Bedeutung der polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten bei der Entstehung von Lungenemphysem und Fibrose in den Alveolarsepten von Patienten mit cystischer Fibrose

Abstract

Die chronische bakterielle Infektion in der Lunge von Patienten mit cystischer Fibrose (CF) bewirkt eine chronische Entzündung mit fibrotischen und bronchiektatischen Veränderungen in den Bronchien. Über den Pathomechanismus, der dem gleichzeitigen entzündungsbedingten Umbau des Alveolargewebes zu Grunde liegt, ist nur wenig bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob in den Alveolarsepten von CF-Patienten polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) zu einem gesteigerten Umsatz der Kollagen -und der Elastinfasern führen und dadurch eine periphere Lungendestruktion bewirken können. In den Alveolarsepten im Lungengewebe von 11 CF-Patienten und von 7 nCF-Patienten wurde die Zahl der PMN mit Hilfe eines monoklonalen Antikörpers gegen die neutrophile Elastase bestimmt. Weiterhin wurde der Gehalt an Kollagen mittels eines polyklonalen Antikörpers gegen Kollagen Typ I und die Elastinkonzentration mit der Elastica van Gieson-Färbung quantifiziert. Der Nachweis von Bakterien erfolgte mittels indirekter Immunfluoreszenz. Die lichtmikroskopische Auswertung wurde mit Hilfe eines Image-Analysers und des Kontron-Imaging-Systems durchgeführt. In den Septen von CF-Patienten waren dreimal mehr PMN nachweisbar als in den Septen der Kontrollgruppe. Der Kollagengehalt war um einen Faktor von 1,5 erhöht (p<0,0005), während die Elastinkonzentration nicht signifikant verändert war. Bakterien waren in sämtlichen untersuchten Präparaten aus der Lungenperipherie nicht nachweisbar.

Chronic bacterial infection in lungs of patients with cystic fibrosis causes chronic inflammation leading to fibrosis and airspace enlargement in bronchial regions. In the present study we hypothesized that neutrophil elastase may induce proteolytic damage in both bronchial and alveolar regions. We investigated alveolar lung tissue sections of 11 CF patients and 7 non-CF patients elastin, collagen and neutrophil (PMN) numbers by immunhistochemistry using monoclonal antibodies against neutrophil elastase, polyclonal antibodies against collagen type 4 and staining methods (Elastica van Gieson) for elastin. Quantitaion was performed using an image analysing system. In alveolar septa PMN numbers were three times higher in CF patients vs non CF-patients. Collagen was increased 1.5-fold in CF patients vs non-CF patients, elastin concentration was not chanced significantly.