, Volume 56, Issue 5, pp 423-428

Die Rolle endothelialer Vorläuferzellen in der Sepsis

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Zusammenfassung

Das Ausmaß der mikrovaskulären Schädigung spielt eine zentrale Rolle in der Pathogenese der Sepsis. Es wird durch endotheliale Dysfunktionen wie Schwellung, Deformierung und Apoptose mit teilweisem Ablösen der Endothelzellen von der Basalmembran bestimmt, die dann als zirkulierende Endothelzellen und endotheliale Mikropartikel vermehrt im Blut von Sepsispatienten gefunden wurden. Die Reparatur dieses geschädigten Endothels, d. h. die Wiederherstellung einer endothelialen Homöostase, könnte somit eine Schlüsselrolle in der Sepsistherapie spielen. Es gibt heute Hinweise, dass endotheliale Vorläuferzellen, die durch eine Reihe stimulierender Mediatoren vermehrt aus dem Knochenmark freigesetzt werden, eine Reendothelialisierung bzw. über parakrine Effekte eine gesteigerte Proliferation bereits vorhandener Zellen bewirken können. Derartige Reparatureffekte konnten unter verschiedenen Bedingungen endothelialer Schädigung, insbesondere akute kardiovaskuläre Ereignisse, Dialyse, aber auch beim akuten Lungenversagen bereits nachgewiesen werden. Erste Untersuchungen konnten jetzt zeigen, dass auch im Blut von Sepsispatienten neben abgelösten Endothelzellen vermehrt endotheliale Vorläuferzellen zirkulieren, deren Konzentration umgekehrt proportional zu Schwere und Mortalität bei Sepsis ist und mit der Konzentration der Zytokine, die für die Freisetzung endothelialer Progenitorzellen (EPC) aus dem Knochenmark verantwortlich sind, korrelieren. Diese Erkenntnisse unterstützen die Hypothese, dass auch bei einer Sepsis endotheliale Reparaturmechanismen in Form der mediatorinduzierten vermehrten Freisetzung endothelialer Vorläuferzellen aus dem Knochenmark initiiert werden. Somit könnten Messungen der cEPC-Konzentrationen als diagnostischer oder prognostischer Parameter der Schwere des Gefäßschadens und der Sepsis dienen, und die Erhöhung der EPC-Konzentration eine mögliche Therapieoption sein.

Abstract

In sepsis and septic shock a series of immunological events are initiated that alter endothelial function in the macrocirculation and microcirculation. Endothelial swelling, deformation and apoptosis with detachment from the vasculature occur and endothelial cells (EC) appear in the circulation. Simultaneous to these pathological processes, reconstitution of the endothelial layer is initiated which can occur via migration and proliferation of surrounding mature ECs. However, terminally differentiated ECs have a low proliferative potential, hence their capacity to substitute damaged endothelium is limited. Therefore, adequate vascular repair requires additional support. Many studies have now convincingly demonstrated that vascular maintenance, repair, angiogenesis and neovascularization are partly mediated by recruitment of endothelial progenitor cells (EPCs) from the basal membrane. However, it seems that EPCs play a pivotal role not only in re-endothelialization after vascular damage, but also after severe inflammation. Recently, evidence was found that EPCs are increasingly mobilized during sepsis and that this mobilization is associated with clinical outcome. In septic patients the number of EPCs was significantly higher than in controls and was correlated with survival and the concentration of cytokines. In summary EPCs may exert an important function as an endogenous repair mechanism to maintain the integrity of the endothelial layer by replacing denuded parts of the microcirculation or by stimulation of EC proliferation. Therefore, EPC enumeration seems to be a valuable prognostic and diagnostic marker for the outcome in these patients and the induction of enhanced EPC mobilization a therapeutic option.