Physiological and pathological regulation of intestinal absorption by nitric oxide with special regard to the action of antidiarrheal drugs

Wie in der Zusammenfassung unseres Projekts angekündigt untersuchten wir die Wirkung von Stickstoffmonoxid (NO) auf die intestinale Resorption. Die Effekte der pharmakologischen Modulation des NO-Systems auf den intestinalen Flüssigkeitstransport wurde in einem Modell der abgebundenen Jejunumschlinge der narkotisierten Ratte in vivo untersucht. Die Sekretion wurde durch Infusion von 5-hydroxytryptamin (5-HT) erzeugt. Die intravenöse Infusion des NO-Synthasehemmers L-NAME blockierte die Nettoflüssigkeitsresorption in Kontrolltieren und kehrte sie in eine Nettoflüssigkeitssekretion um. L-NAME steigerte auch signifikant die 5-HT- induzierte Flüssigkeitssekretion. Die 5-HT-induzierte Sekretion wurde auch durch intravenöse Gabe von L-Arginin oder SIN-1 gehemmt. Intraluminale Gabe von Choleratoxin induziert ebenfalls massive Flüssigkeitssekretion, die signifikant durch L-NAME verstärkt und durch L-Arginin gehemmt wird. In einer anderen Versuchsserie wurden Untersuchungen mit Choleratoxin an der luminal perfundierten Jejunumschlinge durchgeführt. L-Arginin und Natriumnitroprussid erhöhten in diesem Modell signifikant die Flüssigkeitsresorption in Vergleich zu Kontrollen und verhinderten die sekretorische Wirkung von Choleratoxin. Eine intraluminale Perfusion mit einer sogenannten oralen Rehydratationslösung erhöhte die Nettoresorption von Flüssigkeit in Kontrollen und kehrte die Choleratoxin induzierte Flüssigkeitssekretion in eine Resorption um. Die Infusion von L-Arginin erhöhte den antisekretorischen Effekt der oralen Rehydratationslösung signifikant. Die Ergebnisse unterstützten die Vorstellungen von der Existenz einer NO-vermittelten Kraft in der Darmschleimhaut die für eine Nettoresorption verantwortlich ist und eine durch verschiedene Maßnahmen stimulierte Flüssigkeitssekretion hemmen kann. Neben dem sympathischen Nervensystem ist diese Prinzip ein wichtiger, zweiter Kontrollmechanismus zur Steuerung der intestinalen Resorption. Diese Ergebnisse könnten in der Zukunft zu wichtigen therapeutischen Konsequenzen führen. In einem zweiten Teil unserer experimentellen Arbeiten untersuchten wir die Rolle der Isoenzyme der Cyclooxygenase, COX-1 und COX-2 auf die intestinale Sekretion, hauptsächlich unter dem sekretorischen Einfluss von Choleratoxin. Um die Rolle der verschiedenen Isoformen COX-1 und COX-2 bei der Choleratoxin induzierten Flüssigkeitssekretion zu klären wurden die Effekte von COX-2 Inhibitoren und COX-1 Inhibitoren auf diese sekretorische Wirkung untersucht. Weiters wurde COX-1 und COX-2 Messenger-RNA (mRNA) Expression mit RT-PCR und das COX-2 Protein mittels Western Blot Analyse in der Mukosa bestimmt. Der COX-2 Hemmer, aber nicht der COX-1 Hemmer blockiert die choleratoxin-induzierte Flüssigkeitssekretion und die Prostaglandinfreisetzung. Die RT-PCR zeigt eine Expression von COX-1 und von COX-2 mRNA in Kontrollen und in Choleratoxin behandelten Tieren. Das bedeutet, dass konstitutive COX-2 überraschenderweise in der Mukosa des Jejunums vorhanden ist und dass die Hypothese, COX-2 würde nur in induzierter Form vorliegen, falsch ist. Choleratoxin erhöht auch die COX-2- Proteinkonzentrationen in der Mukosa und es wird angenommen, dass es zu einer post- transcriptionalen Modulation unter Choleratoxin kommt. Weitere Studien sind geplant um die Rolle der COX-2 in der Vermittlung sekretorischer Prozesse im Darm zu erforschen. Zur Zeit wird ein anderer interessanter Kandidat, TNF-alpha, und seine Rolle bei der Vermittlung der intestinalen Flüssigkeitssekretion in unserem Laboratorium untersucht.