Auswirkungen von mitochondrialen reaktiven Sauerstoff-Spezies (ROS) auf durch systemische Entzündungsreaktionen- (SIRS) oder Sepsis-vermitteltes Organversagen

Eine übermäßige systemische Entzündung führt bei Trauma-Patienten häufig zum Versagen mehrerer Organe und zum Tod. Die diesem Prozess zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch noch nicht geklärt. Ziel dieser Studie war es, das Zusammenspiel zwischen Entzündungsmediatoren und Mitochondrien, den Hauptproduzenten zellulärer Energie (Adenosintriphosphat (ATP)), zu untersuchen, um die genaue Rolle der Mitochondrien in diesem Prozess zu verstehen.

Wir fanden heraus, dass erhöhte Werte an mitochondrialen reaktiven Sauerstoffspezies (mtROS) und Stickoxid (NO), die durch die induzierbare Stickoxidsynthase (iNOS) synthetisiert werden, eine Feed-Forward-Schleife bilden, die eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung von Leberversagen bei akuter Entzündung spielt. Dieser iNOS-mtROS-Zyklus beschleunigt das Leberversagen durch die Aktivierung intrazellulärer pathologischer Signalkaskaden und die Induktion von oxidativem Stress, wodurch Biomembranen geschädigt und Gewebeschädigungsmarker freigesetzt werden.

Interessanterweise konnten wir zeigen, dass die Anwendung von Antioxidantien, die auf Mitochondrien abzielen, den iNOS-mtROS-Zyklus zu unterbrechen scheint und Leberfunktionsstörungen umkehrt. Dies deutet auf eine Möglichkeit zur Hemmung des iNOS-mtROS-Zyklus hin und könnte ein spezifischer Ansatz für die Entwicklung von Therapeutika zur Behandlung von Patienten mit Sepsis/systemischem Entzündungsreaktionssyndrom sein.
Ausführliche Informationen zu dieser Studie finden Sie unter: “Vicious inducible nitric oxide synthase-mitochondrial reactive oxygen species cycle accelerates inflammatory response and causes liver injury in rats”, Weidinger et. al., Antioxid. Redox. Signal., 2015 Mar 1;22(7):572-86. doi: 10.1089/ars.2014.5996.

An der Beantwortung weiterer Fragestellungen im Zusammenhang mit zielgerichteten Antioxidantien wird derzeit gearbeitet.