Trockene Atemwege spielen nicht nur bei der Entstehung der angeborenen Lungenerkrankung Mukoviszidose eine entscheidende Rolle, sondern wahrscheinlich auch bei den viel häufigeren erworbenen Lungenerkrankungen wie Asthma oder Raucherlunge. Zu diesem Ergebnis ist jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam in einer neuen Studie gekommen.
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Im Tiermodell wiesen die Forscher erstmals nach, dass eine mangelhafte Befeuchtung der Atemwegsoberflächen zu Lungenveränderungen führt, die für diese so genannten chronisch-obstruktiven Lungenerkrankungen typisch sind.
Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine“ berichten, gibt es damit einen neuen Ansatzpunkt für die Behandlung dieser Erkrankungen, die von der Weltgesundheitsorganisation WHO als weltweit vierthäufigste Todesursache geführt werden. Für ihre Behandlung steht derzeit keine kausale Therapie zur Verfügung stehen. Es können lediglich Symptome wie Atemnot und Sauerstoffmangel behandelt werden.
Mukoviszidose-Gen lässt Lunge austrocknen
Bei der Erbkrankheit Mukoviszidose, an der in Deutschland rund 8.000 Menschen leiden, führt ein fehlerhaftes Gen dazu, dass der Salz- und Wassertransport der Schleimhäute in Lunge, Darm und anderen Organen verändert und dadurch die Zusammensetzung von Sekreten verändert ist.
Mit Hilfe eines von ihm entwickelten Mausmodells gelang es den Wissenschaftlern um Dr. Marcus Mall vom Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Heidelberg und Dr. Richard Boucher von der University of North Carolina, Chapel Hill den direkten Zusammenhang zwischen fehlerhaftem Gen und Entstehung der Lungenerkrankung nachzuweisen: Bestimmte Natrium-Kanäle, die in der Oberfläche von Atemwegszellen für die Resorption von Salz und Wasser verantwortlich sind, sind „hyperaktiv“.
Die Zellen absorbieren zu viel Flüssigkeit und die Atemwegsoberflächen trocknen aus. Hierdurch entsteht ein „trockener“, zäher Schleim, der nicht abtransportiert werden kann; die Reinigung der Lunge von inhalierten Allergenen und Schadstoffen funktioniert nicht mehr. Eine Verstopfung der Atemwege mit Schleimpfropfen und eine chronische Lungenentzündung mit schweren Störungen der Atmung sind die Folgen.
Trockene Atemwege führen zur allergischen Entzündung
Das Forscherteam aus Heidelberg und den USA hat nun erstmals den spontanen Verlauf der durch die Austrocknung der Atemwegsoberflächen verursachten Lungenerkrankung im Mausmodell von Geburt bis ins Erwachsenenalter untersucht. „Wir haben dabei Veränderungen gefunden, die nicht nur für die Mukoviszidose typisch sind, sondern auch für andere chronisch-obstruktive Lungenerkrankungen wie Asthma, chronische Bronchitis und Emphysem“, berichtet Mall.
So führen zu trockene Atemwege bei jungen Mäusen zu einer allergischen Atemwegsentzündung – gekennzeichnet durch das vermehrte Auftreten spezifischer weißer Blutzellen, der so genannten eosinophilen Granulozyten – die typischerweise bei Asthma beobachtet wird, einer Erkrankung, von der in Deutschland etwa jedes zehnte Kind betroffen ist.
Bei erwachsenen Mäusen entsteht allmählich eine chronische Bronchitis (mit neutrophilen Granulozyten), die mit einem Emphysem einhergeht, das heißt der Zerstörung der kleinen Lungenbläschen, die bei der Atmung für den Austausch von Sauerstoff zwischen der Atemluft und dem Blut verantwortlich sind. Diese Veränderungen sind typisch für die Raucherlunge.
Bessere Befeuchtung durch Hemmung der Natriumkanäle?
Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass zu trockene Atemwegsoberflächen eine Schlüsselrolle in der Entstehung chronisch- obstruktiver Lungenerkrankungen spielen könnten. Eine Therapie, so Mall, könnte deshalb an diesem Mechanismus ansetzen.
Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine verbesserte Befeuchtung der Atemwege und damit der Reinigungsfunktion der Lunge, beispielsweise durch Hemmung der Natrium-Kanäle in den Atemwegszellen, eine erfolgreiche Strategie zur Behandlung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen unterschiedlicher Ursachen darstellen könnte.
Ob diese neue therapeutische Strategie erfolgreich ist, will die Heidelberger Arbeitsgruppe in einem nächsten Schritt zunächst im Tiermodell überprüfen.
(idw – Universitätsklinikum Heidelberg, 02.04.2008 – DLO)
