Mechanismen der durch α-Thrombin, Histamin und Bradykinin induzierten endothelialen Permeabilität

Alpha-Thrombin, Bradykinin und Histamin sind endogene Mediatoren, die die endothelialen Permeabilität erhöhen. Wir untersuchten den Mechanismus, durch den diese drei vasoaktiven Mediatoren die Permeabilität für Albumin von menschlichen Nabelvenenendothelzellen (HUVEC) verändern könnten. HUVEC wurden bis zur Konfluenz auf Transwell-Membranen gezüchtet, und wir überwachten den Fluss von mit Fluoresceinisothiocyanat-markiertem humanem Serumalbumin über die Membran vom oberen in die untere Kammer des Transwell. Die Zugabe von Alpha-Thrombin, Bradykinin oder Histamin erhöhte den Permeabilitätskoeffizienten des HUVEC-Monolayers. Nach 30 Minuten betrug der Permeabilitätskoeffizient für Alpha-Thrombin 4,92 x 10(-6) cm/s, während er für Histamin 4,47 x 10(-6) cm/s betrug. Maximale Veränderungen des Permeabilitätskoeffizienten lagen bei etwa dem Dreifachen der Kontrollbasiswerte (1,59 x 10(-6) cm/s). Es gab auch einen zeitlichen Unterschied in der Größenordnung des Permeabilitätskoeffizienten. Die durch Alpha-Thrombin und Bradykinin induzierte HUVEC-Permeabilität war in den ersten 90 Minuten erhöht, danach kehrte sie auf Kontrollniveau zurück. Im Gegensatz dazu erhöhte Histamin die Permeabilität des HUVEC-Monolayers während des gesamten 2-stündigen Experiments. Um einen möglichen intrazellulären Mechanismus der veränderten Permeabilitätskoeffizienten zu bestimmen, wurden HUVEC mit FURA-2 markiert und das intrazelluläre Calcium durch digitale Fluoreszenzverhältnis-Bildgebung überwacht. Das maximale intrazelluläre Calcium in HUVEC wurde durch Alpha-Thrombin (245 +/- 20 nM) und Histamin (210 +/- 22 nM) erhöht, jedoch nicht durch Bradykinin (70 +/- 7 nM) im Vergleich zur Kontrolle (69 +/- 10). Fluoreszierende Photomikrographien von HUVEC, die mit den drei Agonisten stimuliert wurden, zeigten, dass Alpha-Thrombin und Histamin die F-Aktin-Anordnung der HUVEC erheblich veränderten, während Bradykinin keinen Einfluss auf die F-Aktin-Verteilung der HUVEC hatte. Diese Daten unterstützen frühere in vitro und in vivo Studien, die eine erhöhte Permeabilität durch alle drei Agonisten demonstrieren. Diese Daten zeigen auch zum ersten Mal, dass Histamin und Alpha-Thrombin die Permeabilität durch calciumabhängige intrazelluläre Wege erhöhen, während Bradykinin über einen calciumunabhängigen Mechanismus wirkt.