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Effekt chronisch-intermittierender Hypoxie auf inflammatorische Parameter der Leber im Wildtyp und iNOS- KO-Mausmodell
Das Syndrom der obstruktiven Schlafapnoe (OSAS) ist die häufigste schlafbezogene Atmungsstörung. Es ist durch einen wiederholten Tonusverlust der oberen Atemwegs- muskulatur im Schlaf gekennzeichnet, der zu einem Kollaps der Pharynxmuskulatur und zu einer Okklusion der Luftwege oberhalb der Glottis...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2023
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Das Syndrom der obstruktiven Schlafapnoe (OSAS) ist die häufigste schlafbezogene Atmungsstörung. Es ist durch einen wiederholten Tonusverlust der oberen Atemwegs- muskulatur im Schlaf gekennzeichnet, der zu einem Kollaps der Pharynxmuskulatur und zu einer Okklusion der Luftwege oberhalb der Glottis führt. Die damit verbundene Ap- noe/Hypopnoe resultiert in einem Abfall der Sauerstoffsättigung und einer Sympathi- kusaktivierung mit einer Weckreaktion (Arousal). Leitsymptom des OSAS ist neben lau- tem Schnarchen v. a. die Tagesmüdigkeit. Langfristige Folgen betreffen verschiedene Organsysteme. So ist das OSAS als unabhängiger Risikofaktor für weit verbreitete syste- mische Erkrankungen wie Diabetes mellitus, die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD), das metabolische Syndrom und kardiovaskuläre Erkrankungen zu betrachten. Aufgrund der steigenden Prävalenz des Hauptrisikofaktors, der Adipositas, gewinnen auch das OSAS und dessen zugrundeliegende Pathomechanismen zunehmend an Be- deutung.
Ziel der vorliegenden Dissertation war es, den Effekt einer chronisch-intermittierenden Hypoxie (CIH), als pathophysiologisch wichtigem Faktor des OSAS, auf die Leber immun- histologisch und molekularbiologisch zu untersuchen. Hierfür stand ein etabliertes Mausmodell (männliche C57BI/6J-Mäuse) zur Verfügung, bei dem durch CIH (30 Zyk- len/h Hypoxie bis minimal 6 % O2 über 8 h pro Tag, 5 Tage pro Woche, über 6 Wochen) ein AHI von 30 simuliert wurde, was einem moderat-schweren OSAS entspricht. Neben der CIH-Interventionsgruppe (WT CIH, n = 8) standen Kontrolltiere dieses Genotyps un- ter Normoxie (WT NOX, n = 8) zur Verfügung.
Als primäres Ziel wurde der Effekt von CIH im Vergleich zu NOX auf die hepatische Ex- pression proinflammatorischer Marker (COX-1 und COX-2, CD68, Il-1ß, Il-6 und TNF-α) erforscht.
Sekundär wurden weitere Faktoren untersucht, die potentiell an OSAS-bedingten Le- berveränderungen beteiligt sind: angiogene Transkripte (VEGF-A, VEGF-B und KDR), an der Entwicklung der NAFLD beteiligte Transkripte (CD36 und LOX-1), (immun-)histoche- misch die GS und die Hepatozytenproliferation (Ki-67) sowie die hepatische Glykogen- speicherung. Da unter CIH eine massive Herunterregulation der iNOS beobachtet wurde, war es ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Arbeit, die Rolle von iNOS bei Veränderun- gen der genannten Faktoren (Transkripte) zu untersuchen. Hierfür standen iNOS-KO-Mäuse sowohl für eine NOX-Exposition (iNOS-KO NOX, n = 8) als auch eine CIH- Intervention (iNOS-KO CIH, n = 8) zur Verfügung und wurden mit WT NOX oder WT-CIH verglichen.
Unter den Entzündungsparametern zeigten sich auf RNA-Ebene im WT unter CIH gegen- über NOX statistisch signifikant erhöht: Il-1ß 2,42-fach, Il-6 4,09-fach und TNF-α 12,17- fach. Dies bestätigt die Ergebnisse früherer Studien, die zeigen konnten, dass CIH zu einer Inflammation in der Leber führt. Ein Einfluss von CIH auf die Dichte von CD68- positiven und COX-2-positiven Zellen und deren Verteilung in der Leber konnte in der vorliegenden Arbeit nicht festgestellt werden.
Darüber hinaus zeigten sich KDR (2,40-fach) und SOCS-3 (1,60-fach) unter CIH im WT statistisch signifikant erhöht. Die erhöhte KDR-Expression kann als Ausdruck der unzu- reichenden Sauerstoffzufuhr des Gewebes gesehen werden und die erhöhte SOCS-3- Expression steht in Verbindung mit hochregulierten Zytokinen und kann zu einer Insu- linresistenz beitragen.
INOS-KO NOX im Vergleich zu WT NOX führte zu einer statistisch signifikanten Reduktion der TNF-α-Expression (0,36-fach). INOS-KO CIH im Vergleich zu WT CIH zeigte eine sta- tistisch signifikante Reduktion von Il-1ß (0,38-fach), Il-6 (0,17-fach) und TNF-α (0,05- fach). Demgegenüber resultierte die Kombination von iNOS-KO und CIH in einer statis- tisch signifikant gesteigerten Expression von SOCS-3 (1,95-fach) und KDR (6,34-fach) ge- genüber WT NOX. Im Vergleich von iNOS-KO CIH zu WT CIH zeigte die Genexpression von KDR (2,64-fach) ebenfalls eine statistisch signifikante Erhöhung. Somit wurde der o. g. CIH-Effekt durch iNOS-KO gesteigert. Dies könnte auf eine fördernde Rolle der iNOS in Inflammationsprozessen auf der einen Seite und eine protektive Rolle bezüglich der mit SOCS-3 verbundenen Insulinresistenz und angiogenetischen Prozesse auf der ande- ren Seite hinweisen.
Insgesamt scheint eine Hochregulation der Zytokine durch CIH in der Leber mit einer Herunterregulation von iNOS assoziiert zu sein. Da ein völliges Fehlen von iNOS jedoch keine proinflammatorische Wirkung unter NOX oder CIH aufweist und eher antiinflamm- atorisch wirkt, ist eine (zumindest geringe) iNOS-Expression bzw. eine NO-Produktion offenbar für eine inflammatorische Reaktion notwendig. Im Gegensatz dazu verhindert iNOS eine übermäßige SOCS-3-Expression und eventuell auch eine enthemmte Angiogenese. |
|---|---|
| Umfang: | 120 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2024.0008 |