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Untersuchungen über die Zusammensetzung des Bronchialschleimes bei chronisch obstruktiver Bronchitis

The composition of bronchial mucus in chronic-obstructive bronchitis

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Pneumonologie Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The object of the present paper was primarily to investigate whether the composition of bronchial mucus would correlate with the progress of illness of chronic obstructive bronchitis.

Sputa were assayed from 50 patients suffering from severe chronic obstructive bronchitis, some of which were associated with emphysematous lung changes.

Subjecting the sputa to ultra centrifugation and ultrasonics, followed by freeze drying, we obtained three fractions.

We determined the amount of expectorated sputum, the dry weight of the single fractions, the total protein, the composition of the serum proteins: albumin, gammaglobulins A, G, M and alpha1-antitrypsin, the presence of proteolytic ferments and ferment inhibitors, and the bound siliac acid as measures of the glucoprotein portion. Airway resistance and intrathoracic gas volume were taken as measures of obstruction.

Total protein loss by sputum expectoration was about 130 mg in 12 h, found to be the mean value of all patients.

The immunoglobulins A and M were elevated in proportion to the serum, in contrast to the gamma-globulin G. The quotient IgG/IgA was without exception shifted to IgA in the sputum. Alpha1-antitrypsin in the sputum was reduced in proportion to the serum.

In nearly all the sputa proteolytic ferment activities were detected. Additionally, ferment inhibitors were found effective, independent of alpha1-antitrypsin.

Siliac acid assay in the sputum of our patients showed a reduction as compared to the values given in the literature for normal bronchial mucus.

No correlation of the measured values with the syndrome of this illness has been found.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit sollte vor allem untersucht werden, ob die Zusammensetzung des Bronchialschleims Rückschlüsse auf den Krankheitsverlauf der chronisch obstruktiven Bronchitis zulassen könnte.

Es wurde das Sputum von 50 Patienten mit schwerer chronisch obstruktiver Bronchitis, teilweise mit emphysematösen Lungenveränderungen, untersucht.

Durch Ultrazentrifugation und Ultraschallbehandlung und anschließende Gefriertrocknung konnten 3 Fraktionen aus dem Sputum gewonnen werden.

Als Meßgrößen bestimmten wir die expektorierte Sputummenge, das Trockengewicht der einzelnen Fraktionen, die Gesamteiweißmenge, die Zusammensetzung der Serumproteine Albumin, Gamma A, G, M-Globulin und Alpha1-Antitrypsin, das Vorhandensein proteolytischer Fermente und Fermentinhibitoren und die gebundene Neuraminsäure als Maß für den Glucoproteinanteil. Als Maß für die Obstruktion wurden Atemwegswiderstand und intrathorakales Gasvolumen gewertet.

Der Eiweißverlust durch Sputumexpektoration lag im Patienten-Mittel bei ca. 130 mg in 12 Std.

Die Immunglobuline A und M waren, im Gegensatz zum Gamma G-Globulin im Verhältnis zum Serum erhöht. Der Quotient IgG/IgA war im Sputum ausnahmslos zum IgA verschoben. Alpha1-Antitrypsin war im Sputum im Verhältnis zum Serum verringert.

In fast allen Sputen wurden proteolytische Fermentaktivitäten ermittelt. Zusätzlich wurden Fermentinhibitoren gefunden, die unabhängig vom Alpha1-Antitrypsin effektiv waren.

Die Neuraminsäurebestimmung im Sputum unserer Patienten ergab eine Verringerung gegenüber den in der Literatur angegebenen Werten für normalen Bronchialschleim.

Eine Korrelation der gemessenen Werte mit dem Krankheitsbild konnte nicht gefunden werden.

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Literatur

  1. Alford, R. H.: Effects of chronic broncho-pulmonary disease and aging on human nasal secretion IgA concentrations. J. Immunol.101, 984 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

  2. Aminoff, D.: Methods for the quantitative estimation of N-acetylneuraminic acid and their application to hydrolysates of sialomucoids. Biochem. J.81, 384 (1961).

    PubMed  Google Scholar 

  3. Astrup, T., Müllertz, St.: The fibrin plate method for estimating fibrinolytic activity. Arch. Biochem.40, 41 (1952).

    Google Scholar 

  4. Atassi, M. Z., Barker, S. A., Stacey, M.: Neuramic acid and its relation to chronic bronchitis. III. Carbohydrate constituents of sputum. Clin. chim. Acta4, 823–827 (1959).

    PubMed  Google Scholar 

  5. —— —— —— Neuramic acid and its relation to chronic bronchitis. IV. Isolation of homogeneous mucoproteins. Clin. chim. Acta7, 588–591 (1962).

    PubMed  Google Scholar 

  6. —— —— —— Neuramic acid and its relation to chronic bronchitis. V. Glass column electrophoresis of sputum. Clin. chim. Acta7, 706–709 (1962).

    PubMed  Google Scholar 

  7. Becker, W., Rapp, W., Schwick, H. G., Störiko, K.: Methoden zur quantitativen Bestimmung von Plasmaproteinen durch Immunpräzipitation. Z. klin. Chem. klin. Biochem.6, 113 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

  8. Bonomo, L., Gillardi, U., Liso, V.: Studio delle proteine e delle immunoglobuline nell'espettorato di bronchitici cronici. Boll. Soc. It. Biol. Sper.43, 542–544 (1967).

    Google Scholar 

  9. Brogan, T. D.: The high molecular weight components of sputum. Brit. J. exp. Path.41, 288–297 (1960).

    PubMed  Google Scholar 

  10. Buddecke, E.: Miscellaneous glycoproteins. B. B. A. Library Vol.5, 558–569 (1966).

    Google Scholar 

  11. Bürgi, H., Medici, T.: Das IgA- und IgG-System bei spastischer Bronchitis im Kindesalter. Dtsch. med. Wschr.2, 91 (1970).

    Google Scholar 

  12. Collins-Williams, C., Lamenza, C., Kokubu, H.: Deficiency of IgA in Serum and respiratory secretions. Rev. Allergy23, 202–203 (1969).

    Google Scholar 

  13. Dégand, P., Roussel, P., Randoux, A., Dewailly, P. pour l'étude biochemique. Voisin, C., Macquet, V., Wallaert, C., Wattel, F. pour l'étude clinique: Variations des glycopeptides neutres, carboxyliques et sulfates dans differents etats d'hypersecretion bronchique. In: Hypersecretion bronchique. Méthodes nouvelles d'exploration incidences thérapeutiques, p. 89–99. Colloque international de pathologie thoracique. Lille 27.–29. Sept. 1968.

  14. -- Duchatelle, P., Roussel, P., Wallaert, C.: Dosage des inhibiteurs trypsiques comme methode de classification des sécrétions bronchiques. In: Hypersécrétion bronchique. Méthodes nouvelles d'exploration incidences thérapeutiques, p. 115–123. Colloque international de pathologie thoracique. Lille 27.–29. Sept. 1968.

  15. Doerr, P., Stamm, D.: Methodenvergleich der Gesamteiweißbestimmung im Serum. Z. klin. Chem. klin. Biochem.4, 304–309 (1968).

    Google Scholar 

  16. Geisler, L., Bachmann, G. W., Nolte, D.: Alpha-1-Antitrypsin und Lungenemphysem. Verh. dtsch. Ges. inn. Med. S. 720–723. 75. Kongreß Wiesbaden. 14.–17. 4. 1969.

  17. Gernez-Rieux, C., Biserte, G., Voisin, C., Havez, R., Cuvellier, R.: Étude biochemique de l'expectoration au cours de la bronchite chronique. Caractéristiques et variations des glycoprotéides riches en acides sialiques. J. franç. Méd. Chir. thor.2, 125–133 (1963).

    Google Scholar 

  18. Havez, R., Roussel, P., Dégand, P., Biserte, G.: Étude des structures fibrillaires de la sécrétion bronchique humaine. Clin. chim. Acta17, 281–295 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  19. —— Deminatti, M., Roussel, P., Dégand, P., Randoux, A., Biserte, G.: Étude des glycoprotéines carboxyliques de la sécrétion bronchiques humaine. Clin. chim. Acta17, 463–477 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  20. —— Voisin, C., Gernez-Rieux, Ch.: Acquisitions recentes sur la structure biochemique de la sécrétion bronchique au cours de la bronchite chronique. In: Fortschritte der Staublungenforschung. V. Internat. Staublungentagung, Münster 1967. Dinslaken: Niederrhein. Druckerei GmbH. 1967, S. 667–689.

    Google Scholar 

  21. Keimowitz, R. I.: Immunoglobulins in normal human tracheobronchial washings. J. Lab. Clin. Med.63, 54–59 (1964).

    PubMed  Google Scholar 

  22. Licht, W.: Über die Vorbehandlung von Sputumproben mit Ultraschall und ihre Bedeutung für Sputumanalysen. Vortrag Wissenschaftl. Tagung Nov. 1967 der Arbeitsgemeinschaft des Saarlandes für Silikoseforschung u. Silikoseverhütung e. V., Saarbrücken.

  23. Mancini, G., Carbonara, A. O., Heremans, J. F.: Immunochemical quantitation of antigens by single radial immunodiffusion. Immunochemistry2, 235 (1965).

    PubMed  Google Scholar 

  24. Martinez-Tello, F. J., Braun, D. G., Blanc, W. A.: Immunoglobulin production in bronchial mucosa and bronchial lymphnodes, particulary in cystic fibrosis of the pancreas. J. Immunol.101, 989 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

  25. Meiers, H. G., Beisenherz, D., Brüster, H., Strassburger, D., Greuel, H.: Alpha-1-Antitrypsin-Defekt und Lungenemphysem. Dtsch. med. Wschr.93, 1633 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

  26. Newcomb, R. W., de Vald, B.: Protein concentrations in sputa from asthmatic children. Albumin, lactoferrin, γA and γG. J. Lab. clin. Med.73, 734–743 (1969).

    PubMed  Google Scholar 

  27. Nicolas, R.: Klinisch-experimentelle Sputumuntersuchungen bei chronischer Bronchitis. Med. thorac.21, 223–255 (1964).

    PubMed  Google Scholar 

  28. Potter, J. L., Matthews, L. W., Lemm, J., Spector, S.: Human pulmonary secretions in health and disease. Ann. N.Y. Acad. Sci.106, 692–697 (1963).

    PubMed  Google Scholar 

  29. Reichel, G.: Die Kortikosteroidtherapie der chronischen Emphysembronchitis. Therapiewoche51, 2294–2298 (1968).

    Google Scholar 

  30. South, M. A., Warwick, W. J., Wollheim, F. A., Good, R. A.: The IgA system. III. IgA levels in the serum and saliva of pediatric patients — evidence for a local immunological system. J. Pediat.71, 645–653 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  31. Schwick, H. G., Störiko, K.: Ergebnisse der quantitativen immunologischen Bestimmung von Human-Plasmaproteinen. Proc. 10th Congr. europ. Soc. Haemat. Strassbourg 1965. Basel, New York: Karger 1967.

    Google Scholar 

  32. Ulmer, W. T.: Langzeitbehandlung der chronischen Bronchitis. Therapiewoche17, 663–673 (1967).

    Google Scholar 

  33. —— Die Pathophysiologie der chronischen Bronchitis. Therapiewoche16, 1–6 (1967).

    Google Scholar 

  34. —— Nolte, D., Reichel, G.: Die Lungenfunktion. Physiologie und Pathophysiologie. Methodik. Stuttgart: Georg Thieme 1970.

    Google Scholar 

  35. —— Reif, E.: Die obstruktiven Erkrankungen der Atemwege. Dtsch. med. Wschr.90, 1803 (1965).

    PubMed  Google Scholar 

  36. White, J. C., Elmes, P. C., Whitley, W.: Mucoprotein of bronchial mucus gel. Nature183, 1810–1811 (1959).

    PubMed  Google Scholar 

  37. Wiersbitzky, S., Türk, E.: Die Immunglobuline im Serum und Tracheobronchialsekret bei Säuglingen und Kleinkindern mit rezidivierenden bronchopulmonalen Erkrankungen. Z. Kinderheilk.104, 1–12 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

  38. Zedda, S., Amanta, L., Ambrosi, L.: Studio immunologico sull-escreato di bronchitici cronici. Med. d. Lavoro60, 350–359 (1969).

    Google Scholar 

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Rasche, B., Ulmer, W.T. Untersuchungen über die Zusammensetzung des Bronchialschleimes bei chronisch obstruktiver Bronchitis. Pneumonologie 144, 10–32 (1971). https://doi.org/10.1007/BF02102195

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