Laktat als anaerobes Stoffwechselprodukt im Sputum von Patienten mit Cystischer Fibrose und in vitro

Abstract

In der Lunge von Patienten mit Cystischer Fibrose (CF) gibt es anaerobe Bereiche. Bakterien und neutrophile Granulozyten metabolisieren unter diesen Bedingungen und können dabei Laktat produzieren. Vor diesem Hintergrund wurde das Vorhandensein, die Quelle und die mögliche klinische Bedeutung von Laktat im CF-Sputum untersucht. Es wurden in Sputen von 25 CF-Patienten mikrobiologische Untersuchungen und Laktatmessungen durchgeführt. Es wurde die Laktatproduktion von Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Burkholderia cenocepacia und von 5x107 neutrophilen Granulozyten in in vitro-Versuchen bestimmt. Es wurde die aerobe und anaerobe Genexpression von P. aeruginosa mittels Affymetrix® DNA microarrays untersucht. Die Lungenfunktionsparameter der Patienten wurden durch Plethysmographie ermittelt. Laktat wurde in allen Sputen im Bereich von 0,2-14,1 mmol/L (2,9 ± 3,1 mmol/L) nachgewiesen. Unter in vitro-Bedingungen produzierte ausschließlich S. aureus Laktat, nicht aber P. aeruginosa oder B. cenocepacia. Neutrophile Granulozyten produzierten unter anaeroben Bedingungen 4,8 ± 3,1 mmol/L Laktat. Die anaerobe Genexpression von Laktatdehydrogenasen durch P. aeruginosa war heruntergeregelt. Gene, die für Enzyme kodieren, die die Verstoffwechselung von Pyruvat zum Acetyl-CoA durchführen, wurden erhöht exprimiert. FEV1 der Patienten korrelierte negativ mit der Laktatkonzentration der Sputen (r=-0,446, p=0,043). Laktat ist in jedem Sputum nachweisbar. Es wird hauptsächlich von neutrophilen Granulozyten gebildet und fast nicht durch Bakterien. P. aeruginosa nutzt kein Laktat zur Energiegewinnung. Laktat im CF-Sputum könnte möglicherweise als nichtinvasiver Inflammationsmarker bei CF verwendet werden.