Immunglobulin A in humaner Gallenblasengalle und sein Einfluss auf die Cholesterinkristallisation

Südfeld, Stefan; Matern, Siegfried

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-12356

Immunglobulin A in humaner Gallenblasengalle und sein Einfluss auf die Cholesterinkristallisation

Südfeld, Stefan

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Stefan Südfeld

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

Umfang54 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Matern, Siegfried (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2005-05-11

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-12356
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62158/files/Suedfeld_Stefan.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; Cholesterinkristallisation (frei) ; IgA (frei) ; Immunglobulin (frei) ; Gallenstein (frei) ; Cholecystholithiasis (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Immunglobulin A auf die Cholesterinkristallisation untersucht. Immunglobulin A ist das wichtigste Immunglobulin zur Abwehr von Krankheitserregern auf Schleimhäuten. Durch verschiedene Modfikationen ist es resistenter gegenüber chemischen Einflüssen als andere Immunglobuline. Busch et. al. konnten zeigen, dass ein Glykoprotein, bestehend aus vier Untereinheiten, hemmend auf die Cholesterinkristallisation im Cholesterinkristallisationstest wirkt. Später wurde dieses Protein als Immunglobulin A mit seinen Untereinheiten (schwer, leichte Kette, Joining-Chain, Sekretorische Komponente) identifiziert. Biliäres Immunglobulin A wurde aus Gallenblasengalle von Cholezystektomie-Patienten extrahiert. Dieses wurde dann im Cholesterinkristallisationstest eingesetzt, was zu einer signifikant geringeren Kristallisationsrate führte. Sogar im Vergleich mit kolostralem Immungloblin hemmte Immun-globlin A signifikant die Kristallisation. Dies legte den Schluss nahe, dass die Kristallisations-hemmung durch die spezifischen Antikörpereigenschaften des teilweise in der Gallen-blasenwand gebildeten Immunglobulin A bedingt ist. Zur weiteren Abschätzung wurde die Bindung von Immunglobulin A an Cholesterinkristalle dargestellt. Hierfür wurden Cholesterinmonohydratkristalle gezüchtet und die Immunglobulin A-Bindung mit fluoreszierenden anti-IgA-Antikörpern sichtbar gemacht. Eine unspezifische Bindung wurde durch die Inkubation mit Albumin minimiert. Die optische Auswertung zeigte eine deutliche Mehranreicherung des fluoreszierenden Antikörpers um die Cholesterinkristalle. Da der Cholesterinkristallisationstest deutliche Unterschiede zwischen kolostralem und biliärem Immunglobulin A gezeigt hatte, wurde ein neuer Essay, ein Kristall-ELISA, entwickelt, um Unterschiede in der Kristallbindungsstärke zu untersuchen. Zunächst wurde die Immunglobulin A-Konzentration in den Gallenblasengallenproben verschiedener Patienten mittels eines validierten Immunglobulin A-ELISA, der von einem bekannten Immunglobulin-ELISA ausging, ermittelt. In dem Kristall-ELISA dienten auf dem Essay immobilisierte Cholesterinmonohydratkristalle als primäre Antigene. Durch die Bestimmung der Cholesterinbindungsfähigkeit des in den Proben enthaltenden Immunglobulin A konnte im Vergleich zu kolostralem Immunglobulin A ein relativer Kristallbindungquotient ermittelt werden. Dieser betrug 1,7 bis 18,6. Somit ist die Bindungsfähigkeit von biliärem Immunglobulin A deutlich höher als die von kolostralem Immunglobulin A, eine Bildung spezifischer Antikörper in der Gallenblasenmukosa durch den dort möglicherweise vorliegenden Kontakt zu kleinsten Cholesterinkristallen ist anzunehmen. Eine genetisch bedingt individuell verschiedene Prägung des variablen Anteils des IgA und damit einhergehend eine individuell verschieden starke Hemmung der Cholesterinkristallisation könnte das individuell unterschiedlich stark ausgeprägte Risiko Gallensteine zu entwickeln erklären.

The present dissertation looks into the influence of biliary Immunoglobulin A on the crystallization of cholesterol. Immunoglobulin A (IgA) is the most important immunoglobulin for the defense of pathogenic germs in mucous membranes. It is more resistant to chemical influences due to several modifications. Bush et. al. were able to show that a glycoprotein consisting of four sub-units inhibits the crystallization of cholesterol in the cholesterol crystallization test. This protein had been identified as immunoglobulin A together with its sub-units (heavy chain, light chain, joining chain and secretory component). Human biliary IgA was extracted from the bile of gallbladders obtained from patients undergoing cholecystectomy. It was then used in the cholesterol crystallization test which lead to a significantly lower crystallization rate. Even in comparison with colostral immunoglobulin A the difference had been significant. Therefore the inhibition of the cholesterol crystallization appears to be related to the specific immunologic features of the IgA which is partly formed within the walls of the gall bladder. For the purpose of further evaluation, the affinity of IgA to cholesterol crystals was visualized: Pure cholesterol monohydrate crystals were grown. The specific IgA affinity could be visualized by fluorescent anti-IgA-antibodies in fluorescence microscopy. Incubation with albumin minimized unspecific bindings. Optical analysis revealed an obvious enhancement of fluorescence around the cholesterol crystals. Since the cholesterol crystallization test indicated a certain difference between biliary and colostral IgA a new assay, a crystal-ELISA, had been invented in order to explore the differences in their affinity to cholesterol crystals: First the IgA concentration of several human bile probes was obtained via a validated IgA-Elisa, which was based on a known immunoglobulin-ELISA. Within the crystal-ELISA the primary antigens in the assay were immobilized cholesterol monohydrate crystals. Assessment of the cholesterol binding ability of the probe IgA in comparison to that of colostral IgA resulted in a relative crystal-binding-quotient of 1.7 to 18.6. In conclusion the affinity of biliary IgA is distinctively higher than that of colostral IgA. It can be assumed that the gall bladder mucosa produces specific antibodies due to the possibly existing contact to smallest cholesterol crystals. Genetically-related individually different imprinting of the variable part of IgA and as a consequence thereof an individually differently strong inhibition of cholesterol crystallization could explain the individually distinct risk to develop gallbladder stones.

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