Intestinale Hämoxygenase-1 wird entwicklungsabhängig exprimiert und schützt vor Darmschädigung nach Hyperkapnie/Reoxygenierung

Nach wie vor bleibt Frühgeburtlichkeit als Hauptrisikofaktor der Nekrotisierenden Enterokolitis (NEC), die zu den bedrohlichsten Notfällen in der Neonatologie zählt, unverstanden. Die vorliegende Studie untersucht die Unreife in der intestinalen Inflammationsreaktion auf biochemischer bzw. molekularbiologischer Basis.

Methoden: Wir induzierten experimentelle Enterokolitis durch Hyerkapnie/Reoxygenierung in neugeboren-gestillten bzw. infantilen Ratten (20d). Unphysiologische Permeabilitätserhöhung der Darmwand (gut barrier failure) zeigten wir durch die intestinale Aufnahme von FITC-markierten Dextran. Die Expression von Hämoxygenase-1 (HO-1), iNOS und Prokaspase 3 untersuchten wir mittels quantitativer PCR und Western blot Analyse, die Aktivität der Kaspase 3 in einem Kolorimetrischem Assay.

Ergebnisse: Im Darm der älteren Ratten fanden wir einen frühen Anstieg der HO-1-Expression nach Hyerkapnie/Reoxygenierung. Wir hatten weder einen Anhalt für gut barrier failure, noch konnten wir eine Erhöhung der iNOS-Expression bzw. Kaspase 3 Aktivität feststellen. Bei neugeborenen Ratten hingegen zeigte sich ein verspäteter Anstieg der HO-1-Expression. Gleichzeitig stieg die Kaspase 3 Aktivität und die Expression der iNOS an. Als pathophysiologisches Korrelat der Darmschädigung trat eine Erhöhung der FITC-Dextran Aufnahme auf.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse schließen eine Lücke innerhalb der bekannten Mechanismen intestinaler Abwehr, die ihre Ursache in der Unreife findet. Diese Unreife-spezifische Reaktion konnten wir erstmals in einem klinisch relevanten, nicht bakteriologischem Modell der Enterokolitis in Verbindung mit gut barrier failure zeigen. Der verzögerte Anstieg der Expression des protektiven HO-1 im Darm neugeborener im Vergleich mit älteren Ratten könnte die erhöhte Anfälligkeit von Frühgeborenen für die NEC in Teilen erklären.