Bilanzierung des lymphozytären Energiestoffwechsels von Patienten mit entzündlich-rheumatischen Erkrankungen

Abstract

Ziel: war die Untersuchung, ob sich die Aktivität entzündlich rheumatischer Erkrankungen in ausgewählten Parametern des Energiestoffwechsels von PBMC (periphere mononukleäre Zellen des Blutes) reflektiert. Methoden: Es wurden die PBMC von 30 gesunden Probanden und von 28 Patienten (16 inaktiv; 12 aktiv) mit einer Rheumatoiden Arthritis, einem Systemischen Lupus Erythematodes oder einer Vaskulititis präpariert. Aktive Patienten wurden vor und 4-5 Tage nach Beginn einer hochdosierten Glukokortikoidtherapie untersucht. Es wurde der Sauerstoffverbrauch, der Verbrauch an Sauerstoff auf einen definierten mitogenen Stimulus und einzelne Hauptenergieverbrauchende Prozesse mittels der Clark Elektrode bestimmt. Ergebnisse: Für den Sauerstoffverbrauch konnte ein geschlechtsunabhängiger Normalwert von 3.84 +/- 0.1 (alle Werte in nmol O2/min pro 10^7 Zellen) ermittelt werden. Bei inaktiven Patienten war der Sauerstoffverbrauch mit 4.18 +/- 0.28 leicht, bei aktiven Patienten mit 4.82 +/- 0.33 jedoch deutlich und signifikant (p<0.001) erhöht. PBMC von aktiven Patienten zeigten eine signifikant geringere Reaktion auf einen mitogenen Stimulus im Vergleich zu Probanden (p>0.05). Desweiteren wurde in stimulierten PBMC von aktiven Patienten eine signifikante Verminderung des Sauerstoffverbrauches für Kationentransportprozesse und Proteinsynthese nachgewiesen. Unter einer 4-5tägigen hochdosierten Glukokortikoidtherapie normalisierten sich die genannten Parameter wieder. Zusammenfassung: In dieser Studie konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass sich Parameter des zellulären Energiestoffwechsels von PBMC zur Einschätzung von Aktivität und Therapieerfolg entzündlich rheumatischer Erkrankungen eignen.

Abstract

Objective: To investigate whether the activity of rheumatic diseases is reflected by selected parameters of cellular energy metabolism of peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Methods: PBMC were prepared from 30 healthy volunteers and from 28 patients (16 inactive; 12 active) with rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus or vasculitis. Active patients were examined prior to and 4-5 days after starting, restarting or increasing the dose of corticosteroids. Cellular oxygen consumption (as a measure of ATP production), bioenergetic cellular response to a defined stimulus and main ATP-consuming processes were measured using a Clark electrode. Results: A sex-independent normal value for oxygen consumption of 3.84 +/-0.1 (all data in nmol O2/min per 10^7 cells) was found. In inactive patients the respiration rate was slightly increased at 4.18 +/- 0.28, but was significantly increased in active patients to 4.82 +/- 0.33 (p<0.001). The PBMC from active patients showed a significantly lower bioenergetic response to a mitogenic stimulus than controls (p<0.05). In stimulated cells from active patients there was a significant reduction in cation transport and protein synthesis. All parameters above were almost normalized within 4-5 days upon optimized treatment with corticosteroids. Conclusion: This study shows for the first time that parameters describing the cellular function of PBMC in bioenergetic terms are suitable to quantificate the activity of a rheumatic disease and to assess the therapeutic benefit. These novel data are of crucial diagnostic and therapeutic relevance, but also for in vitro experiments.