Z Gastroenterol 2014; 52 - P_3_14
DOI: 10.1055/s-0033-1360933

Hepatische Enzephalopathie und Osmolyttransporter Expression in kultivierten Rattenastrozyten und im Rattenhirn

J Oenarto 1, B Görg 1, HJ Bidmon 2, D Häussinger 1
  • 1Heinrich-Heine University, Clinic for Gastroenterology, Hepatology and Infectiology, Düsseldorf, Germany
  • 2Heinrich-Heine University, C. & O. Vogt Institute for Brain Research, Düsseldorf, Germany

Einleitung: Die hepatische Enzephalopathie (HE) ist ein neuropsychiatrisches Syndrom, dass in Folge einer astroglialen Hydratationsstörung und der Bildung eines geringgradigen glialen Ödems auftritt (Häussinger et al., 1994, Gastroenterology 107:1475 – 80).

Zellen können osmotischem Druck durch adaptive Freisetzung oder Aufnahme kompatibler organischer Osmolyte wie z.B. Betain, Taurin oder myo-Inositol entgegenwirken. Hierfür werden spezifische Transportsysteme benötigt, wie z.B. der Betain/γ-Aminobuttersäure- (BGT1), der Taurin- (TauT) und der Natrium-abhängige myo-Inositoltransporter (SMIT).

In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression von BGT1, TauT und SMIT in kultivierten Hirnzellen charkterisiert und der Einfluss HE-relevanter Faktoren auf die Expression der Osmolyttransporter BGT1, TauT und SMIT in kultivierten Rattenastrozyten untersucht.

Ergebnisse: Die Expressionsprofile der Osmolyttransporter BGT1, TauT und SMIT variieren erheblich in kultivierten zerebrokortikalen Mikroglia, Neuronen und Astrozyten. Während das SMIT mRNA Expressionsniveau am höchsten in kultivierten Astrozyten war, fanden sich die höchsten TauT mRNA-Level in Neuronen. BGT-1 konnte auf Protein und mRNA-Ebene lediglich in Microglia nachgewiesen werden, nicht aber in Astrozyten, Fibroblasten und Neuronen. Während SMIT in Immunfluoreszenzanalysen sowohl in Neuronen, wie auch in Astrozyten des zerebralen Rattenkortex nachgewiesen werden konnte, war TauT vorwiegend neuronal exprimiert.

Hypoosmolarität (205mosmol/l), NH4Cl (0,5 – 5 mmol/l), Diazepam (10 µmol/l) und TNFα (10 ng/ml) verminderten zeitabhängig die SMIT und/oder TauT mRNA-Expressionslevel in kultivierten Rattenastrozyten. Die durch NH4Cl vermittelte Herunterregulation von SMIT und TauT war sensitiv gegenüber dem Glutaminsynthetase-Hemmstoff Methionin-Sulfoximin.

Gegenüber den Kontrollen verringerte SMIT mRNA Expressionslevel wurden auch nach Verabreichung von 4,5mmol/kg KG Ammoniumazetat oder 2 Wochen nach Portalvenenligatur im zerebralen Rattenkortex gefunden.

Diskussion: Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen zeigen eine zelltypabhängige Expression der Osmolyttransporter in Rattenhirnzellen. Die durch HE-relevante Faktoren herbeigeführte Astrozytenschwellung wird begleitet von einer Herrunterregulation der Osmolyttransporter SMIT und TauT. Verringerte SMIT mRNA-Expressionslevel im Gehirn Ammoniumazetat-belasteter oder portalvenös-ligierter Ratten lassen eine Astrozytenschwellung in diesen HE-Tiermodellen vermuten.