Die Bedeutung der Thrombozyten für die Akute Pankreatitis und den Ischämie-Reperfusionsschaden des Pankreas am experimentellen Modell der Wistar-Ratte

Die Akute Pankreatitis (AP) kann in milder und schwerer Verlaufsform auftreten. Eine ursächliche Therapie der AP existiert bis heute nicht. Pathophysiologisch kommt es mit zunehmender Schwere der Erkrankung zu einer ausgeprägten Mikrozirkulationsstörung mit konsekutiver Gewebehypoxie und -nekrose. Ähnliche pathophysiologische Vorgänge tragen auch zur Entwicklung der postischämischen Akuten Pankreatitis bei, die in der Humanmedizin vor dem klinischen Hintergrund der Pankreastransplantation und der Entwicklung einer Posttransplantatpankreatitis relevant ist. Die Rolle der erythrozytären und leukozytären Flußveränderungen wurde zuvor bereits sowohl bei genuiner AP alsauch bei der Posttransplantatpankreatitis untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Rolle der Thrombozytenaktivierung und -funktion in Modellen unterschiedlicher Schwere und Pathophysiologie. Darüber hinaus wurde der Einfluß zweier gebräuchlicher Immunsuppressiva (FK 506 und Cyclosporin A) auf Entwicklung und Verlauf der Posttransplantatpankreatitis untersucht. Hierzu wurden experimentelle Modelle unterschiedlichen Schweregrades und der warmen, reversiblen Pankreasischämie gewählt. Als Ergebnis dieser Studie stellte die Aktivierung der Thrombozyten sowohl beim IRS des Pankreas alsauch im Rahmen der genuinen AP unterschiedlichen Schweregrades einen entscheidenden pathophysiologischen Schritt dar. Hierbei treten Interaktionen in Form von Thrombozyten-Endothel-Interaktionen, Thrombozyten-Thrombozyten-InteraktionLeukozyten-Endothel-Interaktion und Gerinnungsfaktoren bereits im frühen Stadium auf und tragen zur Entwicklung v.a. einer irreversiblen Mikrozirkulationsstörung mit Untergang des abhängigen Gewebes bei. Inwieweit ein Therapieansatz im Bereich der Thrombozytenhemmung zur Pophylaxe der Posttransplantatpankreatitis oder der Progression einer ödematösen zur nekrotisierenden AP bzw zur weiteren Therapie der Erkrankung besteht, sollte in weiteren Studien geklärt werden

Platelet Function in Acute Experimental Pancreatitis

Acute pancreatitis (AP) is characterized by disturbances of pancreatic microcirculation. It remains unclear whether platelets contribute to these perfusion disturbances. The aim of our study was to investigate platelet activation and function in experimental AP. Acute pancreatitis was induced in rats: (1) control (n = 18; Ringer’s solution), (2) mild AP (n = 18; cerulein), and (3) severe AP (n = 18; glycodeoxycholic acid (GDOC) + cerulein). After 12 h, intravital microscopy was performed. Rhodamine-stained platelets were used to investigate velocity and endothelial adhesion in capillaries and venules. In addition, erythrocyte velocity and leukocyte adhesion were evaluated. Serum amylase, thromboxane A2, and histology were evaluated after 24 h in additional animals of each group. Results showed that 24 h after cerulein application, histology exhibited a mild AP, whereas GDOC induced severe necrotizing AP. Intravital microscopy showed significantly more platelet–endothelium interaction, reduced erythrocyte velocity, and increased leukocyte adherence in animals with AP compared to control animals. Thromboxane levels were significantly elevated in all AP animals and correlated with the extent of platelet activation and severity of AP. In conclusion, platelet activation plays an important role in acute, especially necrotizing, pancreatitis. Mainly temporary platelet–endothelium interaction is observed during mild AP, whereas severe AP is characterized by firm adhesion with consecutive coagulatory activation and perfusion failure

Lipopolysaccharide activates caspase-1 (interleukin-1-converting enzyme) in cultured monocytic and endothelial cells

Interleukin-1 beta (IL-1 beta) is a pleiotropic proinflammatory cytokine. Mechanisms leading to its secretion include not only release of newly synthesized protein, but also cleavage of a preformed immature precursor protein into an active secretory form by the intracellular protease caspase-1 (formerly termed IL-1-converting enzyme [ICE]). Caspase-1 belongs to a rapidly growing family of cysteine proteases with substrate specificity for aspartate involved in cellular apoptosis. We have used an assay determining the caspase-1 activity based on cleavage of a fluorogenic peptide substrate to elucidate its role in lipopolysaccharide (LPS)-induced secretion of IL-1 beta. We show that LPS induces moderate caspase-1 activity in the monocytic cell line THP-1, in freshly isolated peripheral blood monocytes, and in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in a time- and dose-dependent fashion. Caspase-1 activation by LPS was associated with cleavage of the IL-1 beta precursor protein that was followed by release of the mature IL-1 beta protein in monocytic cells. In contrast, subsequent release of IL-1 beta by HUVECs was not significant. LPS-induced caspase-1 activation appeared not to result from modulation of caspase-1 transcript accumulation and inhibition of caspase-1 activity was accomplished by two specific inhibitors, YVAD-CHO and YVAD-CMK, capable of alleviating the release of mature IL-1 beta. Taken together, these results show that LPS moderately activates caspase-1 and that caspase-1 activation contributes to LPS induction of IL-1 beta secretion