellt sich die Frage, ob die hier nachgewiesenen Thiol- und Disulphidgruppen ausschließlich der Vernetzung der bei diesen Tieren vorhandenen Keratinfilamente dienen, oder ob es für ihre Anwesenheit noch eine andere Erklärung gibt. Da auf diesem Gebiet noch keine ausgiebigere Forschung betrieben wurde, kann eine genaue Erläuterung für das Auftreten der hier beobachteten Schwefelreste nicht mit abschließender Sicherheit gegeben werden.

5.4 Das Oesophagus-spezifische Protein Thrombomodulin

Das im Oesophagus-Epithel nach MIETTINEN u. SARLOMO-RIKALA (2003) in den Plasmamembranen suprabasaler Zellen nachweisbare Protein Thrombomodulin konnte bei den hier durchgeführten Versuchen bei keinem der untersuchten Tiere detektiert werden. Aus diesem Grund könnte man vermuten, dieses Protein, dessen Existenz im Oesophagus von anderen Autoren bisher nur bei Ratte und Mensch nachgewiesen wurde, sei im Epithel der Speiseröhre vieler Vertebraten nicht vorhanden. Gegen diese Annahme spricht allerdings die Aussage von LAGER et al.

(1995), die in ihren Untersuchungen Thrombomodulin in allen Proben durch eine starke Anfärbung im Endothel der subepithelialen Blutgefäße nachweisen konnten.

Da Thrombomodulin zuerst in Endothelzellen entdeckt und auch seine Hauptfunktion im Zusammenhang mit der Blutgerinnung angegeben wurde, müsste das Protein – auch wenn es im Oesophagus-Epithel nicht vorhanden war – doch zumindest im Gefäß-Endothel nachweisbar sein. Eine Reaktion der Endothelzellen war bei dem eigenen Versuch aber ebenfalls nicht zu erkennen. Diese Tatsache spricht dafür, dass der eingesetzte Antikörper mit den Antigen-Epitopen des Proteins bei den hier untersuchten Tierarten nicht reagiert hat. Wäre das Protein nur im

Oesophagus-Diskussion

Epithel nicht vorhanden, hätte zumindest das Gefäß-Endothel eine Reaktion zeigen müssen, was aber nicht der Fall war. Aus diesem Grund kann bezüglich des Auftretens von Thrombomodulin im Oesophagus-Epithel von Vertebraten anhand der hier vorgenommenen Untersuchung keine Aussage getroffen werden.