The influence of the vagus nerve on postoperative immune suppression
Final Report Abstract
Auf jeden chirurgischen Eingriff folgt eine Phase der postoperativen Immunsuppression, welche unter anderem von der Ausdehnung des vorangegangen operativen Traumas bestimmt wird. Ein funktionierendes Immunsystem ist aber gerade nach einer Operation besonders wichtig: im Verlauf müssen möglicherweise infektiöse Komplikationen bekämpft werden und auch die Wundheilung kann bei ausgeprägter Immunsuppression eingeschränkt sein. Die Ursachen und Mechanismen dieser postoperativen Fehlfunktion des Immunsystems sind bis heute nicht vollständig geklärt. Man weiß, dass das parasympatische Nervensystem und dabei insbesondere der Nervus vagus grundsätzlich einen wichtigen Einfluss auf das Immunsystem hat. Daher wurde im vorliegenden Projekt anhand von zuvor etablierten Mausmodellen die Rolle des Nervus vagus in der postoperativen Immunsuppression untersucht: wie funktioniert die Interaktion? Wo ist die Schnittstelle und welche Zellen reagieren auf die Signale des Nervus vagus? Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Nervus vagus vor allem in der frühen postoperativen Phase, also wenige Stunden nach der Operation, einen modulierenden Einfluss auf das Immunsystem und somit auf die Ausprägung der postoperativen Immunsuppression hat. So hemmt er einerseits eine überschießende Freisetzung von proinflammatorischen Botenstoffen, wirkt also eher immunsupprimierend, andererseits fördert er die Aktivität einer wichtigen Zellgruppe des Immunsystems, der neutrophilen Granulozyten, und wirkt auf diese sogar immunstimulierend. Insgesamt vermittelt der Nervus vagus seinen Einfluss allerdings eher über die Zellen des erworbenen Immunsystems. Dabei spielen die B-Zellen eine wichtige Rolle, denn ihr Aktivierungsmarker (MHC-II) ist erhöht, sobald der Einfluss des Nervus vagus wegfällt. So scheint auch hier der Nervus vagus einen immundämpfenden Effekt zu vermitteln. Eine besondere Bedeutung kommt dem Nervus vagus bei der Zellmigration in der Phase der postoperativen Immunsuppression zu. Der Nerv fördert die Verteilung der Immunzellen und steuert ihre Ansammlung am Ort des chirurgischen Traumas. In der vorliegenden Studie konnten außerdem allgemeine Erkenntnisse über die Phase der postoperativen Immunsuppression gewonnen werden. Es zeichnet sich eine wichtige Bedeutung für die regulatorischen T-Zellen ab: sie werden in der frühen postoperativen Phase aktiviert und sammeln sich vermehrt in der Milz. Diese Zellgruppe vermittelt regulatorische und somit immundämpfende Effekte. Möglicherweise spielen sie die Schlüsselrolle bei der Vermittlung dieser durch eine Operation ausgelösten Immundysfunktion. Dieser Ansatzpunkt soll zukünftig in weiteren Studien genauer untersucht werden. Zusammenfassend besteht ein wichtiger Einfluss des Nervus vagus auf die Phase der postoperativen Immunsuppression. Dieses Zusammenspiel findet hauptsächlich auf der Ebene des erworbenen Immunsystems statt und betrifft vor allem die Verteilung der Immunzellen im Organismus. Weitere Analysen können nun auf der Grundlage dieser Erkenntnisse Aufschluss darüber geben, wie genau eine Therapie oder Prophylaxe für dieses schwerwiegende Problem geschaffen werden kann.
Publications
- Subdiaphragmatic Vagotomy modulates immune cell migration in the model of surgically-induced immune dysfunction (SID). 17. Chirurgische Forschungstage, 04. - 05.10.2013, Frankfurt / Main
Günther T, Klöcker C, Kessler W, van der Linde J, Heidecke C-D, Menges P
- Influence of subdiaphragmatic vagotomy on serum cytokines in the postoperative immune suppression. 18. Chirurgische Forschungstage, 09. - 11.10.2014, Hannover, Langenbecks Arch Surg 2014; 399, p957
Wenke B, Günther T, Hackbarth C, Kessler W, Heidecke C-D, Menges P
- TNFα-Level in der murinen Milz sind post-operativ supprimiert, auf einen inflammatorischen Stimulus hin aber erhöht. 20. Chirurgische Forschungstage, 08. - 10.09.2016, Magdeburg, Eur Surg Res 2016;57:281
Czerny J, Wenke B, Graw F, Hackbarth C, Heidecke C-D, Menges P
