Avaliamos o papel dos leucotrienos (LTs), as vias de sinalização e o efeito da insulina na fagocitose via FcgR por macrófagos alveolares (MAs) de ratos sadios (RS) e diabéticos (RD). Vimos que a) MAs de RD fagocitam menos que os de RS; b) a fagocitose é dependente de LTs endógenos em RS mas não em RD; c) a adição de LTB4 ou LTD4 aos MAs em cultura aumenta a fagocitose em RS e RD; d) MAs de RS e RD produzem quantidades equivalentes de LTB4 e LTC4; e) a adição de insulina aos MAs aumenta a capacidade fagocitica em ambos os grupos; f) em RS, a fagocitose via FcgR induz fosforilação de Akt e PKC-d, que é amplificada por LTs endógenos, enquanto que em RD ocorreu fosforilação somente da PKC-d. A foforilação de Akt e PKC-d amplificada por LTs produzidos sob estímulo do FcgR em MAs de RS parece ser, de alguma forma, dependente da ação da insulina, pois MAs provenientes de RD fagocitam menos, a fagocitose não é dependente de LTs endógenos e o estímulo via FcgR não é capaz de ativar a Akt. / We evaluated the role of leukotrienes (LTs), the signaling pathways and the effect of insulin in phagocytosis via FcgR by alveolar macrophages (AMs) from healthy (HR) and diabetic (DR) rats. The results showed that: a) AMs from DR showed lower phagocytic capacity than AMs from healthy rats; b) the phagocytosis was dependent of endogenous LTs in AMs from HR but not DR; c) addition of LTB4 and LTD4 to cultures enhanced the phagocytosis by AMs from HR and DR; d) AMs from HR and DR rats produced similar levels of LTB4 and LTC4; e) addition of insulin to AMs enhanced the phagocytic capacity in HR and DR; f) in HR, the phagocytosis via FcgR induced Akt and PKC-d phosphorylation, which is amplified by endogenous LTs, whereas in DR, only PKC-d was phosphorylated. The phosphorylation of Akt and PKC-d, amplified by LTs produced under FcgR engagement in AMs from HR, seems to be, in a way, dependent of insulin action, because AMs from DR have lower phagocytic capacity, the phagocytosis is not dependent of endogenous LTs and the FcgR engagement is not capable to activate Akt.

Gegenstand der Dissertationsschrift ist die Untersuchung des Effektes einer Hemmung der Leukotrienbiosynthese auf die Entwicklung des Schädel-Hirn-Traumas (SHT) nach experimenteller fokaler Kontusionsverletzung im Rattenmodell. Die Ergebnisse der Arbeit wurden im Jahre 2011 in einer Publikation veröffentlicht. Das SHT ist eine schwerwiegende globale Erkrankung mit hoher Inzidenz und Mortalität. Diese führt zu hohen Kosten für das Gesundheitssystem, zum einen durch die akute Behandlung im Krankenhaus, zum anderen durch die sich daran anschließenden rehabilitativen Maßnahmen. Nach der primär biomechanischen Verletzung des Hirns, die nicht beeinflussbar ist, bietet die anschließende sekundäre Hirnschädigung aufgrund verschiedener Stoffwechselprozesse Angriffspunkte für eine (medikamentöse) Therapie des SHT. Die sekundären Hirnschäden werden maßgeblich durch die Entwicklung eines perikontusionellen Hirnödems und dem daraus resultierenden Anstieg des intrakraniellen Druckes beeinflusst. Wie in vorangegangenen Untersuchungen gezeigt werden konnte, kam es nach experimentellem SHT zu einem signifikanten Anstieg der Leukotrienwerte im Liquor von Ratten. Dies warf die Frage nach der Rolle der Leukotriene (LT) im posttraumatischen Hirnstoffwechsel bezüglich der Ödementwicklung auf. Ziel dieser Arbeit war der Nachweis einer direkten Beteiligung von Leukotrienen an der sekundären Hirnschädigung und das Aufzeigen eines möglichen therapeutischen Zuganges durch Substitution von Leukotrienbiosynthesehemmern. Dafür wurde bei adulten Ratten ein fokales SHT induziert. Anschließend wurden in zwei Therapiegruppen zwei unterschiedlich wirkende Leukotrieninhibitoren mehrmalig oral verabreicht und die Ausprägung des SHTs nach 24 bzw. 72 Stunden mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und immunhistochemischen Aufarbeitung der Hirne mit einer nicht therapierten Kontrollgruppe verglichen. Bei einem dieser LT-Inhibitoren handelte es sich um ein Weihrauchpräparat, das als Nahrungsergänzungsmittel bereits zu erhalten ist und somit auch potentiell am Menschen zur Anwendung kommen kann. Die Ergebnisse waren vielversprechend und zeigten in beiden Therapiegruppen ein verringertes Kontusionsvolumen im MRT und immunhistochemisch einen geringeren Verlust von Neuronen im perikontusionellen Bereich. Somit scheinen Leukotriene einen Anteil an den sekundären Schädigungsprozessen nach SHT zu tragen. Weitere Untersuchungen, vor allem bezüglich eines eventuell verbesserten klinischen Outcome durch Leukotrienbiosynthesehemmung, erscheinen sinnvoll um den potentiellen Einsatz von LT-Synthesehemmstoffen in der Therapie des SHT in Erwägung ziehen zu können.

Avaliamos o papel dos leucotrienos (LTs), as vias de sinalização e o efeito da insulina na fagocitose via FcgR por macrófagos alveolares (MAs) de ratos sadios (RS) e diabéticos (RD). Vimos que a) MAs de RD fagocitam menos que os de RS; b) a fagocitose é dependente de LTs endógenos em RS mas não em RD; c) a adição de LTB4 ou LTD4 aos MAs em cultura aumenta a fagocitose em RS e RD; d) MAs de RS e RD produzem quantidades equivalentes de LTB4 e LTC4; e) a adição de insulina aos MAs aumenta a capacidade fagocitica em ambos os grupos; f) em RS, a fagocitose via FcgR induz fosforilação de Akt e PKC-d, que é amplificada por LTs endógenos, enquanto que em RD ocorreu fosforilação somente da PKC-d. A foforilação de Akt e PKC-d amplificada por LTs produzidos sob estímulo do FcgR em MAs de RS parece ser, de alguma forma, dependente da ação da insulina, pois MAs provenientes de RD fagocitam menos, a fagocitose não é dependente de LTs endógenos e o estímulo via FcgR não é capaz de ativar a Akt. / We evaluated the role of leukotrienes (LTs), the signaling pathways and the effect of insulin in phagocytosis via FcgR by alveolar macrophages (AMs) from healthy (HR) and diabetic (DR) rats. The results showed that: a) AMs from DR showed lower phagocytic capacity than AMs from healthy rats; b) the phagocytosis was dependent of endogenous LTs in AMs from HR but not DR; c) addition of LTB4 and LTD4 to cultures enhanced the phagocytosis by AMs from HR and DR; d) AMs from HR and DR rats produced similar levels of LTB4 and LTC4; e) addition of insulin to AMs enhanced the phagocytic capacity in HR and DR; f) in HR, the phagocytosis via FcgR induced Akt and PKC-d phosphorylation, which is amplified by endogenous LTs, whereas in DR, only PKC-d was phosphorylated. The phosphorylation of Akt and PKC-d, amplified by LTs produced under FcgR engagement in AMs from HR, seems to be, in a way, dependent of insulin action, because AMs from DR have lower phagocytic capacity, the phagocytosis is not dependent of endogenous LTs and the FcgR engagement is not capable to activate Akt.

Gegenstand der Dissertationsschrift ist die Untersuchung des Effektes einer Hemmung der Leukotrienbiosynthese auf die Entwicklung des Schädel-Hirn-Traumas (SHT) nach experimenteller fokaler Kontusionsverletzung im Rattenmodell. Die Ergebnisse der Arbeit wurden im Jahre 2011 in einer Publikation veröffentlicht. Das SHT ist eine schwerwiegende globale Erkrankung mit hoher Inzidenz und Mortalität. Diese führt zu hohen Kosten für das Gesundheitssystem, zum einen durch die akute Behandlung im Krankenhaus, zum anderen durch die sich daran anschließenden rehabilitativen Maßnahmen. Nach der primär biomechanischen Verletzung des Hirns, die nicht beeinflussbar ist, bietet die anschließende sekundäre Hirnschädigung aufgrund verschiedener Stoffwechselprozesse Angriffspunkte für eine (medikamentöse) Therapie des SHT. Die sekundären Hirnschäden werden maßgeblich durch die Entwicklung eines perikontusionellen Hirnödems und dem daraus resultierenden Anstieg des intrakraniellen Druckes beeinflusst. Wie in vorangegangenen Untersuchungen gezeigt werden konnte, kam es nach experimentellem SHT zu einem signifikanten Anstieg der Leukotrienwerte im Liquor von Ratten. Dies warf die Frage nach der Rolle der Leukotriene (LT) im posttraumatischen Hirnstoffwechsel bezüglich der Ödementwicklung auf. Ziel dieser Arbeit war der Nachweis einer direkten Beteiligung von Leukotrienen an der sekundären Hirnschädigung und das Aufzeigen eines möglichen therapeutischen Zuganges durch Substitution von Leukotrienbiosynthesehemmern. Dafür wurde bei adulten Ratten ein fokales SHT induziert. Anschließend wurden in zwei Therapiegruppen zwei unterschiedlich wirkende Leukotrieninhibitoren mehrmalig oral verabreicht und die Ausprägung des SHTs nach 24 bzw. 72 Stunden mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und immunhistochemischen Aufarbeitung der Hirne mit einer nicht therapierten Kontrollgruppe verglichen. Bei einem dieser LT-Inhibitoren handelte es sich um ein Weihrauchpräparat, das als Nahrungsergänzungsmittel bereits zu erhalten ist und somit auch potentiell am Menschen zur Anwendung kommen kann. Die Ergebnisse waren vielversprechend und zeigten in beiden Therapiegruppen ein verringertes Kontusionsvolumen im MRT und immunhistochemisch einen geringeren Verlust von Neuronen im perikontusionellen Bereich. Somit scheinen Leukotriene einen Anteil an den sekundären Schädigungsprozessen nach SHT zu tragen. Weitere Untersuchungen, vor allem bezüglich eines eventuell verbesserten klinischen Outcome durch Leukotrienbiosynthesehemmung, erscheinen sinnvoll um den potentiellen Einsatz von LT-Synthesehemmstoffen in der Therapie des SHT in Erwägung ziehen zu können.:1. Abkürzungsverzeichnis 2. Bibliographische Beschreibung 3. Einleitung: Schädel-Hirn-Trauma 3.1. Einteilung 3.2. Epidemiologie 3.3 Klinik und Therapie 3.4 Posttraumatisches Hirnödem 3.5 Experimentelles Schädel-Hirn-Trauma 3.6 Leukotriene, MK886 und Boscari 4. Originalpublikation 5. Zusammenfassung der Arbeit 6. Referenzen 7. Anlagen 7.1 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 7.3 Danksagung