„In der aktuellen Studie haben wir die Effekte von Laktat, einer reinen Azidose und der Kombination, der sogenannten Laktatazidose, auf Gefäßmuskelzellen der Blutgefäße untersucht. Letztere ist in der Klinik mit einer schlechten Überlebenschance verbunden“, erklärt Biochemikerin Stefanie Ruhs.
Für die Untersuchungen nutzte das Forschungsteam isolierte Gefäßmuskelzellen der Hauptschlagader, die im Labor vermehrt wurden. Sie behandelten diese für 48 Stunden entweder mit Laktat bei normalem pH-Wert oder nur mit Säure ohne Laktat sowie in Kombination (Laktatazidose).
Ermüdung und Versteifung von Blutgefäßzellen durch Laktatazidose
Es zeigte sich, dass Laktat bei normalem pH-Wert nahezu keine relevanten Veränderungen in den Gefäßmuskelzellen hervorrufen kann. Eine Azidose ohne Laktat ließ einen Effekt auf genetischer Ebene erkennen: fast 500 Gene wurden unter sauren Bedingungen anders ausgeprägt. Allerdings waren die untersuchten Gefäßmuskelzellen in der Lage, nachteilige Auswirkungen auf ihre Funktion weitestgehend auszugleichen.
„Erst die Kombination von Laktat und sauren Bedingungen, also eine Laktatazidose, führte zu umfassenden Veränderungen auf genetischer Ebene, im Energiestoffwechsel und der Zellstruktur“, fasst Philipp Terpe, Promotionsstudent und Erstautor, die Ergebnisse zusammen.
„Rund 1.500 Gene zeigten eine veränderte Expression, die mit dem Stoffwechsel- und dem Erscheinungsbild der Zellen zusammenhängen. Unter anderem kommt es zur Hemmung verschiedener Prozesse im Energiehaushalt, die nicht mehr abgefedert werden können. Zudem konnten wir einen Umbau der Gefäßmuskelzellen durch Mineralisierung nachweisen.“
In der Summe deuten diese Effekte darauf hin, dass Blutgefäße während einer Sepsis durch Umstrukturierung teilweise ihre Funktion verlieren und versteifen. Das schränkt die Durchblutung womöglich nicht nur kurz-, sondern auch langfristig ein. Diese nachhaltige Beeinträchtigung könnte auch eine Erklärung für die anhaltenden körperlichen und kognitiven Beschwerden von Patient:innen nach überstandener Sepsis liefern, so die Autoren der Studie.
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