Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Surfactant System: Biophysikalische und immunmodulatorische Funktionen S. Kujumdshiev, Pneumologie, Frankfurt

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Hintergrund Mensch atmet mehr als l/d Mio. Alveolen Mit m 2 Grenze nur 2 µm Schutz vor Kollaps und Pathogenen Surfactant System: biophysikalisch immunmodulatorisch 1 Ochs M. Cell Physiol Biochem 2010

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Surface active agent 1 = oberflächenaktive Substanz 90 % Phospholipide 10 % versch. Proteine 1 Moleküle aus verschie- denen Anteilen: Produktion durch Pneumozyten Typ II Lipophile Gruppe Hydrophile Gruppe Surfactant: Was ist das? 2 Magoon, M. W., Biochim.Biophys.Acta 1983; Abbildung 1: Churg A.M Abbildung 1

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Surfactant: Wo ? Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. Figure 21.1

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Atmungsorgane Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. Figure 21.9a

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. Figure 21.10c, d Atmungsorgane Surfactant bedeckt Alveolen

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Surfactant: Metabolismus Transkription, Translation rER Prozessierung B und C direkt Aufbewahrung Exozytose A und D direkte Exozytose 1 Ochs M. Cell Physiol Biochem 2010

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Biophysikalisch: –Oberflächenspannung reduziert/stabilisiert –Alveolenkollaps verhindert Immunmodulatorisch: –Schutz der Lunge vor Infektionen Surfactant: Was macht es?

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool Surfactant-Proteine (SP)-A, D 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-A: Eigenschaften Hydrophil kollagenähnliches Glykoprotein C-Typ-Lektine zugeordnet membranassoziiert 3 Hexamer von Trimeren 4 sehr Bindungsfreudig sezerniert: Alveolen, untere Atemwege Oft reduziert bei CF 16, 17 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008; 4 Head, J.F. et al. J Biol Chem 2003; 16 Postle A.D. et al. Am. J. Respir. Cell. Mol.Biol.1999; 17 Griese M et al. Eur Respir J

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-A: Funktionen Immunmodulation 5, 6 Interaktion mit Mikroorganismen und pulmonalen Entzündungszellen abhängig von spezifischen, membranständigen Rezeptoren auf Alveolarmakrophagen 7, 8 Bindung an Alveolarmakrophagen und periphere Leukozyten im Blut Phagozytose und Elimination von Pathogenen 5 Pison, U. et al. Eur.J.Clin.Invest ; 6 Crouch, E. C. et al. Annu.Rev.Physiol ; 7 Tenner, A. J. et al. J.Biol.Chem ; 8 Crouch, E. C. Am.J.Respir.Cell Mol.Biol

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-A: Funktionen Bindung an Bakterien, Viren, Pilze Krankheitserreger effektiver den Effektor-Immunzellen präsentiert 7, 8, 9 Reduktion Bakterienreproduktion Beschädigung Bakterienmembran 7 Tenner, A. J. et al. J.Biol.Chem ; 8 Crouch, E. C. Am.J.Respir.Cell Mol.Biol ; 9 Wright, J. R. Physiol Rev

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-D 10 Griese M. Eur Respir J 1999.

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-D: Eigenschaften Hydrophil kollagenähnliches Glykoprotein C-Typ-Lektine zugeordnet Nicht membranassoziiert 3 in Alveolen und untere Atemwege sezerniert Oft reduziert bei CF 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-D: Funktionen Immunmodulation Zusätzlich: agglutiniert P. aeruginosa 18 Wachstumshemmung P. aeruginosa Schmidt B. 2004

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-B, C 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-B: Eigenschaften Hydrophob Biophysikalisch wirksam 5, 11 Membranassoziiert 3 liegt parallel zur Lipidmembran 5 Pison, U. et al. Eur.J.Clin.Invest 1994; 11 McIntosh, J. C. et al. Am.J.Physiol. 1996; 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta 2008

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-B: Funktionen Verteilung der Oberflächenlipide erleichtert Lipidfilmformation während der Atemdynamik beeinflussen 5, 11 Biogenese von Surfactant 12, 13 Einlagerung des S. in Lamellarkörperchen 12, 13 Interagiert mit Phospholipiden 5 Pison, U. et al. Eur.J.Clin.Invest 1994; 11 McIntosh, J. C. et al. Am.J.Physiol Foster C:D. et al. Am. J. respir. Cell. Mol. Biol. 2003; 13 Stahlman M.T. et al. Lab. Invets

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-C 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-C: Eigenschaften Hydrophob Biophysikalisch wirksam 5, 11 Membranassoziiert 3 Kleinstes SP Lipopeptid aus 35 Aminosäuren 14 5 Pison, U. et al. Eur.J.Clin.Invest 1994; 11 McIntosh, J. C. et al. Am.J.Physiol. 1996; 3 Perez-Gil J. Biochimica et Biophysica Acta. 2008; 14 Johansson J. Biochemistry 1994.

Kujumdshiev Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am MainZentrum der Inneren Medizin / Pneumologie/Allergologie CF-Winterschool SP-C: Funktionen Verteilung der Oberflächenlipide erleichtert die Lipidfilmformation während der Atemdynamik beeinflussen 5, 11 Fördert Phospholipidaustausch zwischen Membranen 15 Reduktion Inflammation 5 Pison, U. et al. Eur.J.Clin.Invest 1994; 11 McIntosh, J. C. et al. Am.J.Physiol ; 15 Creuwels L.A. J. Biol. Chem. 1995

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