Quantitativ-histologische Untersuchung der Auswirkungen einer inhalativen Stickstoffdioxid-Exposition der Maus – Einfluss von Expositionsdauer und Lebensalter

Die NO2 Exposition von Mäuselungen wird bisweilen als Tiermodell der Emphysementstehung im Rahmen der Forschung über das Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) angesehen und eingesetzt. In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Faktoren „Alter“ und „Dauer der NO2-Exposition“ untersucht. Hierzu wurden zwei Altersgruppen (1,5-2 Monate bzw. 12 Monate) von C57BL/6-Mäusen ausgewählt, über 25 Tage hinweg Stickstoffdioxid ausgesetzt und mit entsprechenden altersgleichen Tieren, die in Raumluft gehalten wurden, verglichen. Die Jungtiere wurden darüber hinaus zwei unterschiedlich langen Expositionszeiten (25 bzw. 55 Tage) ausgesetzt. Das Auftreten eines Lungenemphysems wurde mit Hilfe quantitativ-stereologischer Methoden beurteilt. Hierbei wurden Strukturparameter bestimmt, die Aussagen über „airspace enlargement“ und Septenverlust erlauben, beides Zeichen einer Emphysementwicklung. Zum Nachweis eines „airspace enlargement“ dienten die Bestimmung des volumen-gewichteten mittleren Volumens der parenchymalen Lufträume und der Mean Chord Length. Ein Septenverlust sollte über den Verlust an Alveolaroberfläche und Septenvolumen nachgewiesen werden. Als Ergebnis zeigte sich eine Erweiterung des Luftraumes durch NO2-Exposition. Das volumen-gewichtete mittlere Volumen der parenchymalen Lufträume war in den Versuchsgruppen der Jungtiere gegenüber den Kontrolltieren signifikant erhöht, die Mean Chord Length (CM) erbrachte keine signifikanten Unterschiede zwischen Expositions- und Kontrollgruppen. Der bei Emphysembildung zu erwartende Effekt einer Verminderung der Alveolaroberfläche innerhalb der NO2-exponierten Gruppen blieb dagegen aus. Die Alveolaroberfläche war bei den Expositionsgruppen im Durchschnitt größer als bei den Kontrolltieren, ebenso die Septenvolumina. Für eine höhere Sensitivität der Jungtiere gegenüber der NO2-Exposition als Erwachsene sprechen die folgenden Ergebnisse. Junge Mäuse, die NO2 ausgesetzt waren, reagierten auf die Exposition mit einer signifikanten Vergrößerung der Alveolarweiten. Dagegen gab es keinen signifikanten expositionsbedingten Unterschied in den Alveolarweiten der Kontroll- und Versuchsgruppe innerhalb der älteren Tiere. Gleiches ergab die Bestimmung von Lungenvolumen und Oberflächendichte. Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit war die Untersuchung der Kontroll-Mäuselungen in Hinsicht auf die Entwicklung eines physiologischen Altersemphysems, wobei sich auch hier eine Luftraumerweiterung ohne Verlust von Alveolarsepten abzeichnete. Mean Chord Length (CM), Alveolaroberfläche, Septenvolumina und Lungenvolumina waren bei den Alttieren gegenüber den Jungtieren signifikant erhöht. Die Exposition von C57BL/6-Mäusen mit NO2, wie in dieser Arbeit vorgenommen, ist kein geeignetes Modell für die Entwicklung eines Emphysems als ein Kennzeichen des Krankheitsbildes der COPD. Auch verschiedene Expositionszeiten sowie ein unterschiedliches Alter der Tiere zum Expositionszeitpunkt hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Emphysementwicklung