Einfluss von Opioidalkaloiden und Opioidpeptiden auf die freien intrazellulären Aminosäuren und die Immunfunktion humaner neutrophiler Granulozyten

Abstract

Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) spielen im menschlichen Immunsystem eine zentrale Rolle. Sie sind in der Lage, opsonisierte pathogene Keime im Rahmen der Phagozytose in das Zellinnere aufzunehmen und durch die Produktion zytotoxischer Sauerstoffmetabolite während des 'oxidative burst' zu zerstören. Dabei sind PMN anderen Zellen wegen ihrer Funktionalität und ihrer hohen Zellumsatzrate überlegen. Eine besondere Bedeutung für Funktion und Integrität von PMN besitzt nach neueren Untersuchungen der intragranulozytäre Aminosäurestoffwechsel. Dieser kann, nach bisher vorliegenden Erkenntnissen, unter anderem durch Medikamente gestört werden, was eine schwere Funktionseinschränkung der Zelle zur Folge haben kann. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss von Opioidalkaloiden und Opioidpeptiden auf die freien intrazellulären Aminosäuren und die Immunfunktion von PMN zu untersuchen. Hierzu wurde gesunden freiwilligen Probanden Blut entnommen und mit Morphin, Fentanyl oder beta-Endorphin inkubiert. Im Anschluss daran wurden die PMN aus dem Vollblut isoliert und die freien intrazellulären Aminosäuren mittels Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) quantitativ analysiert. Parallel dazu wurde zur Darstellung der Immunfunktion die Fähigkeit der Zelle Wasserstoffperoxid und Superoxidanionen zu produzieren sowie die Aktivität der sezernierten Myeloperoxidase spektralphotometrisch quantitativ bestimmt. Mit diesen Untersuchungen konnte klar gezeigt werden, dass Morphin bei PMN konzentrations- und zeitabhängig zu einer signifikanten Reduktion der Superoxidanionen- und Wasserstoffperoxidproduktion führt. Ein Einfluss von Morphin auf die freien intrazellulären Aminosäuren in PMN konnte nicht festgestellt werden. Demgegenüber zeigte sich Fentanyl in allen Versuchen sowohl bei den gemessenen Immunfunktionsparametern als auch bei den freien intrazellulären Aminosäuren inert. beta-Endorphin hingegen zeigte lediglich eine nicht signifikanten Hemmung der Superoxidanion- und Wasserstoffperoxidbildung bei hohen beta-Endorphin-Konzentrationen. Die freien intrazellulären Aminosäuren in PMN wurden durch beta-Endorphin nicht beeinflusst. Polymorphonuclear leucocytes (PMN) play a crucial role in the human immune sys-tem. They are able to absorb opsonized pathogenic germs into the cell interior through phagocytosis and to destroy them by producing cytotoxic oxygen metabolites during the 'oxidative burst'. PMN are thus superior to other cells due to the way they function and their high turnover-rate. New studies show the great importance of the intracellular amino acid metabolism for the function of PMN. Current findings indicate that among other things many drugs may influence the amino acid metabolism, which can result in a severe limitation of cellular functions. The aim of the present study was to investigate the influence of opioid alcaloids and opioid peptides on the free intracellular amino acid pool and the immune function of PMN. For this purpose blood was taken from healthy volunteers and was incubated either with morphine, fentanyl or beta-endorphine. After that PMN were extracted from the whole blood samples and the quantity of free intracellular amino acids was analysed by means of high-pressure liquid chromatography (HPLC). At the same time, to demonstrate the immune function, the ability of the cell to generate hydrogene peroxide and superoxide anion and the activity of the released myeloperoxidase was analysed by spectral photometry. As a result of this study it can be clearly shown that morphine significantly reduces the superoxide anion and hydrogen peroxoide production in PMN, whereby the rate of reduction depends on the time of incubation and the concentration. An influence of morphine on PMN's free intracellular amino acids could not be established. Fentanyl showed in the immune function assays as well as in the amino acid assays inert behaviour. Beta-endorphine only caused an insignificant inhibition of superoxide anion and hydrogen peroxide production in high concentration ranges. Free intracellular amino acids were not affected by beta-endorphine.