Erhöhte Produktion von Superoxidanionen durch immunologisch aktivierte und chemisch ausgelöste Makrophagen

Wir untersuchten die Fähigkeit von kultivierten Maus-Peritonealmakrophagen, Superoxidanion (O(2-)) zu erzeugen, das Anfangsprodukt der Umwandlung von Sauerstoff in mikrobizide Spezies, während der Phagozytose von opsonisiertem Zymosan oder beim Kontakt mit dem membranaktiven Mittel Phorbelmyristatacetat (PMA). Makrophagen von mit Bacille Calmette-Guérin (BCG) infizierten Mäusen oder intraperitoneal injizierten Thioglykolatbrühen oder Endotoxinen setzten bis zu 12-mal mehr O(2-) frei als residente Peritonealmakrophagen, abhängig von der Zellart und ob der Stimulus Zymosan oder PMA war. Es gab kaum O(2-) Freisetzung aus ruhenden (nicht stimulierten) Makrophagen. Die Dichte der Zellen auf Kulturschalen war eine wichtige Variable, da eine Überfüllung der Schale die Effizienz der O(2-)Produktion erheblich verringerte. Die erhöhte O(2-)Freisetzung von chemisch ausgelösten und infektionsaktivierten Makrophagen wurde nach Stimulation mit einem breiten Spektrum von PMA- und Zymosan-Konzentrationen zu allen untersuchten Zeitpunkten (bis zu 120 min) und mit Zellen, die 140 Minuten bis 16 Tage in Kultur gehalten wurden, festgestellt. Die O(2-)Antwort von residenten Zellen verbesserte sich doppelt bei Zymosan und neunfach bei PMA während der ersten 3 Tage in Kultur. Die Fähigkeit, O(2-) freizusetzen, scheint auf aktiv phagozytierende Zelltypen beschränkt zu sein: murine makrophagenähnliche Tumorzelllinien und kultivierte humane Monozyten setzten O(2-) frei, wenn sie durch PMA oder Zymosan stimuliert wurden, Fibroblasten- und Endothelzelllinien sowie embryoabgeleitete Zellen nicht. Die Aktivität der Superoxiddismutase, die O(2-) entfernt, war in den Kulturüberständen jeglicher Zellart nicht nachweisbar, und somit konnten Unterschiede in nachweisbarem O(2-) nicht auf Variationen in der Freisetzung dieses Enzyms zurückgeführt werden. Wir schließen daraus, dass der mit der Phagozytose verbundene respiratorische Burst in mononukleären Phagozyten, die durch chemische Entzündung oder BCG-Infektion gewonnen wurden, signifikant verstärkt ist. Die erhöhte Fähigkeit zur Erzeugung von O(2-) und anderen Sauerstoffradikalen während der Phagozytose könnte zur verbesserten mikrobiziden und tumortötenden Aktivität aktivierter Makrophagen beitragen.