und der
Experimentellen Unfallchirurgie der Unfallchirurgischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover
Wirkung eines Pan-Selektinantagonisten auf die inflammatorische Immunreaktion in einem multi-hit-Traumamodell der Maus mit
nachfolgender Sepsis
Inaugural-Dissertation
Zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Binja Bergmann
aus Osterode Hannover 2006
Pharmazie der Tierärztlichen Hochschule Hannover und
Prof. Dr. rer. biol. hum. Martijn van Griensven, Experimentelle Unfallchirurgie,
Unfallchirurgische Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover, inzwischen Ludwig Boltzmann Institut für experimentelle und klinische Traumatologie, Wien
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. Manfred Kietzmann 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. Klaus Otto
Tag der mündlichen Prüfung: 22.05.2006
Ilke und Uwe
gewidmet
1 Einleitung ...1
2 Literaturübersicht ...4
2.1 Die Rolle des Immunsystems bei der Pathogenese des SIRS und MODS...4
2.2 Definitionen ...5
2.2.1 Schock...5
2.2.2 Systemisches-Entzündungsantwort-Syndrom (SIRS) und Sepsis ...5
2.2.3 Multiorganversagen / Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom ...9
2.2.3.1 Pathophysiologie...9
2.3 Neutrophile Granulozyten ...14
2.3.1 Chemotaxis und Extravasation...15
2.3.2 Die Selektine ...18
2.4 T-Lymphozyten...19
2.4.1 Grundlegende Merkmale ...19
2.4.2 Funktion der T-Helferzellen ...22
2.4.2.1 Charakterisierung der TH1-Zellen...23
2.4.2.2 Charakterisierung der TH2-Zellen...24
2.4.3 T-Zell-vermittelte Zytotoxizität ...25
2.4.4 Charakterisierung der natürlichen Killerzellen ...27
2.4.5 T-Lymphozytenfunktion bei Trauma und Sepsis...29
2.5 Apoptose...31
2.6 Die Rolle der Zytokine bei der Pathogenese des SIRS und MODS ...34
2.6.1 Tumor Nekrose Faktor-α (TNF-α) und TNF-Rezeptoren...36
2.6.2 Interleukin-6 (IL-6) ...40
2.6.3 Interleukin-10 (IL-10)...41
2.6.4 Interleukin-12 (IL-12)...43
2.6.5 Interferon-γ (IFN-γ) ...44
2.6.6 Monozyten-chemotaktisches Protein-1 (Monocyte chemotactic protein-1, MCP-1) ...46
2.7 Überempfindlichkeitsreaktion vom verzögerten Typ ...47
3 Fragestellung...58
4 Material und Methoden...59
4.1 Material...59
4.1.1 Chemikalien und Medikamente ...59
4.1.2 Geräte...60
4.1.3 Verbrauchsmaterialien...60
4.2 Methoden...61
4.2.1 Versuchstiere...61
4.2.1.1 Versuchstiergruppen ...62
4.2.2 „First-Hit“...63
4.2.2.1 Femurfraktur...64
4.2.2.2 Hämorrhagischer Schock ...64
4.2.3 Coecale Ligatur und Punktion (CLP, „second-hit“)...65
4.2.4 Bimosiamose-Medikation ...66
4.2.5 Aufrechterhaltung der Analgesie ...66
4.2.6 Klinische Untersuchungsparameter...67
4.2.7 Messung der T-Zell-vermittelten Typ-IV-Reaktion...68
4.2.8 Blut- und Organentnahme...68
4.3 Durchflusszytometrie ...70
4.3.1 Durchflusszytometrische Analyse von T-Lymphozyten ...70
4.3.1.1 Analyse apoptotischer T-Lymphozyten ...71
4.3.1.2 Durchführung der durchflusszytometrischen Analyse...71
4.3.2 Durchflusszytometrische Analyse von Zytokinen ...73
4.3.2.1 Durchführung der Messung...74
4.4 Myeloperoxidase in der bronchoalveolären Lavage ...75
4.5 Histologie...76
4.5.1 Histologische Technik ...76
4.5.2 Bewertung der histologischen Präparate ...77
5.1 Überlebensraten ...80
5.2 Körpergewicht ...80
5.3 Körpertemperatur ...86
5.4 Aktivität ...91
5.5 T-Zell-vermittelte Typ IV-Reaktion ...97
5.6 Durchflusszytometrische Auswertung von T-Lymphozyten...101
5.6.1 CD4+-Lymphozyten ...101
5.6.2 CD8+-Lymphozyten ...103
5.6.3 CD4+CD8+-Lymphozyten...106
5.6.4 NK-Zellen ...108
5.6.5 Apoptose ...111
5.6.6 Nekrose und Spätapoptose...114
5.7 Durchflusszytometrische Auswertung von Zytokinen...117
5.7.1 TNF-α...117
5.7.2 IL-6 ...119
5.7.3 IL-12p70 ...122
5.7.4 MCP-1...124
5.7.5 Interferon-γ...127
5.7.6 IL-10 ...128
5.8 Messung der MPO-Aktivität in der Lunge ...131
5.9 Histologische Auswertung...134
5.9.1 Lunge ...134
5.9.2 Leber ...138
5.9.3 Niere ...142
5.9.4 Milz...146
6 Diskussion ...152
6.1 Klinische Parameter und Mortalität der Versuchstiere ...154
6.2 Lymphozytensubpopulationen, NK-Zellen und Apoptoserate ...156
6.3 Zytokine...159
6.4 Organpathologie...166
9 Literaturverzeichnis ...177 10 Danksagung...219
ADCC Antikörperabhängige, zellvermittelte Zytotoxizität
AK Antikörper
APC Aktiviertes Protein C
APZ Antigenpräsentierende Zelle
ARDS Adult Respiratory Distress Syndrome
BAL Bronchoalveoläre Lavage
BALT Bronchienassoziiertes lymphatisches Gewebe
Bcl2 B-cell lymphoma-2-protein
BSA Bovine serum albumin (Rinderserumalbumin)
C Complement
CAD Caspase-activated DNase
CARS Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome CASP Colon ascendens stent peritonitis
CBA Cytometric Bead Array
CD Cluster of Differentiation
CLP Coecale Ligatur und Punktion
CLTR Cecal ligation and Tip resection
CRP C-reaktives Protein
DFF DNA-fragmentierender Faktor
DIC Disseminated Intravasal Coagulation
ELAM Endothelial Leucocyte Adhesion Molecule
ELISA Enzyme linked Immuno Sorbent Assay
Fab-Fragment Fragment antigen binding
FACS Fluorescence-activated cell sorter
Fas CD95
FcR Rezeptor für das Fab-Fragment der Immunglobuline
FITC Fluorescein-Isothiocyanat
FSC Forward Scatter
GALT Gut-associated lymphoid tissue
G-CSF Granulocyte-Colony-Stimulating Factor
GlyCAM-1 Glycosilation-dependent cell adhesion molecule-1 GM-CSF Granulocyte-Monocyte-Colony Stimulating Factor
HE Hämalaun-Eosin
ICAM-1 Intercellular Adhesion Molecule-1
IFN Interferon
Ig Immunglobulin
IL Interleukin
IP Interferon-gamma-inducible-protein
ISS Injury Severity Score
i.v. intravenös
LFA-1 Leucocyte Function Associated Molecule-1
LPS Lipopolysaccharide
LT Leukotrien
MadCAM-1 Mucosal cell-adhesion molecule-1
MALT Mukosaassoziiertes lymphatisches Gewebe
MARS Mixed Antagonist Response Syndrome
MCF Macrophage chemotactic factor
MCP-1 Monocyte chemotactic protein
MHC Major Histocompatibility Complex
MHH Medizinische Hochschule Hannover
MICA MHC class I chain-related Antigen
min Minuten
MODS Muliorgan-Dysfunktions-Syndrom(Multiple Organ Dysfunction Syndrome)
MOV Multiorganversagen
MPO Myeloperoxidase
mRNA Messanger RiboNuclein Acid
n Anzahl
NaCl Natriumchlorid
NK-Zellen Natürliche Killerzellen
PaCO2 Arterieller Kohlenstoffdioxidpartialdruck
PE Phycoerythrin
PG Prostaglandin
PI Propidiumiodid
PMN Polymorphonukleäre Granulozyten
PS Phosphatidylserin
R Rezeptor
RT Raumtemperatur
s.c. subkutan
Sham Scheinoperation
SIRS Systemisches-Entzündungsantwort-Syndrom (Systemic Inflammatory Response Syndrome)
sLex Sialyl-Lewisx-Einheit
SSC Side Scatter
TBC1269 Bimosiamose
TBC1269Z Di-Natrium-Salz von Bimosiamose
TCR T-Zell-Rezeptor
TGF-β Transforming Growth Factorβ
TH-Zellen T-Helferzellen
TNF Tumornekrosefaktor
TNF-RI Tumornekrosefaktor-Rezeptor 1
TNF-RII Tumornekrosefaktor-Rezeptor 2
Ferner gelten die allgemeinen SI-Einheiten und die chemischen Elementsymbole.
1 Einleitung
Bis 1969 war das Krankheitsbild des Multiorganversagens (MOV) bei polytraumatisierten Patienten unbekannt. Aufgrund langer Rettungszeiten und wenig entwickelter intensivmedizinischer Behandlungsmaßnahmen verstarben Patienten, die einen hämorrhagischen Schock erlitten, an dem großen Blutverlust, bevor sich das Krankheitsbild des MOV entwickeln konnte. Auch in der Tiermedizin stellt das Multiorganversagen nach Polytrauma aus den genannten Gründen eine zunehmende Komplikation dar. Durch die Verbesserung der Notfallbehandlung und den Einsatz neuer Diagnosetechniken konnten manche Todesursachen wie z.B. das Verbluten auch in der Tiermedizin vermindert werden.
In der Humanmedizin blieb das Verbluten bis 1940 der limitierende Faktor für das Überleben der Patienten. Zur Therapie des akuten traumatischen Volumenmangelschocks wurden Blut- transfusionen und kristalloide Volumenersatzmittel eingesetzt. Dadurch ergab sich ein neues Spektrum an Folgeerkrankungen. Im Vordergrund standen zunächst pathophysiologische Veränderungen der Lunge. Das Krankheitsbild der „Shocklung“ wurde in dieser Zeit mehrfach beschrieben. Bereits 1932 beschrieb MOON einen ähnlichen Komplex von Symptomen, zu denen Luftnot, erhöhte Temperatur und zentrale Zyanose gehörten (MOON 1932). JENKINS et al. (1950) sprachen von der kongestiven Atelektase. Letztendlich führten ASHBAUGH et al. (1967) den noch heute gültigen Begriff „Adult Respiratory Distress Syndrome“ (Akutes Atemnotsydrom des Erwachsenen, ARDS) ein, als sie erkannt hatten, dass dieses progressive Lungenversagen nicht nur nach Trauma auftrat, sondern auch nach großen elektiven operativen Eingriffen wie Bauchhöhlenoperationen (SKILLMAN et al.
1969), Peritonitis (BURKE et al. 1963) oder anderen Infektionen (CLOWES et al. 1968).
Somit wurde klar, dass die pulmonale Beeinträchtigung wahrscheinlich die Folge entfernter Prozesse im Körper ist. Die ARDS war zu dieser Zeit die häufigste Todesursache bei schwerverletzten Patienten (ASHBAUGH et al. 1967; BAUE 1975; EISEMANN et al. 1977).
Die Inzidenz des ARDS konnte durch weitere Fortschritte in der intensivmedizinischen Behandlung verringert werden, so dass neben den zunächst lebenslimitierenden Lungenveränderungen auch die Schädigungen der weiteren Organsysteme klinisch an
Bedeutung gewannen. Eine weitere Komplikation bei Polytraumapatienten stellt dabei die Entwicklung eines Systemischen-Entzündungsantwort-Syndroms (SIRS, Systemic Inflammatory Response Syndrome) dar. Die eigentlich erwünschte Immunantwort überschreitet dabei das sinnvolle Reaktionsniveau, wodurch weitere Organschäden entstehen.
1973 wurde dieses neu entstandene Sydrom von TILNEY et al. als „distal organ failure“
beschrieben. Der Begriff des Multiorganversagens (MOV) wurde 1975 durch Baue geprägt (BAUE 1975). Auf den Intensivstationen wurde seitdem eine steigende Zahl von Patienten ermittelt, die trotz maximaler Intensivtherapie nicht mehr stabilisiert werden konnten und ein mit hoher Letalität einhergehendes progressives MOV entwickelten (MANSHIP et al. 1984;
CARRICO et al. 1986; SCHUSTER 1989). Dieses Syndrom stand in jener Zeit an erster Stelle der Todesursachen Schwerverletzter (ASHBAUGH et al. 1967; BAUE 1975;
EISEMANN et al. 1977; ALBERTS et al. 1986) und stellt noch heutzutage die schwerwiegendste Komplikation bei schwerverletzten Patienten dar. Ungefähr 40 % der schwerkranken Patienten auf den Intensivstationen entwickeln ein MOV, welches eine Mortalitätsrate von bis zu 70 % aufweist (DEITCH 1992; MARSHALL et al. 1995;
RANGEL-FRAUSTO et al. 1995; SALVO et al. 1995). In späteren Jahren wurde der Begriff MOV durch das Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom (MODS) ersetzt, um das Kontinuum der Organdysfunktion und nicht nur deren Endpunkt besser beschreiben zu können.
Bisher gibt es keine ausreichend wirksame Therapie des SIRS und MODS. Die Applikation von monoklonalen Antikörpern (AK) zur Neutralisation der Zytokine, die für die Entwicklung der genannten Syndrome entscheidend sind, erbrachte keine zufriedenstellenden Ergebnisse (DINARELLO et al. 1993). Auch die kontinuierliche Hämofiltration bei SIRS- bzw. MODS- Patienten, um die Konzentration von Endotoxinen und Zytokinen im Blut zu verringern (KODAMA et al. 1995; HIRASWA et al. 1996), erbrachte nicht die erwünschten Erfolge. Es besteht vielmehr die Gefahr einer zusätzlichen Aktivierung von Leukozyten (SCHETZ et al.
1995). Weitere Therapieversuche wie die topische und parenterale Gabe von Antibiotika (CERRA et al. 1992; GASTINNE et al. 1992), Anti-Endotoxin-Therapien mit Antiseren (MANTHOUS et al. 1993; ZANETTI et al. 1993) oder die Applikation von Antioxidantien zur Reduktion freier Radikale (SCHILLER et al. 1993) erbrachten keine deutlichen Erfolge.
Ein möglicher Therapieansatz, um in das pathogenetische Geschehen bei der Entwicklung des SIRS und MODS einzugreifen, ist die selektive Inhibition von Adhäsionsmolekülen. Diese haben einen entscheidenden Einfluss bei der Neutrophilenmigration und neutrophile Granulozyten stellen die Schlüsselzellen in der Pathogenese dieser Syndrome dar. Die in dieser Studie verwendete Testsubstanz Bimosiamose kann die Inhibition einer bestimmten Klasse von Adhäsionsmolekülen auslösen, die für den ersten Schritt der Neutrophilenmigration verantwortlich ist. Mittels einer induzierten Sepsis in Mäusen soll die Wirksamkeit dieser Substanz untersucht und die Beeinflussung immunologischer Reaktionen ermittelt werden.
2 Literaturübersicht
2.1 Die Rolle des Immunsystems bei der Pathogenese des SIRS und MODS
Das Immunsystem des Körpers hat die Aufgabe, die Invasion von Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Pilze und Parasiten zu verhindern. Es besteht eine Proportionalität zwischen der Intensität der Immunabwehr und der Stärke der Infektion. Ziel dieser Immunantwort ist es, das schädigende Agens zu eliminieren.
Funktionell unterscheidet man zwischen dem angeborenen und dem erworbenen Immunsystem. Die angeborene Immunität dient der ersten Abwehr von Infektionen während der ersten vier bis sechs Tage, die bis zum Einsetzen der erworbenen Immunantwort vergehen, und umfasst physikalische, zelluläre und chemische Mechanismen. Zusätzlich spielt sie bei der Auslösung und der anschließenden Steuerung der adaptiven Immunreaktionen eine entscheidende Rolle. Die angeborene Immunität kann jedoch Krankheitserreger nicht spezifisch erkennen und keinen gezielten Schutz gegen eine erneute Infektion geben. Das erworbene Immunsystem besteht aus humoralen (Antikörper) und zellulären Komponenten. Es basiert auf der klonalen Selektion von Lymphozyten, die eine Vielzahl hochspezifischer Rezeptoren besitzen, die es dem Immunsystem ermöglichen, jedes beliebige fremde Antigen zu erkennen. Bei der adaptiven Immunantwort vermehren sich die antigenspezischen Lymphozyten und differenzieren zu Effektorzellen, die die Krankheitserreger vernichten (JANEWAY u. TRAVERS 1997, S. 11).
Bei einer physiologischen Immunantwort regulieren sich die funktionellen Einheiten des Immunsystems gegenseitig, so dass es zu einer angemessenen Reaktion kommt, die innerhalb bestimmter Grenzen bleibt und rechtzeitig beendet wird.
Den Zustand von permanent anwesenden Bakterien einschließlich der dazugehörenden Immunantwort bezeichnete SCHOTTMÜLLER (1914) als „Sepsis“ (griech. Fäulnis).
SCHUSTER (1989) erweiterte diese Definition um die Aussage, dass ebenfalls Endotoxin sowie die anwesenden humoralen Mediatoren eine Sepsis auslösen können. Findet ein sich
ständig wiederholender Kontakt zwischen dem Immunsystem und den mikrobiellen Agentien statt, kommt es zu einer gesteigerten Aktivierung des Immunsystems. Diese hyperinflammatorische Situation birgt die Gefahr der Dysregulation des Immunsystems und der Schädigung des Organismus. Die Dysregulation kann unter diesen Umständen in einem septischen Schock enden, der zu einem MOV führen kann (BUDELMANN 1969).
2.2 Definitionen 2.2.1 Schock
Schock wird im Allgemeinen definiert als ein akut bis subakut verlaufendes, fortschreitendes allgemeines Kreislaufversagen, verursacht durch Abnahme der zirkulierenden Blutmenge oder der Blutumlaufgeschwindigkeit. Im kardiogenen Schock ist die Ursache das Pumpver- sagen des Herzens, im hämorrhagischen Schock das verminderte zirkulierende Blutvolumen und im septischen Schock ein veränderter Gefäßtonus. Ist der Schock von kurzer Dauer oder wird er adäquat therapiert, kann er ohne Komplikationen ausheilen. In einigen Fällen folgen trotz angemessener Volumentherapie schwerwiegende Komplikationen (GORIS 1993).
2.2.2 Systemisches-Entzündungsantwort-Syndrom (SIRS) und Sepsis Die Ursachen für ein SIRS können neben Infektionen mit Bakterien, Viren, Protozoen oder Pilzen auch multiple Traumata, ein hämorrhagischer Schock, eine Ischämie-Reperfusion oder eine akute Pankreatitis sein. Dabei liegt ein SIRS vor, wenn zwei oder mehr der folgenden Parameter in entsprechender Weise pathologisch verändert sind (BONE et al. 1992):
• Rektaltemperatur < 36°C oder > 38°C,
• Atemfrequenz > 20 Atemzüge pro Minute oder arterieller Kohlenstoffdioxidpartialdruck < 4,3 kPa,
• Herzfrequenz > 90 Schläge pro Minute,
• Leukozyten < 4.000 pro mm3 oder > 12.000 pro mm3 oder 10 % der Leukozyten bestehen aus unreifen Formen.
Geht das SIRS mit einer nachgewiesenen Infektion einher, wird von einer Sepsis gesprochen.
Bei einer schweren Sepsis ist zusätzlich die Hämodynamik beeinträchtigt. Dies äußert sich in Symptomen wie Hypoperfusion mit Laktatazidose, Oligurie, Bewusstseinsstörungen oder Hypotonie (systolischer Blutdruck < 90 mmHG). Vom septischen Schock spricht man, wenn die Hypotonie trotz adäquater Volumensubstitution persistiert (BONE et al. 1992).
Das MODS kann als Folge von SIRS oder Sepsis auftreten. Es liegt vor, wenn die Organfunktion nicht ausreicht, um die Homöostase aufrecht zu erhalten (s. Tab. 2.1) (BONE et al. 1992).
Tabelle 1: Definitionen des „Systemic inflammatory response syndrome“ (SIRS), der (schweren) Sepsis und des Multiorgan-Dysfunktions-Syndroms (MODS) nach der Konsensuskonferenz der „Society of Critical Care Medicine“ und des „American College of Chest Physicians“ von 1991 (BONE et al. 1992).
SIRS Zwei oder mehr der folgenden Symptome können diagnostiziert werden:
Rektale Temperatur < 36°C oder > 38°C
Atemfrequenz > 20 pro Minute oder paCO2 < 4,3 kPa Herzfrequenz > 90 pro Minute
Leukozyten < 4.000 pro mm3 oder > 12.000 pro mm3 oder 10 % unreif Sepsis SIRS mit dokumentierter Infektion
Schwere Sepsis SIRS mit dokumentierter Infektion, Beeinträchtigung der Hämodynamik und septischer Schock
MODS Zustand eines physiologischen Ungleichgewichts, in dem die Organfunktion nicht im Stande ist, die Homöostase aufrecht zu erhalten
Die Entwicklung eines SIRS kann in drei Phasen unterteilt werden (BONE 1996c; DAVIES u. HAGEN 1997):
• Phase 1 (Initialphase): lokale Immunantwort
• Phase 2: initiale systemische Immunantwort
• Phase 3: massive systemische Inflammation
Die Initialphase besteht aus einer physiologischen lokalen Immunantwort als Reaktion auf ein lokales Trauma oder Infektionsgeschehen. Dabei werden humorale und zelluläre Mediatoren lokal aktiviert, um bereits aufgetretene Schäden zu beseitigen und eine Ausbreitung zu verhindern (REGEL et al. 1989). Sind diese nicht in der Lage, den initiierenden Schaden zu kontrollieren, werden geringe Mengen von Zytokinen systemisch freigesetzt, um die lokale Immunantwort zu verstärken (Phase 2). Makrophagen und Thrombozyten werden rekrutiert und Wachstumsfaktoren produziert. Die Einwanderung peripherer immunkompetenter Zellen, vorwiegend neutrophiler Granulozyten, erfolgt. Diese Akutphase-Reaktion wird durch eine verminderte Produktion von proinflammatorischen Zytokinen und durch die Freisetzung von endogenen Antagonisten bzw. antiinflammatorischen Zytokinen kontrolliert (DINARELLO et al. 1993; PLATZER et al. 1995). Dieser Prozess der zweiten Phase endet erst mit Abklingen der Infektion bzw. Wiederherstellung der Homöostase (FUKUSHIMA et al. 1994; BONE 1996a).
Misslingt die Wiederherstellung der Homöostase, wirkt die systemische Immunantwort in einer dritten Phase destruktiv. Sie besteht aus der massiven systemischen Inflammation, in der große Mengen von Zytokinen freigesetzt werden, die das Endothel und die Endorgane vor allem durch die Aktivierung zellulärer Faktoren schädigen (BONE 1996c). Entweder gelingt es dem Organismus, die Entzündung mittels antiinflammatorischer Mediatoren wirksam zu bekämpfen, oder die systemische Inflammation führt zum MODS. Durch die progressive endotheliale Dysfunktion kommt es dabei zu einer Erhöhung der mikrovaskulären Permeabilität mit konsekutiver Transsudation in das Interstitium und Bildung von Mikrothromben, so dass eine Gewebsischämie auftreten kann (SEEKAMP u. WARD 1993;
PAPE et al. 1994). Bei der Wiederherstellung der Durchblutung kann es schließlich zu einem
Reperfusionsschaden z.B. aufgrund von Sauerstoffradikalen und Hitze-Schock-Proteinen kommen, die im Ischämiegebiet gebildet werden (RINALDO et al. 1990; CIPOLLE et al.
1993).
Zusätzlich wird bei der systemischen Inflammation die Diapedese der Leukozyten durch die Endothelzellen gesteigert. Aufgrund der systemischen Vasodilatation und der Flüssigkeitsverschiebung in den Extravasalraum infolge vermehrter Gefäßpermeabilität entsteht eine signifikante Hypotension mit peripheren Ödemen, beginnendem anaeroben Metabolismus und Organdysfunktion.
Die Folgen des SIRS tragen zu tiefgreifenden pathophysiologischen Veränderungen in den verschiedenen Organen bei und werden heute sogar als Hauptfaktoren bei der Entwicklung folgender Syndrome und Erkrankungen angesehen (BONE 1996c):
• Septischer Schock
• Disseminierte intravasale Gerinnung (DIC)
• „Adult Respiratory Distress Syndrome” (ARDS)
• Organversagen und Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom (MODS).
Kommt es im Rahmen des SIRS zu einer antiinflammatorischen Reaktion, die das physiologische Maß überschreitet, tritt eine ausgeprägte Immunparalyse ein (RANDOW et al.
1995; KREMER et al. 1996). Dies wird als „Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome“ (CARS) bezeichnet (BONE 1996a; BONE 1996b; BONE 1996d; DAVIES u.
HAGEN 1997). Während dieser Phase besteht eine besonders große Gefahr für eine Infektion des Organismus mit Mikroorganismen, woraus leicht eine Sepsis und in Folge dessen ein septischer Schock entstehen können (VOLK et al. 1990; MOORE 1999). Bestehen sowohl Pro- als auch Antiinflammation nebeneinander, spricht man von „Mixed Antagonist Response Syndrome“ (MARS) (BONE 1996a; BONE 1996b; DAVIES u. HAGEN 1997). Auch diese beiden klinischen Zustände können zum MODS führen. Patienten, bei denen ein SIRS oder MODS festgestellt wurde, erliegen demnach nicht zwangsläufig einer unkontrollierten
Infektion, sondern unter Umständen der dysregulierten Entzündungsantwort (VAN GRIENSVEN 1999a).
2.2.3 Multiorganversagen / Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom
Das MOV kann sowohl nach Trauma als auch nach Sepsis auftreten (LIN et al. 1996). Zudem können Trauma und Sepsis zusammen auftreten oder ein Trauma kann im Verlauf eine Sepsis hervorrufen (Abbildung 1). Im folgenden werden die Definitionen der Konsensuskonferenz der Society of Critical Care Medicine und des American College of Chest Physicians von 1991 vorgestellt (BONE et al. 1992). Der Begriff MOV wurde dabei ersetzt durch die Bezeichnung Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom (MODS), um das Kontinuum der Organdysfunktion zu beschreiben.
2.2.3.1 Pathophysiologie
Trotz frühzeitigem adäquaten Volumenersatz, umfangreichen operativen Möglichkeiten zur Gefäßrekonstruktion oder Frakturstabilisierung und aggressiver antibiotischer Therapie kommt es bei einigen Schwerverletzten und Sepsispatienten zum Multiorgan-Dysfunktions- Syndrom. Das MODS zeigt keine klinischen, biochemischen oder morphologischen Unterschiede zwischen Patienten mit vorhergehendem SIRS oder mit Sepsis. Die Überlebens- raten korrelieren mit der Ausprägung der Organdysfunktion, nicht aber mit dem Vorhanden- sein eines bakteriellen Focus (GORIS et al. 1985). Die Erklärung hierfür liegt darin, dass nicht allein Bakterien die Auslöser des Organversagens sind, sondern dass endogene Faktoren, die aufgrund des mikrobiellen Reizes aktiviert wurden, die Entwicklung eines MODS verantworten. Eine Rolle spielt die unkontrollierte Aktivierung des Immunsystems, dessen Entzündungsmediatoren und Zellen zum MODS führen können. Dabei ist der Ablauf der Immunreaktion auf Trauma und bakterieller Infektion miteinander vergleichbar. Die Aktivierung des Immunsystems nach einer schweren Verletzung lässt sich in zwei Phasen
einteilen. Die Initialphase beginnt unmittelbar nach dem Trauma, die zweite Phase beginnt drei bis sieben Tage später und beruht teilweise auf septiformen Komplikationen.
Bei der Entzündung in der ersten Phase handelt es sich primär um einen lokalen Prozess.
Durch Weichteiltrauma oder Verbrennungen wird die Komplementkaskade frühzeitig aktiviert und die Komplementfaktoren C3a und C5a werden freigesetzt. Gewebsständige Makrophagen phagozytieren die Erreger/Gewebe und sezernieren daraufhin Leukotriene, Interferon-γ, TNF-α und weitere chemotaktisch wirksame Substanzen. Dadurch werden lokal Adhäsionsmoleküle des Endothels (ICAM-1, ELAM-1, VCAM-1, E-Selektin) exprimiert, die zur Adhäsion der aktivierten neutrophilen Granulozyten führen. Diese wandern durch Diapedese aus dem Gefäßsystem aus und bewegen sich gegen den Konzentrationsgradienten der chemotaktischen Substanzen zum Ort der Entzündung. Dort bekämpfen sie durch die Freisetzung von proteolytischen Enzymen (Elastase, Kathepsin G) und reaktiven Sauerstoffradikalen die Erreger. Zudem werden Monozyten aktiviert und differenzieren zu Makrophagen. Diese phagozytieren am Ort der Entzündung Erreger oder nekrotisches Gewebe. Die lokale Freisetzung von Histamin, Bradykinin oder Prostazyklin unter anderem durch die Anaphylatoxine C3a und C5a bedingt eine lokale Vasodilatation und eine erhöhte Kapillarpermeabilität. Im Extravasalraum entsteht ein proteinreiches Exsudat (Ödem).
Gelangen die Erreger oder die bakteriellen Endotoxine in den Kreislauf, führen diese zu einer raschen Freisetzung von TNF-α, Interleukin-1 (IL-1), Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-8 (IL- 8), dem Plättchenaktivierenden Faktor (PAF), Interferon-γ und Prostaglandinen aus Granulozyten, Monozyten und Endothelzellen (LOPPNOW u. LIBBY 1989; NAWROTH et al. 1989). Die oben genannten Vorgänge laufen jetzt systemisch ab und es kommt zu einer generalisierten Entzündung. Die pyrogen wirkenden Zytokine, z.B. IL-1, führen zu Fieber und verringern den peripheren Gefäßwiderstand. Adhäsionsmoleküle werden auf den Endothelzellen exprimiert. Es folgt eine Granulozytenadhäsion und –diapedese im gesamten Kreislauf ähnlich der oben beschriebenen lokalen Reaktion. Die Auswanderung der neutrophilen Granulozyten macht sich im Blut als Leukopenie bemerkbar. Die systemische Komplementaktivierung bewirkt eine weitere Aktivierung der neutrophilen Granulozyten. Sie werden zur Degranulation stimuliert, wobei lysosomale Enzyme und Sauerstoffradikale
(„respiratory burst“) freigesetzt werden. Mehrere der genannten Faktoren besitzen schädigende Wirkung auf die Endothelzellen, was zu einer progressiven endothelialen Dysfunktion führt. Diese resultiert in einer erhöhten Permeabilität mit Transsudation in die Organe. Histologisch finden sich Einzelorganschädigungen in Lungen, Nieren und Leber in Form eines interstitiellen Ödems und einer Granulozyteninfiltration (PAPE et al. 1994).
Ein weiteres humorales System, das in der Pathophysiologie der Entzündung eine Rolle spielt, ist das Kallikrein/Kininsystem, dessen Aktivierung zur Bildung von Bradykinin führt. Das Bradykinin trägt zur Minderung des Gefäßwiderstands und somit zur Hypotonie bei (BONE 1991).
Zusätzlich wird das Blutgerinnungssystem aktiviert. Die Verbrauchskoagulopathie führt zur Bildung von Thromben und Fibrin aus Fibrinogen in nahezu allen Gefäßen, wodurch eine lokale Ischämie auftreten kann. Nach Verbrauch des Fibrinogens kommt es zu einer insuffizienten Gerinnung mit Blutungsneigung (VAN GRIENSVEN 2001).
Abbildung 1: Schematische Darstellung der verschiedenen humoralen und zellulären Systeme, die eine Rolle in der Entwicklung des MODS bei einer Sepsis spielen (VAN GRIENSVEN 2001).
Das MODS wird über die kumulative Sequenz von Einzelorgan-Schädigungen definiert, die in interindividueller Ausprägung und Reihenfolge nach einem Trauma auftreten. Die klinischen Anzeichen eines MODS können als generalisierte Entzündung zusammengefasst werden. Zudem finden sich bei Patienten mit MODS Anzeichen eines interstitiellen Ödems und einer Granulozyteninfiltration in Lungen, Leber und Nieren (PAPE et al. 1994; PAPE et al. 1998).
Dieser Zustand, bestehend aus Endothelschaden mit Transsudation und Beeinträchtigung der Blutzufuhr durch Störung der Mikro- und Makrozirkulation, kann darin resultieren, dass die Funktionalität eines Organs verloren geht. Die Lunge ist nicht nur das erste Organ, das nach Polytrauma eine Funktionsstörung aufweist, sondern sie ist auch das Organ, bei dessen Funktionsstörung unter Polytrauma die höchste Mortalität beschrieben wird (REGEL et al.
1996). Laut FAIST et al. (1983) ist ein MODS nicht ohne respiratorisches Versagen möglich.
Für das Vorherrschen einer Lungendysfunktion bei Polytrauma gibt es folgende Erklärungsansätze:
• Mitbeteiligung der Lunge durch direktes Trauma mit Folge eines ARDS.
• Theorie des „first filter“: Die Lunge erhält über den Blutkreislauf Zelltrümmer, Toxine, aktivierte Blutzellen und Zytokine mit nachfolgender Permeabilitätsschädigung der kapillären Membranen und Entwicklung eines interstitiellen Lungenödems.
• Die Lungenkapillaren stellen das größte „endotheliale“ Organ des Körpers dar, wodurch die endotheliale Dysfunktion hier am stärksten zum Tragen kommt.
Das kardiovaskuläre System zeigt bei Versagen eine Mortalität von über 60 %, liegt aber in seiner Häufigkeit (Inzidenz von 21 %) deutlich hnter dem Versagen von Lunge und Leber (Inzidenz 75 % bzw. 67 %) (REGEL et al. 1991). Das Leberversagen steht mit 54 % an dritter Stelle der Mortalität, den ersten Rang nimmt das Lungenversagen mit 66 % ein. Nur bei weniger als 5 % der Patienten wurde eine Beeinträchtigung der Nierenfunktion festgestellt.
2.3 Neutrophile Granulozyten
Neutrophile Granulozyten sind Zellen der myeloiden Reihe, die sich im Knochenmark innerhalb von etwa 14 Tagen über mehrere Differenzierungsstadien aus Myeloblasten zu reifen PMN (polymorphonukleäre Granulozyten) entwickeln. Diese reifen Zellen verlassen das Knochenmark und treten vorübergehend in die Blutbahn ein, wo sie eine Halbwertzeit von ungefähr sechs Stunden aufweisen. Bei Bedarf tritt der reife PMN mittels Diapedese ins Gewebe ein, wo er ein bis zwei Tage funktionsfähig bleibt (BAINTON et al. 1971).
Neutrophile Granulozyten haben einen Durchmesser von 10 bis 20 µm und sind charakterisiert durch den lobulierten Nukleus und die zwei Arten von Granula, die eine wichtige Rolle beim Lysieren von körperfremden Stoffen spielen. Die primären, azurophilen oder peroxidase-positiven Granula beinhalten Myeloperoxidase, Elastase, Lysozym und β- Glycerophosphatase. Die sekundären, spezifischen Granula sind peroxidase-negativ und bestehen aus Laktoferrin, Prokollagenase, alkalischer Phosphatase und Lysozym (ACKERMANN 1971; BAINTON et al. 1971). Die sekretorische Funktion und die Fähigkeit zur Phagozytose machen die neutrophilen Granulozyten zu einer der wichtigsten Zellen des unspezifischen Immunsystems (GRISWOLD u. MAIER 1988). Nach dem Eindringen von körperfremden Stoffen bilden sie die erste Abwehrfront, die zur Phagozytose fähig ist, und werden aufgrund ihrer kurzen Überlebenszeit im Gewebe von den Zellen des mononukleären Phagozytensystems abgelöst. Im Gegensatz zu den neutrophilen Granulozyten sind diese Zellen neben der Phagozytose auch zur Antigenpräsentation fähig.
Für die Komplikationen, die bei einer Ischämie / Reperfusion entstehen, sind größtenteils Granulaprodukte und reaktive Sauerstoffradikale der PMN verantwortlich, die zu sekundären, distalen Organschäden führen (WELBOURN et al. 1991b). Ihr pathologisches Muster ist in allen Organen einheitlich (BURCHARDI 1987; BERNARD et al. 1994), unabhängig davon, in welchem Gebiet die Ischämie vorlag. So konnten pulmonale Schäden nach Ischämie / Reperfusion der Extremitäten (BELKIN et al. 1989; WELBOURN 1991a; SEEKAMP u.
WARD 1993; SEEKAMP et al. 1994), der Leber (DUBAYBO u. CARLSON 1988) und nach genereller Ischämie (FEHRENBACH et al. 2003) im Zusammenhang mit einem hypovolämi-
schen Schock festgestellt werden. Die Organschäden sind unter anderem bedingt durch die Sauerstoffradikale, die mit der Desoxyribonukleinsäure der Zellen reagieren und irreparable DNA-Strangbrüche hervorrufen (BIELSKI u. SHIUE 1979; BURGER et al. 1980).
PMN gelten nicht nur als Schlüsselzellen des Ischämie-Reperfusionsschadens, sondern auch des SIRS und MODS (KORTHUIS et al. 1988; VEDDER et al. 1988; FUJISHIMA u.
AIKAWA 1995). Eine verringerte Apoptoserate der Granulozyten wurde sowohl bei SIRS als auch nach Polytrauma beobachtet, was darauf hindeutet, dass die PMN länger überleben und somit verstärkt schädliche Funktionen ausüben können (ERTEL et al. 1997; JIMENEZ et al.
1997).
2.3.1 Chemotaxis und Extravasation
Die Chemotaxis ist ein induktiver chemischer Reiz, der die Wanderungsrichtung der neutrophilen Granulozyten und anderer phagozytierender Zellen in Abhängigkeit vom Konzentrationsgradienten der reizauslösenden Substanz, den Chemokinen, bestimmt. Sie binden an spezifische Rezeptoren auf den PMN, wodurch die Granulozyten zu amöboiden Bewegungen veranlasst werden. Befinden sich die PMN im Blutstrom, erfolgen eine mehrphasige Adhäsion sowie eine Migration der Zellen durch das Gefäßendothel und das Gewebe zum Ort höherer Chemokinkonzentrationen. Dies kann entweder ein Infektionsherd sein, wo die mikrobiellen Organismen phagozytiert und anschließend lysiert werden, oder es liegt eine traumainduzierte Sekretion von Chemokinen vor.
Zu den Chemokinen gehören u.a. IL-1, IL-8, TNF-α, die Komplementfaktoren C3a und C5a, Leukotriene (z.B. LTB4), PAF und das Fragment D der Fibrinolyse (DEMLING 1985;
WEIGELT et al. 1988; WARREN et al. 1989; KINDT et al. 1991). Ein großer Teil dieser Substanzen wird nach der Ischämie während der Reperfusionsphase direkt im Gewebe von Endothelzellen und Gewebsmakrophagen gebildet. Der entscheidende Schritt für die Extravasation, d. h. für die Wanderung der neutrophilen Granulozyten aus den Blutgefäßen in das umliegende Gewebe zum Ort der Inflammation, ist ihre Adhäsion an den kapillären
Endothelzellen (FURIE et al. 1987; HARLAN 1987). Sie wird über Adhäsionsmoleküle vermittelt, die sowohl von den PMN als auch von den Endothelzellen auf der Zelloberfläche exprimiert werden (KUROSE et al. 1994). In den unterschiedlichen Phasen der Extravasation spielen drei Gruppen von Adhäsionsmolekülen eine entscheidende Rolle: die Selektine, die Integrine und die Immunglobulin-ähnlichen Moleküle. Zwischen dem Endothel und den PMN kommt es zu einer hochaffinen spezifischen Ligand-Rezeptor-Bindung und es folgt eine selektive Akkumulation neutrophiler Granulozyten im inflammatorischen bzw.
reperfundierten Gebiet.
Während der Chemotaxis werden die neutrophilen Granulozyten von den oben genannten Chemokinen sowie von weiteren Substanzen wie Immunkomplexen, Komplement- sowie Gerinnungsfaktoren und von Faktoren des Kallikrein-Kininsystems zusätzlich aktiviert (WEIGELT et al. 1988; WESTABY 1988; CERASOLI et al. 1990; JONAS et al. 1991;
NEUHOF 1991; WARREN 1991). Diese Aktivierung kann über Zellmembran- oder intrazelluläre Rezeptoren geschehen. Dadurch kommt es zu einer vermehrten Expression von Adhäsionsmolekülen und es erfolgt eine gesteigerte Produktion und Freisetzung von Mediatoren wie lysosomalen Enzymen und Sauerstoffradikalen.
Die Extravasation besteht aus aufeinanderfolgenden Phasen, dem „Rolling“ und
„Attachment“ (Aggregation), der „Firmadhesion“ (Adhäsion) und „Diapedesis“
(Transmigration). Beim „Rolling“ sind die Wechselwirkungen zwischen den Adhäsions- molekülen nicht stark genug, um den Scherkräften des Blutstroms zu widerstehen, so dass die Neutrophilen am Endothel entlangrollen, indem sie ständig neue Verbindungen ausbilden und bestehende wieder lösen. Dieser Schritt wird durch Selektine vermittelt (LEY et al. 1991;
BARGATZE et al. 1994). Die endothelialen P- und E-Selektine binden an Kohlenhydrat- seitenketten des L-Selektins auf neutrophilen Granulozyten und vermitteln durch diese Bindungen die transiente Adhäsion zwischen dem Endothel und den PMN (ANDERSON u.
SPRINGER 1987; SPRINGER 1990; BUTCHER 1991). Das L-Selektin nimmt bei dieser Reaktion eine wichtige Rolle ein, da es neben der initialen Adhäsionsfunktion auch eine Signalfunktion in die neutrophilen Granulozyten hinein besitzt (SPERTINI et al. 1991b;
RICHTER u. ZETTERBERG 1994; WADDELL et al. 1994; SIMON et al. 1995).
Der nächste Schritt des Migrationsprozesses ist das sogenannte „Attachment“ oder Abstoppen der neutrophilen Granulozyten auf den Endothelzellen, welches durch die Gruppen der Integrine und der Immunglobulin-ähnlichen Adhäsionsmoleküle ausgelöst wird. Durch das Entlangrollen der neutrophilen Granulozyten an der Gefäßwand sezernieren die Endothelzellen das Lipid PAF, das eine Aktivierung der Neutrophilen bewirkt und die Expression der Integrine auf ihrer Oberfläche erhöht. Die Immunglobulin-ähnlichen Adhäsionsmoleküle werden auf den Endothelzellen durch Chemokine wie TNF-α induziert.
Aber auch nicht aktivierte Zellen zeigen eine kontinuierliche Basisexpression, die durch Aktivierung nach etwa acht Stunden ihr Maximum erreicht (ROTHLEIN et al. 1986;
STAUNTON et al. 1989).
Wird die Bindung zwischen den Integrinen und den Immunglobulin-ähnlichen Adhäsionsmolekülen in der Weise verstärkt, dass ein stabiler Zell-Zell-Kontakt entsteht, geht das „Attachment“in die „Firmadhesion“über. Die stabile Bindung zwischen den PMN und den Endothelzellen beendet somit die Rollbewegung und ermöglicht es den Leukozyten, sich zwischen den Endothelzellen hindurch zu zwängen.
Im dritten Schritt durchqueren die neutrophilen Granulozyten das Endothel und verlassen die Blutgefäße. Neben den Integrinen ist dabei auch eine weitere Wechselwirkung entscheidend, bei der das immunglobulinähnliche Molekül CD31 sowohl auf den PMN als auch an den Verbindungsstellen zwischen den Epithelzellen exprimiert wird. Die Granulozyten drängen sich zwischen die Endothelzellen und durchdringen die Basalmembran mit Hilfe proteolytischer Enzyme, die die Membranproteine zerstören. Die Passage durch die Gefäßwand wird als „Diapedese“ bezeichnet. Anschließend wandern die PMN an einem Konzentrationsgradienten von Chemokinen entlang, die von Zellen am Infektionsherd oder im reperfundierten Gebiet ausgeschüttet werden.
2.3.2 Die Selektine
Die Familie der Selektine umfasst das P-Selektin (CD62P), das als Adhäsionsmolekül auf Endothelzellen und aktivierten Thrombozyten exprimiert wird. Ein weiteres Selektin der Endothelzellen ist das E-Selektin (CD62E), dessen maximale Expression drei bis sechs Stunden nach Beginn der Entzündungsreaktion stattfindet. P- und E-Selektine binden an Kohlenhydratseitenketten des L-Selektins oder an Glycoproteine auf neutrophilen Granulozyten, aktivierten T-Zellen sowie Monozyten und leiten dadurch die erste Phase der Extravasation ein. Das L-Selektin (CD62L) kommt ausschließlich auf hämatopoetischen Zellen vor (GALLATIN et al. 1983; JUTILA et al. 1990; TEDDER et al. 1990). Sowohl reife als auch unreife Subpopulationen der Thymozyten exprimieren L-Selektin, ebenso die meisten B-Zellen. Auch eine Subpopulation der Memory-T-Zellen und die natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) sind L-Selektin-positiv. Zudem wird es von den Zellen der myeloiden Reihe während des gesamten Differenzierungsprozesses konstitutiv exprimiert.
Bei den neutrophilen Granulozyten ist das L-Selektin auf den Mikrovilli lokalisiert. Dies könnte sich als vorteilhaft für den frühen Kontakt des L-Selektins mit den endothelialen Liganden erweisen (TEDDER et al. 1995). Die Selektine sind strukturell eng verwandt und unterscheiden sich in ihrem extrazellulären Bereich durch die lektinähnliche Kette; zudem werden sie von evolutionär konservierten Genen kodiert (TEDDER et al. 1989; JOHNSTON et al. 1990; ORD et al. 1990; WATSON 1990; COLLINS et al. 1991). Als Beispiel wird im Folgenden die Struktur des L-Selektins näher beschrieben.
Das L-Selektin ist charakterisiert durch eine einzigartige extrazelluläre Region. Diese besteht aus vier unterschiedlichen Domänen (einer aminoterminalen, kalziumabhängigen Lektindomäne, einer epidermalen, Wachstumsfaktor-ähnlichen Domäne und zwei short- consensus-repeat- Einheiten). Alle vier Domänen sind bei der Zelladhäsion von Bedeutung, da die Deletion einer einzelnen Domäne die Bindungskapazität von neutrophilen Granulozyten einschränkt (KANSAS et al. 1994; TEDDER et al 1995). Das L-Selektin der PMN kann vom P- und E-Selektin der Endothelzellen gebunden werden. Zudem sind auch Kohlenhydrate wie das sialysierte Lewisx -Antigen, CD34 und ein sulfatiertes 50 kD Glykoprotein Liganden des L-Selektins (HELFET et al. 1990; PHILLIPS et al. 1990;
PICKER et al. 1991; LASKY et al. 1992; BAUMHUETER et al. 1993). Da diese Kohlenhydrate in den verschiedenen Geweben differenziert exprimiert werden, resultieren daraus je nach Gewebetyp unterschiedliche Affinitäten für die neutrophilen Granulozyten (BERG et al. 1998).
Nach Aktivierung der neutrophilen Granulozyten tritt ein sogenanntes „Shedding“ des L- Selektins auf. Dabei erfolgt eine proteolytische Spaltung des extrazellulären Anteils des Selektins, die durch Metalloproteinasen vermittelt wird (KISHIMOTO et al. 1989; GRIFFIN et al. 1990; SPERTINI et al. 1991a). Das abgespaltene Fragment ist bei neutrophilen Granulozyten 80 kD bis 105 kD schwer (JUNG u. DAILEY 1990; SCHLEIFENBAUM et al.
1992) und wird als lösliches L-Selektin bezeichnet.
Das „Shedding“ und somit auch die Konzentration des löslichen L-Selektins im Serum korrelieren mit dem Aktivitätsniveau der PMN, wobei der maximale Serumspiegel sechs Stunden nach dem Trauma erreicht wird (MAEKAWA et al. 1998).
Die Inhibition des L-Selektins schützt vor einem Ischämie-Reperfusionsschaden nach hämorrhagischen Schock (RAMAMOORTHY et al. 1996), was durch eine verminderte Fähigkeit der PMN zur Migration in das inflammatorische Gebiet erklärt werden kann.
2.4 T-Lymphozyten
2.4.1 Grundlegende Merkmale
Die Population der Lymphozyten gehört zur erworbenen (spezifischen) Immunität, die gegenüber der angeborenen Immunabwehr abgegrenzt werden kann. Die B-Lymphozyten sind Zellen der humoralen spezifischen Immunität und für die Antikörperproduktion zuständig. Vertreter der zellulären Immunität sind die T-Lymphozyten. Sie werden in diesem Kapitel näher betrachtet.
Die Vorläuferzellen der T-Lymphozyten entstehen im Knochenmark und wandern anschließend in den Thymus ein. In diesem Stadium werden die T-Zellen „doppelt-negative“
Thymozyten genannt, da sie keines der drei Moleküle besitzen, die die reifen T-Zellen definieren, den CD3:T-Zell-Rezeptor-Komplex und die Corezeptormoleküle CD4 oder CD8.
In der nächsten Entwicklungstufe prägen diese Zellen im Thymus sowohl CD4 als auch CD8 aus und werden nun als „doppelt-positive“ Thymozyten bezeichnet. Eine geringe Konzentration dieser Zellen ist jedoch auch im Blut feststellbar und wird in der vorliegenden Arbeit zur Bestimmung der Proliferationsrate der T-Lymphozyten herangezogen (Kapitel 4.3.1.2 Durchführung der durchflusszytometrischen Analyse). Im letzten Schritt der Entwicklung beenden die „doppelt-positiven“ Thymozyten die Expression eines der beiden Corezeptormoleküle (CD4 oder CD8) und werden später in den peripheren lymphatischen Organen durch den Kontakt mit Antigenen aktiviert.
Die T-Lymphozyten werden nach ihrer Funktion in die Klassen der zytotoxischen T-Zellen, der T-Helferzellen (TH1- und TH2-Zellen) und der T-Suppressorzellen unterteilt.
Verschiedene T-Zell-Oberflächenproteine (CD-Proteine), die bei den Subpopulationen unterschiedlich exprimiert werden, dienen als phänotypische Marker. Man kann daher monoklonale Antikörper gegen diese Oberflächenproteine benutzen, um die T- Zellsubpopulationen zu identifizieren und zu isolieren (Kapitel 4.3.1 Durchflusszytometrische Analyse von T-Lymphozyten). Alle drei Klassen der T-Lymphozyten spüren Antigene auf, die von unterschiedlichen Pathogenen stammen. Peptide von Pathogenen, die sich im Zytoplasma der Zelle vermehren, werden von MHC-Klasse-I-Molekülen (MHC („major histocompatibility complex“, Haupthistokompatibilitätskomplex)) an die Zelloberfläche gebracht und CD8+-T-Zellen gezeigt, die zu zytotoxischen T-Zellen ausdifferenzieren und infizierte Zellen töten. Zytotoxische T-Zellen haben daher den Phänotyp CD3+CD4-CD8+. Antigene von Krankheitserregern, die in intrazellulären Vesikeln wachsen, und solche, die von aufgenommenen extrazellulären Bakterien und Toxinen abstammen, werden von MHC- Klasse-II-Molekülen an die Zelloberfläche transportiert und den CD4+-T-Zellen präsentiert (Phänotyp CD3+CD4+CD8-). Diese können zu zwei Arten von Effektorzellen differenzieren.
Pathogene, die sich in großer Zahl in Vesikeln von Makrophagen ansammeln, regen gewöhnlich die Differenzierung von TH1-Zellen an. Extrazelluläre Antigene stimulieren
dagegen die Bildung der TH2-Zellen. TH1-Zellen aktivieren die keimtötenden Eigenschaften von Makrophagen und regen B-Zellen an, IgG-Antikörper zu synthetisieren. Diese opsonieren extrazelluläre Pathogene für die Aufnahme durch phagozytierende Zellen. TH2-Zellen lösen eine humorale Immunantwort aus, indem sie B-Zellen anregen, IgM-Antikörper zu bilden.
Das Verhältnis der CD4+-Zellen zu den CD8+-Zellen beträgt in der Regel 2:1 (ABBAS et al.
1996d). T-Suppressorzellen sind entweder CD8+-T-Zellen oder TH2-Zellen, die zur Sekretion von IL-10 fähig sind. Sie bewirken eine Herabsetzung der Immunabwehr, die vor allem bei Tumor-Patienten zu beobachten ist.
Die Aktivierung einer T-Zelle erfolgt durch die Erkennung eines Antigens, das auf einer antigenpräsentierenden Zelle an ein MHC-I- oder MHC-II-Molekül gebunden ist. Während der Antigenerkennung assoziieren sich CD4- oder CD8-Moleküle auf der T-Zell-Oberfläche mit Komponenten des TCR. Sowohl der TCR als auch CD4- bzw. CD8-Moleküle binden an das MHC-Molekül. Da die Funktionen der CD4- und CD8-Moleküle eng mit der T-Zell- Rezeptor-Funktion (TCR-Funktion) verbunden sind, werden sie auch Corezeptoren genannt.
Weiterhin ist ein costimulierendes Signal notwendig, das durch die Bindung entsprechender Adhäsionsmoleküle der T-Zelle und der antigenpräsentierenden Zelle erzeugt wird (ABBAS et al. 1996b).
Wie dargestellt, erkennen die zytotoxischen T-Zellen und die T-Helferzellen fremde Peptidantigene nur in Bindung mit eigenen MHC-Molekülen auf der Oberfläche von Antigen- präsentierenden Zellen (APZ). Sie reagieren nicht auf lösliche oder zirkulierende Antigene.
Die Klasse-I-MHC-Moleküle kommen auf allen kernhaltigen Zellen vor, die Klasse-II-MHC- Moleküle dagegen auf Makrophagen, dendritischen Zellen, Endothelzellen und B- Lymphozyten.
Durch die Aktivierung werden die Effektorfunktionen der T-Zellen ausgelöst. Den Zellen wird ermöglicht, eine wirksame Immunantwort gegen das fremde Antigen hervorzurufen. Die wichtigste Effektorfunktion der CD4+-T-Helferzellen ist die Sekretion von Zytokinen, die auf T- und B-Lymphozyten, Makrophagen, Granulozyten und das vaskuläre Endothel wirken. Die
Haupteffektorfunktion der CD8+-zytotoxischen T-Zellen besteht darin, die antigentragende Zielzelle zu lysieren.
2.4.2 Funktion der T-Helferzellen
Die CD4+-T-Zellen können aufgrund ihrer verschiedenen Effektorfunktionen in Subpopulationen, die TH1- und TH2-Zellen, klassifiziert werden. Da die meisten Effektorfunktionen der T-Helferzellen durch Zytokine vermittelt werden, haben die Zellen mit verschiedenen Zytokin-Produktionsmustern auch andere Funktionen (ABBAS et al. 1996e).
Warum sich eine proliferierende CD4+-T-Zelle zu einer TH1- oder einer TH2-Zelle entwickelt, ist noch unklar. Die Entscheidung über die Art der Differenzierung fällt bereits in den Anfangsstadien der Immunantwort. Vor allem die Fähigkeit der Pathogene, die Zytokinproduktion durch Zellen des erworbenen Immunsystems zu stimulieren, ist für die Form der adaptiven Antwort entscheidend. Die Antigenstimulation führt über eine Population, die man TH0-Lymphozyten nennt und ein Gemisch unterschiedlicher Zytokine produziert, zu der Differenzierung der Subpopulationen der T-Helferzellen. Unterstützt wird diese Theorie dadurch, dass der Grad der TH1-/TH2-Polarisation mit der Chronizität der Immunantwort zunimmt. Die gemischten Zytokinmuster der TH0-Zellen sind am deutlichsten in der frühen Phase der Lymphozytenaktivierung detektierbar (KELSO 1995). Zudem ist auch die Konzentration des Antigens entscheidend für die Ausdifferenzierung der TH0-Zellen. Es gibt Hinweise darauf, dass eine niedrige Antigenkonzentration eine stärkere TH1-Antwort induziert, wogegen hohe Antigendosen die TH2-Entwicklung fördern (BRETSCHER et al.
1992; HOSKEN et al. 1995). Die TH2-Entwicklung wird durch die Antigenpräsentation mittels B-Lymphozyten stimuliert (FITCH et al. 1993). Für die Differenzierung zu TH2-Zellen ist außerdem das IL-4 als ein autokriner Wachstumsfaktor nötig. Bei TH1-Zellen ist dafür vor allem IL-2 erforderlich (ABBAS et al. 1996c).
Die Entscheidung, ob TH1- oder TH2-Zellen gebildet werden, hat für den Verlauf einer Infektion weitreichende Konsequenzen: Die selektive Bildung von TH1-Zellen führt zu einer
zellvermittelten Immunität, während die selektive Produktion von TH2-Zellen eine humorale Immunantwort zur Folge hat.
2.4.2.1 Charakterisierung der TH1-Zellen
TH1-Zellen unterstützen primär die zytotoxischen T-Zellen bei der zellvermittelten Immunität gegen intrazelluläre Erreger (Bakterien, Viren, Protozoen) und sind an der Hypersensibilität vom verzögerten Typ beteiligt.
TH1-Zellen sezernieren folgende Zytokine und exprimieren auf ihrer Zelloberfläche die nachstehenden Liganden:
• IFN-γ aktiviert die Makrophagen und steigert ihre mikrobizide Aktivität (NATHAN et al.
1983). Zudem stimuliert es die Produktion von IgG-Antikörpern, die dazu geeignet sind, Antigene zu opsonieren, um deren Phagozytose zu steigern und deren Affinität zu Komplementproteinen zu erhöhen, welche die Antigene opsonieren und lysieren können.
• IL-2 induziert die T-Zell-Proliferation und erhöht so die Zahl der Effektorzellen.
• IL-3 und GM-CSF (granulocyte macrophage colony stimulating factor) stimulieren die Produktion neuer Makrophagen durch ihre Wirkung auf die hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark.
• TNF-α und TNF-β: Vor allem TNF-α aktiviert das Endothel, das daraufhin Makrophagen induziert, zu binden und an der Infektionsstelle aus dem Blutgefäß auszutreten (Chemokine). Die Funktion von TNF-β ist der von TNF-α untergeordnet.
• MCF (macrophage chemotactic factor) ist ein Chemokin mit makrophagenanlockender Aktivität.
• Der CD40-Ligand gehört zur TNF-Familie und kann den B-Zellen sowie den Makrophagen über den Rezeptor CD40 aktivierende Signale vermitteln.
• DerFas-Ligand tötet chronisch infizierte Zellen, die den Rezeptor Fas besitzen, und setzt auf diese Weise Bakterien frei, die von den Makrophagen zerstört werden.
Immunantworten, bei denen TH1-Zellen dominieren, sind oft mit Gewebsverletzungen verknüpft, die durch die Rekrutierung und Aktivierung der Granulozyten bedingt sind. Die mikrobizide TH1-Antwort kann auch pathologisch in Gewebsverletzungen ausufern (SCOTT et al. 1994; VON HERRATH et al. 1995), etwa durch toxische Nebeneffekte der freigesetzten Zytokine oder anderen inflammatorischen Mediatoren der Phagozyten.
2.4.2.2 Charakterisierung der TH2-Zellen
Bei der humoralen Immunantwort werden von den TH2-Zellen die Zytokine IL-4, IL-5, IL-6, Il-10 und IL-13 produziert. IL-4 stimuliert die IgE-Antikörperproduktion der B-Lymphozyten und ist daher ein wichtiger Initiator der IgE-abhängigen, Mastzell-vermittelten allergischen Immunreaktion (GALLI 1993; ABBAS et al. 1996c). IL-5 ist ein die eosinophilen Granulozyten aktivierendes Zytokin (WARDLAW et al. 1995). Die Produktion dieser beiden Zytokine von einer T-Zell-Subpopulation erklärt die häufige Präsenz von IgE und aktivierten Eosinophilen bei Immunreaktionen wie Allergien und Helminthiasis (KOPF et al. 1996;
YOSHIDA et al. 1996). Zudem exprimieren TH2-Zellen den CD40-Liganden und sezernieren GM-CSF. TH2-Zellen rufen also eine Phagozyten-unabhängige Immunabwehr hervor. Sie stimulieren zudem die B-Lymphozyten zur Produktion von IgM-Antikörpern gegen extrazelluläre Antigene.
Einige der synthetisierten Zytokine haben antiinflammatorische Eigenschaften: IL-4, IL-10 und IL-13 antagonisieren die durch IFN-γ hervorgerufene Makrophagenaktivierung. Diese Zytokine kontrollieren so die Inflammation und die Gewebsverletzung, die durch die TH1- Zellen vermittelt wurden, und können dadurch vor autodestruktiver, überschießender Gewebsverletzung schützen. Bei einer Unterdrückung der TH2-Antwort ergibt sich dagegen ein Defekt in der zellulären Immunität gegen intrazelluläre Mikroorganismen.
Durch die Zytokine regulieren sich die TH1- und die TH2-Zellen gegenseitig in ihrer Entwicklung und Aktivität. So verstärkt das von den TH1-Zellen produzierte IFN-γ die Entwicklung dieser Zellpopulation und inhibiert die Proliferation der TH2-Zellen (FITCH et
al. 1993). Wird IL-10 von den TH2-Zellen ausgeschüttet, blockiert es die Aktivierung der TH1-Zellen (FIORENTINO et al. 1989). Beginnt die Immunantwort sich in Richtung der TH1- oder der TH2-Zellen zu entwickeln, tendiert sie dazu, auch in diese Richtung ausgebildet zu werden (ABBAS et al. 1996e). Diese Festlegung ist das Resultat der Vernetzung von Zytokin- vermittelter Selbstverstärkung und gegenseitiger Regulierung.
2.4.3 T-Zell-vermittelte Zytotoxizität
Naive CD8+-T-Zellen, die im Thymus gebildet werden, sind schon dafür vorbestimmt, zytotoxische T-Zellen zu werden, obwohl sie noch keine der differenzierten zytolytischen Funktionen besitzen. Die Antigenerkennung erfolgt über Klasse-I-MHC-Moleküle, die von jeder Zelle, die einen Zellkern besitzt, exprimiert werden.
Die Aufgabe zytotoxischer T-Zellen besteht darin, nach ihrer Aktivierung infizierte Zellen, die fremde Antigene (sogenannte endogene Antigene) produzieren und diese auf dem Klasse- I-MHC präsentieren, zu lysieren. Sie sind in folgenden Situationen wichtig (KLEIN 1991b):
• bei intrazellulären Infektionen oder solchen, die durch Phagozytose nur ungenügend lokal gehalten werden können (u.a. virale Infekte, Infekte mit obligat intrazellulären Bakterien),
• bei der Eliminierung neoplastischer Zellen und
• bei der akuten Transplantatabstoßung.
Die Aktivierung der naiven CD8+-T-Zellen erfolgt durch die Erkennung eines Antigens und durch das von den TH1-Zellen gebildete IL-2. Die meisten zytotoxischen T-Zellen produzieren zu wenig IL-2, so dass sie im Sinne einer parakrinen Aktivierung vollständig auf das von den Helferzellen gebildete IL-2 angewiesen sind (ABBAS et al. 2001).
Um die Zielzellen zu eliminieren, ohne das gesunde Gewebe zu zerstören, müssen die zytotoxischen T-Zellen sowohl effektiv als auch selektiv töten. Sie werden bei der Induktion der Apoptose (programmierter Zelltod, Kapitel 2.5 Apoptose) selbst nicht geschädigt und
können dadurch mehrere Zielzellen abtöten. Durch die gezielte Freisetzung der Effektormoleküle wird der programmierte Zelltod ausschließlich in den infizierten Zellen ausgelöst, ohne ausgedehnte Gewebeschäden hervorzurufen. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit zur schnellen Eliminierung der Zielzellen. Zytotoxische T-Zellen können Zytotoxine in inaktiver Form speichern. Der Vorrat an lytischen Granula wird bei jeder Reaktion des T-Zell-Rezeptors wieder aufgefüllt, so dass nacheinander viele Zielzellen vernichtet werden können.
Zytotoxische T-Zellen können bei Zielzellen auf zwei Arten den programmierten Zelltod induzieren. Beim Erkennen fremder Antigene auf der Zielzelle üben sie ihre Wirkung vor allem durch die Freisetzung von speziellen lytischen Granula aus. Diese Granula sind modifizierte Lysosomen und enthalten verschiedene Zytotoxine. Eine Klasse von ihnen, das Perforin, kann polymerisieren und Poren in der Membran der Zielzellen bilden. Die andere Klasse der Zytotoxine sind die Granzyme. Dies sind Proteasen, die durch die Poren in die Zielzelle eindringen und eine Enzymkaskade aktivieren, was schließlich zur Fragmentierung der DNA der Zielzelle führt.
Ein zweiter Zytotoxizitätsmechanismus ist von Membranproteinen auf der zytotoxischen T- Zelle abhängig. In der Zellmembran von aktivierten CD8+-T-Lymphozyten wird der Fas- Ligand exprimiert. Befindet sich in der Zielzellmembran der Rezeptor Fas und wird dieser von den Fas-Liganden der T-Zelle aktiviert, erfolgt in der Zielzelle die Auslösung der Apoptose.
Die Wirkung der zytotoxischen T-Zellen beruht außerdem auf der Sekretion der Zytokine IFN-γ, TNF-α und TNF-β. IFN-γ inhibiert die virale Replikation und induziert eine gesteigerte Expression von Klasse-I-MHC- und Peptidtransportmolekülen in infizierten Zellen. Es aktiviert zudem Makrophagen und wirkt chemotaktisch auf diese Phagozyten.
TNF-α und TNF-β können bei der Aktivierung der Makrophagen sowie beim zytokinvermittelten Töten einiger Zielzellen mit IFN-γ zusammenwirken (JANEWAY u.
TRAVERS 1997, S. 276).
2.4.4 Charakterisierung der natürlichen Killerzellen
Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind große granuläre Lymphozyten, die aus dem Knochenmark stammen und direkt in die peripheren Gewebe einwandern. Ihre Reifung und Differenzierung erfolgt außerhalb des Thymus (ABBAS et al. 1996a). Der Anteil der NK- Zellen beträgt im Blut rund 12–15 % der Lymphozyten (ABBAS et al. 1996a). Sie sind hauptsächlich in den sekundären lymphatischen Organen (Milz, Lymphknoten, darmassoziiertes lymphatisches Gewebe (GALT = gut-associated lymphoid tissue), BALT (bronchienassoziiertes lymphatisches Gewebe), MALT (mucosaassoziiertes lymphatisches Gewebe)) und in geringer Zahl auch im Knochenmark zu finden und besitzen die Fähigkeit, neoplastische, virusinfizierte und unter besonderen Umständen auch gesunde Zellen abzutöten. Durch ihre Funktionsweise sind sie ein wichtiger Bestandteil der angeborenen Immunität, da sie keine antigenspezifischen Rezeptoren tragen. Bei der Immunabwehr erfüllen sie deshalb ihre Funktion in der frühen Phase der Infektion und können unmittelbar beim Zusammentreffen mit anderen Zellen diese innerhalb von etwa vier Stunden abtöten (JANEWAY u. TRAVERS 1997, S. 363-365).
NK-Zellen besitzen im Gegensatz zu den T-Helferzellen und den zytotoxischen T-Zellen keine CD3- und CD4-Moleküle. Nur bei einigen Subpopulationen ist der Rezeptor CD8 vorhanden. Beim Menschen exprimieren NK-Zellen das charakteristische Oberflächenantigen CD56, das zur Identifizierung und zur Isolierung von dieser Zellpopulation verwendet werden kann (Kapitel 4.3.1 Durchflusszytometrische Analyse von T-Lymphozyten). Zudem besitzen die natürlichen Killerzellen auf ihrer Oberfläche die Rezeptoren CD2, CD16 (FcγRIII, ein Rezeptor für Immunglobuline mit einer niedrigen Affinität) und den Fas-Liganden (CD95L) (TIZARD 2000, S. 297).
Natürliche Killerzellen können ihre Zielzellen mittels mehrerer Mechanismen töten. Bei der antikörperabhängigen zellvermittelten Zytotoxizität (ADCC) werden antikörperbehaftete Zielzellen von NK-Zellen zerstört. Virusinfizierte Zellen exprimieren auf ihrer Oberfläche unter Umständen virale Proteine. Opsonieren Antikörper der Subklassen IgG1 und IgG3 diese Zellen, kann der Fc-Rezeptor FcγRIII, der von den NK-Zellen exprimiert wird, an diese
Antikörper binden. Dadurch wird ein zytotoxischer Angriff der NK-Zellen ausgelöst. Die Mechanismen entsprechen denen der zytotoxischen T-Zellen. Perforin und Granzyme werden freigesetzt und der programmierte Zelltod wird induziert. Die Produktion der Zytotoxine kann durch IL-2 und IL-12 gesteigert werden.
Die zytotoxische Aktivität der NK-Zellen wird ebenfalls ausgelöst, wenn sie auf der Zielzelloberfläche keine MHC-Klasse-I-Moleküle vorfinden. Die Bindung der inhibierenden Rezeptoren (Ly49 bei Mäusen, KIR (killer cell inhibitory receptor) beim Menschen) an die MHC-Klasse-I-Moleküle hemmt normalerweise die NK-Aktivitäten, so dass gesunde Zellen nicht von einem zytotoxischen Angriff betroffen sind. Tumormetastasen und virusinfizierte Zellen exprimieren oft keine MHC-Klasse-I-Moleküle. Einerseits unterbinden einige Viren die gesamte Proteinsynthese ihrer Wirtszelle, wodurch keine MHC-Moleküle produziert werden können. Andererseits verhindern manche Viren selektiv die Exprimierung dieser Rezeptoren an der Zelloberfläche, um der Erkennung durch CD8-T-Zellen zu entgehen (JANEWAY u. TRAVERS 1997, S. 363-365).
Ein weiteres Molekül, das die zytotoxische Aktivität der NK-Zellen aktiviert, ist das zu den MHC-Klasse-I-Molekülen gehörende Protein MICA. Es bindet keine Antigene, ist aber bei der Kommunikation mit T-Zellen relevant. MICA wird von Krebszellen und virusinfizierten Zellen exprimiert; auf gesunden Zellen wird dieser Rezeptor nicht gefunden. Da NK-Zellen einen Rezeptor für MICA besitzen, reagieren sie auf Ziele, die dieses Protein ausbilden mit der Aktivierung ihrer Zytotoxizität. Dabei ist das Signal stärker als die Inhibition durch MHC- Klasse-I-Moleküle (TIZARD 2000, S. 298). NK-Zellen können weiterhin mit Hilfe des erwähnten Fas-Liganden die Apoptose auslösen.
Die Aktivität der NK-Zellen wird reguliert durch die Zytokine IL-2, IL-3, IL-4, IL-12 und IFN-γ. IL-2 stimuliert ihre Proliferation, während IL-4 die Zytotoxizität verstärkt. Die Aktivität der Zellen erhöht sich um das 20- bis 100fache bei Kontakt mit IFN-α und IFN-β oder mit dem Aktivierungsfaktor für natürliche Killerzellen, dem IL-12, einem der Zytokine, das in den frühen Phasen vieler Infektionen gebildet wird. IL-12 kann zusammen mit TNF-α auch die Synthese großer Mengen von IFN-γ durch NK-Zellen auslösen. Nach ihrer
Aktivierung sezernieren die NK-Zellen die proinflammatorischen Zytokine TNF-α und IFN-γ (TIZARD 2000, S. 299).
2.4.5 T-Lymphozytenfunktion bei Trauma und Sepsis
Experimentelle und klinische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Funktion des Immunsystems bei polytraumatischen oder operativen Verletzungen dramatisch verändert (ANTONACCI et al. 1984). Als Konsequenz auf das traumatische Ereignis entwickelt sich eine schwere Dysfunktion des Immunsystems. Die Verletzungen aktivieren unzählige inflammatorische Reaktionen, die erheblich zum Status der Immunsuppression beitragen (MUNSTER et al. 1980; FAIST et al. 1986; POLK et al. 1988; XU et al. 1998; PAPE et al.
1999a), einem Phänomen, dem die gesteigerte Empfänglichkeit für posttraumatische und postoperative Sepsis sowie für das Multi-Organ-Versagen zugemessen wird. Die Immunsuppression, die in milden Formen dem Patienten bei der Heilung dienlich ist, birgt in der ausgeprägten Form die Gefahr schwerer Infektionen, die wiederum in einem MODS enden können (MOORE 1999). Die Folge von Sepsis oder Trauma kann eine systemische Inflammation sein. Diese führt entweder zu einem frühen MODS oder, falls der Patient überlebt, zu einer Immunsuppression. Es werden vermehrt antiinflammatorische Substanzen sezerniert, und die Makrophagen zeigen eine erhöhte Apoptoserate sowie nach der initialen massiven Sekretion von proinflammatorischen Substanzen eine ausgeprägte Areaktivität (AYALA et al. 1996b).
Das breite Spektrum der veränderten immunologischen Mechanismen betrifft sowohl das zelluläre als auch das humorale Immunsystem. In zahlreichen Studien wurde eine generelle Abnahme der T-Lymphozytenproliferation nach traumatischen Verletzungen (WOOD et al.
1984; O`GORMAN et al. 1986; FAIST et al 1987), nach Verbrennungen (MUNSTER et al.
1980) und nach Hämorrhagie (ABRAHAM u. CHANG 1985) festgestellt. Dabei haben Patienten mit den ausgeprägtesten Defiziten in der T-Zell-Proliferation ein erhöhtes Infektions- und Mortalitätsrisiko (KEANE et al. 1983; LEVY et al. 1984; O`MAHONY et al.
1984).
