Neozytolyse: Quantifizierung, Charakterisierung, und Mechanismen der Zerstörung neu gebildeter Erythrozyten nach der Rückkehr von einem Aufenthalt in großer Höhe

• Antragsteller: Professor Dr. Lars Kaestner; Professor Dr. Heimo Mairbäurl
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 402842496

Es gibt Hinweise darauf, dass Erythrozyten, welche während der Hypoxie in großen Höhen gebildet werden, nach der Rückkehr in Tallagen bevorzugt innerhalb weniger Tage zerstört werden. Dieser Prozess wird “Neozytolyse” genannt. Allerdings sind die experimentellen Befunde, die an Höhenbergsteigern erhoben wurden, vage. Es gibt aber gute Hinweise auf Neozytolyse an einem Mausmodell. Neozytolyse scheint aufzutreten, wenn nach der Hypoxie-Exposition der Erythropoetin-Spiegel abfällt. Die experimentellen Hinweise, dass diese Prozesse auch am Menschen auftreten, sind schwach. Dabei ist Neozytolyse von großer klinischer Relevanz, da sie den klinischen Erfolg einer Erythropoetin-Behandlung z.B. von Patienten mit renaler Anämie negativ beeinflussen kann. Neozytolyse könnte auch die uneinheitlichen Ergebnisse über den Erfolg/Misserfolg von Athleten nach einem Höhentraining erklären, welches diese durchführen, um die Sauerstofftransport-Kapazität zu erhöhen.Das Hauptziel des vorliegenden Projektes besteht darin, mit aufwendigen Methoden nachzuweisen, dass Neozytolyse tatsächlich beim Menschen vorkommt. Um das zu untersuchen, werden Probanden für 3 Wochen an Höhe (3450m) akklimatisiert um eine messbare Menge an neuen Erythrozyten gebildet zu haben, und auch deren Zerstörung und Lebensdauer nachweisen zu können nachdem sie in den Blutkreislauf gelangten. Die Menge an Erythrozyten wird mittels Kohlenmonoxid-Rückatmung als Gesamthämoglobin gemessen. Alters-Kohorten neu gebildeter Erythrozyten werden mittels Einnahme von 15N- (Voruntersuchung) bzw. 13C-2-Glyzin (Höhen- bzw. Nachuntersuchung) markiert, und die Menge neu gebildeter Erythrozyten kann aus der Relation zwischen 15N/14N bzw. 13C/12C, gemessen mittels Massenspektrometrie, bestimmt werden, da Glyzin zur Häm-Synthese in die Erythrozyten eingebaut wird. Weitere Messungen dienen der Charakterisierung der Änderung der Funktion von in Hypoxie gebildeten Erythrozyten relativ zur Normoxie. Diese Ergebnisse können zur Erklärung möglicher Mechanismen beitragen, welche die Anfälligkeit zur vorzeitigen Zerstörung dieser Zellen verursachen. Diese Untersuchungen beinhalten die Messung von Parametern des oxidativen Stresses, des erythrozytären Ca2+-Stoffwechsels, und der Membranintegrität, welche alle die Stabilität der Erythrozyten bzw. deren Lyse beeinflussen. Diese Messungen werden an Erythrozyten aus Vollblut, an Retikulozyten, sowie an in vitro kultivierten erythroiden Stammzellen aus dem Vollblut untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)
• Kooperationspartnerin: Professorin Anna Bogdanova, Ph.D.