Abstract

Seit mehreren Jahren werden die positiven Effekte körperlicher Aktivität auf den Krankheitsverlauf und möglicherweise auch auf die Mortalität bei Mukoviszidose-Patienten klinisch genutzt. Die Auswirkungen betreffen vor allem die Lungenfunktion und die körperliche Leistungsfähigkeit, aber auch die Lebensqualität der Patienten. Zwei Untersuchungen haben mit Hilfe der Messung der transepithelialen Potentialdifferenz am respiratorischen Epithel der Nasenschleimhaut (nasale PD) gezeigt, dass submaximale körperliche Belastung einen Einfluss auf die lonenkanäle im respiratorischen Epithel ausübt. Ziel unserer Studie war es, den Einfluss maximaler körperlicher Belastung auf die lonenkanalaktivität bei Patienten mit CF und einer gesunden Kontrollgruppe mit Hilfe eines standardisierten Perfusionsprotokolls und nasalen PD-Messungen zu untersuchen. Hierfür unterteilten wir die Studie in 3 Teilstudien: 1) Messung nur der basalen PD mit isotoner Kochsalzlösung vor und 11-25 Minuten nach einer maximalen Belastung, 2) Untersuchung der Aktivität einzelner lonenkanäle unter lokaler Verwendung spezifischer Blocker oder Stimulanzien bei CF-Patienten und Gesunden in Ruhe und nach maximaler Belastung, und 3) Durchführung der Untersuchung wie bei Teilstudie 2 an Gesunden mit beziehungsweise ohne Verwendung einer Nasenklemme während der Belastung, um lokale Einflüsse der Atembewegungen auf die nasale PD zu erkennen. Erwartungsgemäß unterschieden sich die Ruhepotentialmessungen beider Gruppen signifikant voneinander aufgrund der pathologisch veränderten Kanalleitfähigkeit bei Mukoviszidose. Nach maximaler Belastung ergab sich keine signifikante PD-Veränderung bei CF-Patienten aber eine Zunahme der PD bei Gesunden. Teilstudie 2 zeigte eine stärkere ENaC-Aktivität beider Gruppen nach maximaler Belastung. Maximale körperliche Belastung führte nicht zu einer gesteigerten unspezifischen Chloridantwort in beiden Gruppen, jedoch war bei Gesunden nach der maximalen Belastung eine stärkere Änderung der PD auf Isoprenalin festzustellen. In der dritten Teilstudie zeigte sich kein Unterschied in der Kanalaktivität zwischen den Messungen nach maximaler Belastung mit und ohne Nasenklemme. Die beobachtete Aktivität von ENaC 11-25 min nach maximaler Belastung bei Gesunden und Patienten mit CF sowie die bessere Stimulierbarkeit des CFTR-Kanals bei Gesunden sind wahrscheinlich nicht auf lokale Faktoren wie 1) Änderung der Osmolalität des airway surface liquid, 2) Verdünnung luminaler Proteinase-Inhibitoren durch eine nach Belastung kompensatorisch gesteigerte glanduläre Hypersekretion, oder 3) Freisetzung von ATP oder UTP durch Atembewegungen zurück zu führen, da eine Unterbindung der Nasenatmung keinen Effekt hatte. Als mögliche Ursachen für die Auswirkungen maximaler Belastung auf die lonenkanäle des respiratorischen Epithels wären Effekte von Adrenalin bzw. Nukleotiden denkbar, die aus sympathischen Nervenenden freigesetzt werden. In Folgestudien mit nasalen PD-Messungen unter wiederholter Verwendung des Perfusionsprotokolls bei unterschiedlichen submaximalen Belastungsintensitäten und einer möglichst langen Beobachtungsphase auch nach Belastung könnten weitere Erkenntnisse zur Steuerung der lonenkanalaktivität am respiratorischen Epithel sowohl in Ruhe als auch während und nach der Belastung gewonnen werden. Zusammenfassung