Pyrogen
Als pyrogen (von gr. pyros „Feuer“ und -gen) bezeichnet man entzündlich wirkende Stoffe. In der Medizin sind Pyrogene solche Stoffe, die bei parenteraler Gabe Fieber erzeugen können.
Allgemeines
Unterschieden werden exogene und endogene Pyrogene. Zu den exogenen Pyrogenen können molekulare Verbindungen wie Lipopolysaccharide (Bakterien-Endotoxine) gezählt werden, aber auch Partikel, wie Gummiabrieb von Injektionsflaschen und mikroskopische Kunststoffteilchen. Aus diesem Grunde erspart der Test auf Endotoxine und der Nachweis auf Partikel eine weitere Überprüfung auf Pyrogene in parenteralen Lösungen. Folgende exogene Pyrogen-Arten werden unterschieden:
- Bakterielle Pyrogene
- Endotoxine gramnegativer Bakterien (Lipopolysaccharide der Bakterienmembran mit hoher Hitzeresistenz)
- Bestandteile grampositiver Bakterien (wie Teichonsäuren)
- Viruspyrogene
- werden insbesondere durch Myxoviren gebildet und haben eine geringe Hitzeresistenz
- Pyrogene als Bestandteile von Pilzen
- Pyrogene nicht biologischen Ursprungs
- Metallverbindungen in Elastomeren, Gummiabrieb
Die Gruppe der endogenen Pyrogene besteht aus fiebererzeugenden Stoffen, die der Körper selbst produziert, wie etwa die Interleukine IL-1 und IL-6 oder TNF-alpha.
Nachweis
Der Nachweis erfolgt durch den Kaninchentest, den Limulus-Test (auch kurz LAL-Test genannt) oder den EndoLISA-Test. Aus Tierschutzgründen ist der LAL-Test und aus Artenschutzgründen der EndoLISA-Test zu bevorzugen ,[1][2] wobei der Kaninchentest durch nationale Arzneibücher noch vorgeschrieben ist. Alternativ werden zurzeit Testsysteme mit humanen Blutzellen (Monozyten) als Ersatzmethode geprüft. Hier erfolgt die Prüfung auf Interleukin-1β (z. B. IPT – In vitro Pyrogentest).
Kaninchentest
Bei der Prüfung wird der Anstieg der Körpertemperatur bei Kaninchen gemessen, der nach intravenöser Injektion einer sterilen Lösung der zu prüfenden Substanz hervorgerufen wird.
Der Kaninchentest wird wie folgt nach Ph. Eur. durchgeführt: 1 bis 3 Tage vor der Hauptprüfung wird in der so genannten Vorprüfung eine pyrogenfreie isotonische Kochsalzlösung (10 ml/kg KG) injiziert und der Verlauf der Körpertemperatur bestimmt. Liegen keine Abweichungen (unter 0,6 K) vor, wird in der Hauptprüfung drei Kaninchen eine Prüflösung injiziert. Es erfolgt die Bestimmung und der Vergleich der Körpertemperaturen 90 Minuten vor und 3 Stunden nach der Injektion. Die Prüfsubstanz entspricht der Prüfung und ist pyrogenfrei, wenn bei drei Tieren die Summe der Einzelwerte nicht größer ist als 1,15 K. Wenn die Summe größer ist als 2,65 K ist die Prüfsubstanz nicht pyrogenfrei. Wenn die Summe dazwischen liegt, dann wird der Test wiederholt. [3]
Limulustest (LAL-Test)
beruht auf der Koagulation /Gerinnung von den im Blut des Pfeilschwanzkrebses (limulus polyphemus) vorkommenden lysierten Amöbozyten und Lipopolysacchariden der Zellwand gramnegativer Stäbchenbakterien. Dieser Test ist etwa 100mal empfindlicher als der Kaninchentest, spricht jedoch nur auf Endotoxin (LPS) von gramnegativen Bakterien an.
- LAL: Limulus-Amöbocyten-Lysat
- Käuflich erwerbbare Testsysteme reagieren bereits auf 100-1000 gramnegative Bakterien pro ml.
- international angegeben als EU = Endotoxin Units
- Anwendungen: Überprüfung von injizierbaren Arzneimitteln, Milchuntersuchung, Milch- & Eiprodukte, Dialysatwasser
EndoLISA-Test
verwendet ein Bakteriophagen-Protein, um Endotoxin (LPS) von gramnegativen Bakterien quantitativ an eine Mikrotiterplatte zu binden.[4] Nach Immobilisierung der Endotoxine an die Festphase erfolgt ein Waschschritt, bei dem potentiell störende Substanzen der Probenmatrix entfernt werden. Im Anschluss wird der Endotoxin-Gehalt mittels des rekombinanten Faktors C und einem fluoreszierenden Substrat quantifiziert. Durch den Einsatz der Phagenligand-Technologie kann auf die Verwendung von Pfeilschwanzkrebs-Blut vollständig verzichtet werden.
Pyrogenwirkung
Durch ihre Wirkung auf die Makrophagen werden Mediatoren freigesetzt, die zu einer Induktion der COX-2-Expression in den Kapillarendothelien des stark vaskularisierbaren Organum vasculosum laminae terminalis (OVLT) führen, wodurch die PGE2-Synthese angekurbelt wird. PGE2 aktiviert Prostanoid-EP3-Rezeptoren im Wärmeregulationszentrum des vorderen Hypothalamus und führt damit zu einer erhöhten Bildung des cyclischen AMP (cAMP). Dieses bewirkt eine Erhöhung des Sollwertes für die Körperkerntemperatur, mit der Folge des Temperaturanstiegs durch eine reduzierte Wärmeabgabe (Konstriktion der Hautgefäße) und eine gesteigerte Wärmeproduktion (Muskelzittern, Schüttelfrost). [5]
Weblinks
Wiktionary: pyrogen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen- Endotoxine
Einzelnachweise
- ↑ ZIM-Erfolgsbeispiel: Bakteriophagen statt Pfeilschwanzkrebsen – Testsystem zum spezifischen Nachweis von Endotoxinen
- ↑ Holger Grallert, Sonja Leopoldseder, Maike Schuett, Peter Kurze, Bernd Buchberger: Eine neuartige und tierschonende Methode zur Endotoxin-Bestimmung. BIOspektrum. 17, 2011, S. 788–790
- ↑ Ph. Eur. 5.0, 2005, 2.6.8 Prüfung auf Pyrogene
- ↑ Grallert H, Leopoldseder S, Schuett M, Kurze P, Buchberger B (2011) EndoLISA®: a novel and reliable method for endotoxin detection. Nature Methods 8:10
- ↑ Aktories: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie, 9.Auflage
--Biotechnique (Diskussion) 12:05, 11. Jan. 2013 (CET)