Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leberversagen bei Sepsis: Signalwege und Frühanzeichen

14.11.2012
Bei einer Sepsis, einer überbordenden, den ganzen Körper erfassenden Immunreaktion auf eine Infektion, wird häufig und früher als bisher bekannt die Leberfunktion gestört.
Wissenschaftler aus Jena konnten jetzt gemeinsam mit Kollegen aus London und Wien zeigen, dass dabei das Signalprotein PI3Kgamma den gesamten Leberstoffwechsel beeinflusst. Die Veränderungen des Gallensäurespektrums im Plasma sind weit eher nachzuweisen als Änderungen des standardmäßig erfassten Bilirubinspiegels und lassen auf die Schwere der Erkrankung schließen. Diese Ergebnisse, die Ansatzpunkte sowohl für eine frühere Diagnose als auch für eine zielgerichtete Therapie bieten, wurden in PLOS Medicine veröffentlicht.

Die häufig vereinfachend als Blutvergiftung bezeichnete Sepsis verläuft in 30 bis 50% der Fälle tödlich, Überlebende leiden oft jahrelang an Spätfolgen. Auslöser ist eine Infektion, bei deren Bekämpfung das Immunsystem überreagiert und durch die Störung der Blutgerinnung und undichte Blutgefäße lebenswichtige Organe wie Nieren oder Leber in Mitleidenschaft zieht - bis hin zum Organversagen. „Das ist fatal, weil diese Organe durch den Abbau der Medikamente, die die Sepsispatienten erhalten, besonders gefordert sind“, betont Professor Michael Bauer. Der Intensivmediziner ist Sprecher des Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrums für Sepsis und Sepsisfolgen am Universitätsklinikum Jena.
Gelbsucht ist ein spätes Symptom und steht für einen schweren Verlauf der Sepsis; die Gelbfärbung von Augen und Haut zeigt, dass die Leber schon stark geschädigt ist und das Stoffwechselprodukt Bilirubin nicht schnell genug abbauen kann. „Wir vermuteten, dass bei diesen schweren Sepsisfällen die Leberfunktion schon viel früher gestört ist und suchten nach Anzeichen dafür“, beschreibt Michael Bauer den Studienansatz. Ein Team von Intensivmedizinern aus London, Leberspezialisten aus Wien, Physikochemikern aus Jena und eine interdisziplinären Wissenschaftlergruppe des Universitätsklinikums Jena analysierte den Verlauf des septischen Leberversagens im Tiermodell und zog erste Vergleiche mit klinischen Daten.

Signalprotein PI3Kgamma verantwortlich für komplett gestörte Leberfunktion

Die Ergebnisse bestätigten nicht nur die Vermutung, sie stellen die bisherige Sicht auf das Leberversagen bei Sepsis in Frage. Schon wenige Stunden, nachdem bei Ratten durch eine Infektion eine schwere Sepsis ausgelöst wurde, fanden die Wissenschaftler eine komplett gestörte Leberfunktion: Sowohl der Abbau körpereigener Stoffwechselprodukte als auch der körperfremder Stoffe wie Antibiotika funktionierte nicht mehr.

Wichtige Proteine, die die Entgiftungs- und Transportfunktion steuern, wurden nicht mehr produziert. Gallensäuren, Giftstoffe und Abbauprodukte wie Bilirubin stauten sich in der Leber. Gleichzeitig war die Aktivität des Signalproteins Phosphatidylinositol-3-Kinase-gamma, kurz PI3Kgamma, das in viele Immunprozesse involviert ist, erhöht.

Professor Bauer: „Wir konnten nicht nur zeigen, dass diese frühe Leberfunktionsstörung für einen sehr schweren, oft tödlichen Verlauf der Sepsis steht, sondern damit auch einen zentralen Signalstoff des Geschehens identifizieren“. Denn bei Tieren, die die Sepsis nach einem leichteren Verlauf überlebten, zeigten sich diese Leberveränderungen nicht. Mehr noch: Mäuse, die durch eine Genveränderung das Signalprotein PI3Kgamma nicht produzieren können, entwickelten keine septische Gallenstauung.

Neuer Ansatz für Frühdiagnose und Therapie

Und die Sepsisforscher gingen noch weiter: Sie verglichen die tierexperimentellen Resultate mit Blutplasmaanalysen von Patienten, die an schwerer Sepsis erkrankt waren. Bei den Patienten, die später eine sepsisbedingte Gelbsucht entwickelten, waren prognostisch im Spektrum der Gallensäuren die gleichen Veränderungen nachzuweisen – lange bevor sich die Bilirubinwerte erhöhten. „Unsere Ergebnisse versprechen einen neuen Ansatz für die frühere Diagnose von Leberkomplikationen bei Sepsis und auch für ein entsprechendes therapeutisches Eingreifen in die Signalprozesse in der Leber“, fasst Michael Bauer zusammen und nennt damit ein Ziel weiterer klinischer Forschungsprojekte. „Außerdem sollte angesichts der großen Leberbelastung der vielfach unkritische Einsatz von Medikamenten bei Sepsis überdacht werden.“
Besonderes Potential sehen die Wissenschaftler in ihren Erkenntnissen auch mit Hinsicht auf den jüngst genehmigten Forschungscampus „InfectoGnostics“ in Jena, ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in Öffentlicher-Privater-Partnerschaft gefördertes Projekt zur Erforschung und Umsetzung neuer diagnostischer Identifizierungsverfahren und Technologien für Infektionserreger. „Der Forschungscampus bietet ein einzigartiges Umfeld, in dem Anwender, Technologieforscher und die Industrie unter einem Dach forschen und so klinische Ergebnisse in die Praxis bringen können“, so Michael Bauer, der neben Jürgen Popp (Universität Jena und Institut für Photonische Technologien IPHT e.V.), Eugen Ermantraut (Alere AG) und Klaus Berka (Analytik Jena AG) einer der Sprecher des Forschungscampus ist.

Originalliteratur:
Recknagel R, Gonnert FA, et.al. Liver Dysfunction and Phosphatidylinositol-3-kinase Signaling in Early Sepsis: Experimental Studies in Rodent Models of Peritonitis, PLOS Medicine, 13 Nov 2012, doi:10.1371/journal.pmed.1001338
http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.1001338

Kontakt:
Prof. Dr. Michael Bauer
Center for Sepsis Control and Care CSCC, Universitätsklinikum Jena
Tel: 03641/9323110
E-Mail: Michael.Bauer[at]med.uni-jena.de

Dr. Uta von der Gönna | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de
http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.1001338

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Forscher entschlüsseln einen Mechanismus bei schweren Hautinfektionen
24.01.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn
19.01.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

24.01.2017 | Materialwissenschaften

Forscher entschlüsseln einen Mechanismus bei schweren Hautinfektionen

24.01.2017 | Medizin Gesundheit

Von Schwefel zu Kohlenstoff

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie