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Chronic ethanol abuse is known to increase susceptibility to infections after injury, in part, by modification of macrophage function. Several intracellular signalling mechanisms are involved in the initiation of inflammatory responses, including the nuclear factor-κB (NF-κB) pathway. In this study, we investigated the systemic and hepatic effect of chronic ethanol feeding on in vivo activation of NF-κB in NF-κB(EGFP) reporter gene mice. Specifically, the study focused on Kupffer cell proinflammatory cytokines IL-6 and TNF-α and activation of NF-κB after chronic ethanol feeding followed by in vitro stimulation with lipopolysaccharide (LPS). We found that chronic ethanol upregulated NF-κB activation and increased hepatic and systemic proinflammatory cytokine levels. Similarly, LPS-stimulated IL-1 β release from whole blood was significantly enhanced in ethanol-fed mice. However, LPS significantly increased IL-6 and TNF-α levels. These results demonstrate that chronic ethanol feeding can improve the responsiveness of macrophage LPS-stimulated IL-6 and TNF-α production and indicate that this effect may result from ethanol-induced alterations in intracellular signalling through NF-κB. Furthermore, LPS and TNF-α stimulated the gene expression of different inflammatory mediators, in part, in a NF-κB-dependent manner.
Ein durch einen chronischen Ethanolabusus vorgeschädigter Organismus erfährt nach Hämorrhagie/Reperfusions (H/R) Trauma eine vermehrte inflammatorische Antwort und höheres Ausmaß an hepatischer Schädigung. Dies ist mit häufigerem Auftreten von Komplikationen und verlängertem Intensivaufenthalt vergesellschaftet.
Andere sowie eigene Studien haben gezeigt, dass durch D-JNK-1, ein spezifisches zellgängiges, proteaseresistentes Peptid, welches die c-Jun-N-terminale Kinase hemmt, die Inflammationsreaktion und das Ausmaß der hepatischen Schädigung nach H/R vermindert werden kann.
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung, ob auch bei einem durch chronischen Ethanolabusus vorgeschädigten Organismus, die D-JNK-1 Gabe zu einer Abschwächung der Inflammation im Tiermodell führt. Des Weiteren sollte auch die Rolle des Transkriptionsfaktors NF-κB in der Inflammationskaskade unter D-JNK-1 Gabe bei der chronisch ethanolvorgeschädigter Leber genauer betrachtet werden.
Wir arbeiteten mit einem H/R Modell, sowie einem etablierten chronischen Ethanol Fütterungsregime mittels Lieber-DeCarli Diät. Die Versuchstiere erhielten nach der Durchführung von Hämorrhagie vor der Reperfusion eine D-JNK-1- oder NaCl-Gabe. Zwei Stunden nach Beendigung des Versuches wurden Leberenzyme, Lactatdehydrogenase und pro-inflammatorische Zytokine im Serum sowie die Konzentrationen der pro-inflammatorischen Mediatoren im Lebergewebe untersucht. Die Aktivität von NF-κB und c-Jun wurde durch Nachweis der relativen Proteinexpression mittels Westernblot quantifiziert. Zusätzlich wurde die NF-κB Aktivierung immunhistologisch durch die GFP Färbung untersucht. Der Leberschaden wurde histologisch mittels HE-Färbung nachgewiesen.
Durch eine 4-wöchige chronische ethanolhaltige Fütterung wird bei den Versuchstieren eine Steatosis hepatis, mit den entsprechenden strukturellen und funktionellen Veränderungen ausgelöst. Durch zusätzliche Durchführung der H/R-Prozedur wird eine relevante hepatische Schädigung sowie Inflammationsreaktion ausgelöst. NF-κB und c-Jun spielen in der Regulation der Inflammationsraktion nach H/R-Trauma eine wesentliche Rolle. Durch die chronische Ethanol-Fütterung kommt es ebenso wie durch die H/R-Prozedur zu einer Aktivierung von NF-κB und wenn auch in geringerem Ausmaß von c-Jun.
Die Intensität der durch H/R-Trauma ausgelösten Inflammationsreaktion und des Gewebeschadens in der durch chronischen ethanolgeschädigten Leber kann durch eine eimalige D-JNK-1 Gabe im Tiermodel nicht wesentlich beeinflusst werden. In der Kontrollgruppe kann durch die D-JNK-1 Applikation jedoch eine Abschwächung der posttraumatischen Inflammationsreaktion beobachtet werden.
Dies führt zu dem Schluss, dass nachdem im ersten Schritt die Grundlagen und Ursachen eines pathologischen Sachverhaltes untersucht wurden, im Anschluss an den zweiten Schritt, der weiterführenden Erforschung und Erarbeitung von therapeutischen Ansätzen, die erarbeiteten Ansätze in Hinsicht auf ihre Wirksamkeit bei Vorliegen weiterer Pathologien nochmals gesondert betrachtet werden müssen. Da das Zusammenspiel verschiedener pathologischer Zustände oftmals zur Zunahme der Komplexität führt und neue Sachverhalte aufzeigt. Jedoch bleibt es in weiterführenden Studien zu untersuchen, ob eine wiederholte Applikation des spezifischen c-Jun Inhibitors oder eine Erhöhung seiner Dosis sowie eine Modulation des Therapiezeitfensters die in vorherigen Studien beobachteten benefiziellen Effekte auch in diesem Modell herbeiführen können.
Delayed wound repair in sepsis is associated with reduced local pro-inflammatory cytokine expression
(2013)
Sepsis is one of the main causes for morbidity and mortality in hospitalized patients. Moreover, sepsis associated complications involving impaired wound healing are common. Septic patients often require surgical interventions that in-turn may lead to further complications caused by impaired wound healing. We established a mouse model to the study delayed wound healing during sepsis distant to the septic focus point. For this reason cecal ligation and puncture (CLP) was combined with the creation of a superficial wound on the mouse ear. Control animals received the same procedure without CPL. Epithelialization was measured every second day by direct microscopic visualization up to complete closure of the wound. As interplay of TNF-α, TGF-β, matrix metalloproteinases (MMP), and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) is important in wound healing in general, TNF-α, TGF-β, MMP7, and TIMP1 were assessed immunohistochemical in samples of wounded ears harvested on days 2, 6, 10 and 16 after wounding. After induction of sepsis, animals showed a significant delay in wound epithelialization from day 2 to 12 compared to control animals. Complete wound healing was attained after mean 12.2± standard deviation (SD) 3.0 days in septic animals compared to 8.7± SD 1.7 days in the control group. Septic animals showed a significant reduction in local pro-inflammatory cytokine level of TNF-α on day 2 and day 6 as well as a reduced expression of TGF-β on day 2 in wounds. A significant lower expression of MMP7 as well as TIMP1 was also observed on day 2 after wounding. The induction of sepsis impairs wound healing distant to the septic focus point. We could demonstrate that expression of important cytokines for wound repair is deregulated after induction of sepsis. Thus restoring normal cytokine response locally in wounds could be a good strategy to enhance wound repair in sepsis.
Background: Chronic ethanol (EtOH) abuse worsens pathophysiological derangements after hemorrhagic shock and resuscitation (H/R) that induce hepatic injury and strong inflammatory changes via JNK and NF-κB activation. Inhibiting JNK with a cell-penetrating, protease-resistant peptide D-JNKI-1 after H/R in mice with healthy livers ameliorated these effects. Here, we studied if JNK inhibition by D-JNKI-1 in chronically EtOH-fed mice after hemorrhagic shock prior to the onset of resuscitation also confers protection.
Methods: Male mice were fed a Lieber-DeCarli diet containing EtOH or an isocaloric control (ctrl) diet for 4 weeks. Animals were hemorrhaged for 90 min (32 ± 2 mm Hg) and randomly received either D-JNKI-1 (11 mg/kg, intraperitoneally, i. p.) or sterile saline as vehicle (veh) immediately before the onset of resuscitation. Sham animals underwent surgical procedures without H/R and were either D-JNKI-1 or veh treated. Two hours after resuscitation, blood samples and liver tissue were harvested.
Results: H/R induced hepatic injury with increased systemic interleukin (IL)-6 levels, and enhanced local gene expression of NF-κB-controlled genes such as intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 and matrix metallopeptidase (MMP)9. c-Jun and NF-κB phosphorylation were increased after H/R. These effects were further increased in EtOH-fed mice after H/R. D-JNKI-1 application inhibited the proinflammatory changes and reduced significantly hepatic injury after H/R in ctrl-fed mice. Moreover, D-JNKI-1 reduces in ctrl-fed mice the H/R-induced c-Jun and NF-κB phosphorylation. However, in chronically EtOH-fed mice, JNK inhibition did not prevent the H/R-induced hepatic damage and proinflammatory changes nor c-Jun and NF-κB phosphorylation after H/R.
Conclusions: These results indicate, that JNK inhibition is protective only in not pre-harmed liver after H/R. In contrast, the pronounced H/R-induced liver damage in mice being chronically fed with ethanol cannot be prevented by JNK inhibition after H/R and seems to be under the control of NF-κB.
Poster Einleitung: OSCEs werden immer häufiger in der Ausbildung von Studierenden eingesetzt. Die Einführung eines OSCEs im fach Chirurgie ist in Planung. Durch die große Anzahl von Studierenden pro Semester oder Studienjahr (400 Studierende in Frankfurt) ist die Durchführung einer OSCE Prüfung mit großem personellen Aufwand verbunden. Vor allem während der Prüfung müssen eine Vielzahl von Chirurgen simultan zu Prüfungszwecken zur Verfügung stehen. Ziel der Studie war es, zu überprüfen, ob eine video-basierte Bewertung einer „Nahtstation“ zu einem späteren Zeitpunkt zu gleichen Ergebnissen in der Bewertung der Leistung der Studierenden führt. Methode: 33 Studierende führten unter standardisierten Bedingungen eine Hautnaht an einem Modell durchzuführen. Die Studierenden wurden während der Prozedur von zwei prüfenden Chirurgen und zwei Studierenden im PJ (praktischen Jahr) beobachtet und anhand einer objektiv strukturierten Checkliste bewertet (Prozessevaluation). Die Prozedur wurde gleichzeitig auf Video aufgezeichnet und zu einem späteren Zeitpunkt zwei weiteren Chirurgen und zwei weiteren Studierenden im PJ zur Bewertung gezeigt. Ergebnisse: Der Vergleich zwischen "live“-prüfenden und "video“-prüfenden Chirurgen zeigt eine signifikant hohe Korrelation (r=0,87; p<0,01) und eine hohe Übereinstimmung (88,2%) in der Bewertung. Ebenso zeigen die prüfenden PJler eine signifikant hohe Korrelation (r=0,84; p<0,01). Die Übereinstimmung ist bei den PJlern mit (82.4%) etwas niedriger als bei den beteiligten Chirurgen. Zusammenfassung: Mit dieser Studie konnte zeigt werden, daß es bei der Beurteilung der Performance von Studierenden bei einer Hautnaht am Modell unter Anwendung von objektiv strukturierten Checklisten möglich ist, eine direkte Beobachtung der Studierenden durch eine video-basierte Beobachtung zu ersetzen. Eine "Nahtstation“ in einem OSCE kann somit während der Prüfungszeit ohne Prüfer auskommen und im Anschluß bewertet werden.