Oxidativer Burst
Der oxidative Burst (engl. Burst für: „Ausbruch“, „Platzen“ oder „Häufung“), auch als respiratorischer Burst bezeichnet, ist die Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies („Sauerstoffradikalen“) durch neutrophile Granulozyten und Makrophagen bei der Phagozytose.
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[Bearbeiten] Entdeckung und Beschreibung des oxidativen Bursts
1933 entdeckten Baldrige und Gerhard, dass bei der Phagozytose der Sauerstoffverbrauch der Granulozyten auf den 50- bis 100-fachen Wert ansteigt.[1] Mit dem Sauerstoffverbrauch verbunden ist die stufenweise Entwicklung verschiedener reaktiver Sauerstoffspezies. Der Prozess wird durch das Enzym NADPH-Oxidase katalysiert. Durch einen Stimulus erfolgt die Aktivierung der Granulozyten und die Reaktion wird eingeleitet. Unter der Vermittlung der NADPH-Oxidase wird aus Sauerstoff und Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH), das Hyperoxidanion O2- erzeugt. Das hochreaktive Hyperoxidanion selbst ist dabei das Ausgangsprodukt für die Synthese eine Reihe weiterer reaktiver Sauerstoffspezies. Beispielsweise entsteht durch eine von der Superoxid-Dismutase katalysierte Disproportionierung das deutlich stabilere Wasserstoffperoxid. Das Wasserstoffperoxid kann als neutrales, wasserähnliches Molekül sehr leicht in Zellen eindringen. Bei der katalytischen Zersetzung des Wasserstoffperoxids entsteht das hochreaktive Hydroxyl-Radikal ·OH, das eine Vielzahl von Molekülen attackieren kann.[2]
Aus Wasserstoffperoxid und gleichzeitiger Anwesenheit von Sauerstoffradikalen, kann durch Myeloperoxidase aus den primären Granula aus Chlorid-Ionen das Oxidationsmittel Hypochlorige Säure (HOCl) gebildet werden.[3][4][2]
[Bearbeiten] Bedeutung
Mit diesen reaktiven Sauerstoffspezies ist es den neutrophilen Granulozyten und den Makrophagen möglich, die intrazelluläre Verdauung von phagozytierten ( „gefressenen“) Fremdkörpern, wie beispielsweise Krankheitserregern zu bewerkstelligen. Diese Oxidationsmittel reagieren unter anderem mit Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Zellbestandteilen der Erreger. Ebenso deaktivieren sie endogene Protease-Inhibitoren, die den Abbau von Proteinen verhindern würden.
Die Bedeutung des oxidativen Bursts für die Abwehr wird durch die Krankheitsbilder Septische Granulomatose und Myeloperoxidasedefekt verdeutlicht.
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ C. W. Baldrige, R. W. Gerhard: The extra respiration of phagocytosis. In: Am J Physiol, 103/1933, S.235–6.
- ↑ a b M. Ludwig: Experimentelle Untersuchungen zu Zell-Zell-Interaktionen von Pulmonalepithelien und Granulozyten., Dissertation, Justus-Liebig-Universität Giessen, 2006
- ↑ B. M. Babior: NADPH oxidase. In: Curr Opin Immunol, 16/2004, S.42–7.
- ↑ F. Chabot u. a.: Reactive oxygen species in acute lung injury. In: Eur Respir J, 11/1998, S.745–57.
[Bearbeiten] Literatur
- O. Hauschild: Eignung lyophilisierter Glucose-Oxidase-haltiger Liposomen zur Korrektur der NADPH-Oxidase-Defizienz bei Granulozyten. Dissertation, Eberhard-Karls-Universität zu Tübingen, 2003
- M. R. Gwinn, V. Vallyathan: Respiratory burst: role in signal transduction in alveolar macrophages. In: Journal of toxicology and environmental health. Part B, Critical reviews., 9/2006, S.27–39.
- E. B. Thorgersen u. a.: Oxidative burst in complement deficient patients: Lessons from nature. In: Molecular Immunology, 44/2007, S.3968.
- N. Noke u. a.: The oxidative burst protects plants against pathogen attack: mechanism and role as an emergency signal for plant bio-defence--a review. In: Gene, 179/1996, S.45–51.
