@phdthesis{Pfoertsch2010,
  author    = {Pf{\"o}rtsch, Stephanie Anni},
  title     = {Verbesserung der endothelabh{\"a}ngigen und -unabh{\"a}ngigen Gef{\"a}ßrelaxation durch Behandlung mit dem Phosphodiesterase 5-Inhibitor Sildenafil im experimentellen Diabetesmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48024},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden die positiven Effekte des Phosphodiesterase-5-Inhibitors Sildenafil auf die Gef{\"a}ßfunktion in einem experimentellen Diabetes-Modell (Streptozotocin-induziert) beschrieben. Diabetes und seine kardiovaskul{\"a}ren Folgeerkrankungen, welche bis zu 80 \% der Todesf{\"a}lle bei diabetischen Patienten verursachen, gehen mit einer Endotheldysfunktion einher, bei der eine verminderte NO-Bioverf{\"u}gbarkeit sowie eine verst{\"a}rkte Sauerstoffradikalbildung eine Schl{\"u}sselrolle spielen. Endotheliales NO aktiviert die l{\"o}sliche Guanylatzyklase in glatten Gef{\"a}ßmuskelzellen, welche {\"u}ber erh{\"o}hte zyklische Guanosinmonophosphat-Konzentrationen eine Gef{\"a}ßrelaxation bewirkt. Sildenafil reduziert als potenter und selektiver PDE 5-Inhibitor den Abbau von cGMP. Bei diabetischen und nicht-diabetischen Ratten f{\"u}hrte Sildenafil in-vitro zu einer direkten dosisabh{\"a}ngigen Gef{\"a}ßrelaxation an vorkontrahierten Aortenringen und zu einer Verbesserung der endothelabh{\"a}ngigen und -unabh{\"a}ngigen Gef{\"a}ßrelaxation. Auch nach akuter und chronischer Behandlung zeigte sich eine verbesserte endothelabh{\"a}ngige und -unabh{\"a}ngige Gef{\"a}ßrelaxation. Ferner zeigte sich nach chronischer Behandlung mit Sildenafil eine signifikante Reduktion des bei diabetischen Tieren erh{\"o}hten oxidativen Stresses. Die signifikant h{\"o}here Expression der NAD(P)H-Oxidase Untereinheit gp91phox und der Rac-Untereinheit Rac-1 in den Aortenringen diabetischer Ratten - welche f{\"u}r erh{\"o}hten oxidativen Stress bei Diabetes spricht -, sowie die zum anderen bei diabetischen Ratten verst{\"a}rkte Superoxid(O2-)-Produktion konnten durch eine chronische Behandlung mit Sildenafil signifikant reduziert werden. Desweiteren konnte Sildenafil das im diabetischen Tiermodell verminderte eNOS-Dimer/Monomer-Verh{\"a}ltnis zur{\"u}ck auf ein Niveau {\"a}hnlich dem von Kontrolltieren erh{\"o}hen. Eine chronische Behandlung mit Sildenafil k{\"o}nnte demnach die vaskul{\"a}re H{\"a}mostase im Hinblick auf die Sauerstoffradikalbildung und die Gef{\"a}ßfunktion verbessern. Jedoch bleibt der klinische Einsatz aufgrund der kurzen Wirkdauer der Substanz limitiert; aktuell wird Sildenafil in der Therapie der erektilen Dysfunktion beim Diabetiker und der pulmonalen arteriellen Hypertonie verwendet.},
  subject      = {Diabetes mellitus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schenk2010,
  author    = {Schenk, Christina},
  title     = {Selenmangel und Niereninsuffizienz als putative Risikofaktoren f{\"u}r die Osteoporose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56383},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Mit einer Pr{\"a}valenz von 15\% der Gesamtbev{\"o}lkerung und sogar {\"u}ber 30\% bei den Frauen {\"u}ber dem 50. Lebensjahr z{\"a}hlt die Osteoporose zu den Erkrankungen welcher bei steigender Lebenserwartung zunehmend sozio{\"o}konomisches Gewicht zukommt. Die Folgekosten bei Komplikationen wie Frakturen nach St{\"u}rzen {\"u}bersteigen die einer Therapie um einiges. Ein Motor der Entstehung von Osteoporose ist oxidativer Stress. Dieser regt {\"u}ber Enzymkaskaden die Bildung und Aktivierung von Osteoklasten an, was einen erh{\"o}hten Knochenabbau zur Folge hat. Zu den k{\"o}rpereigenen Verteidigungstrategien gegen Oxidation geh{\"o}ren Selenoproteine wie Glutathionperoxidasen. In einer vorangegangenen Arbeit von Prof.Jakob und C. Becker wurde bereits ein Zusammenhang der GPx-Aktivit{\"a}t mit der Ausbildung von Osteoporose nachgewiesen. Osteoporotiker hatten eine signifikant verminderte Aktivit{\"a}t dieses Enzyms. Ein essentielles Spurenelement f{\"u}r die Herstellung der Gluthationperoxidasen ist Selen. Deutschland gilt diesbez{\"u}glich als Mangelversorgungsgebiet. Es ist bekannt, dass ein Mangel an Selen Krankheiten beg{\"u}nstigen kann. Als Beispiele seien hier die Keshan-Krankheit oder Kashin-Beck- Krankheit genannt. Auch in der Intensivmedizin wurde ein Nutzen der Selengabe bei Sepsispatienten nachgewiesen. Die Selenspiegel aller eingeschlossenen 163 Probanden wurden untersucht. Es zeigte sich durchgehend eine leichte Erniedrigung. Signifikante Unterschiede ergaben sich nicht. Ein mutmaßlicher Mangel an Selen war als Ursache f{\"u}r eine verminderte Gluthationperoxidaseaktivit{\"a}t nicht nachzuweisen. Da der Hauptproduktionsort der GPx die Niere ist, wurde als Arbeitsthese die Vermutung aufgestellt, dass eine Niereninsuffizienz {\"u}ber eine verminderte Produktion dieser antioxidativ wirkenden Enzyme als Ursache einer Osteoporose in Frage kommt. Berechnet wurde die Niereninsuffizienz in Form der GFR nach der Cockroft-Gault- Formel. Es ergab sich eine signifikante Reduzierung der GFR zwischen Kontrolle und Osteoporosegruppe (p<0,05) nicht aber zwischen Kontrolle und Osteopeniegruppe und Osteopenie- und Osteoporosegruppe. Bez{\"u}glich des Alters und GFR konnte eine signifikante Korrelation nachgewiesen werde. Zwischen der GPx-Aktivit{\"a}t und der glomerul{\"a}ren Filtrationsrate bestand eine signifikante Korrelation ( Korrelation nach Pearson 0.149 mit einer Signifikanz von 0.018; Spearman-Rho 0.162 mit Signifikanz 0.010 beides p< 0,05). Es best{\"a}tigt sich also die in der Literatur bekannte positive Assoziation der gest{\"o}rten Nierenfunktion mit der Manifestation der Osteoporose. Mit der GPx wird in dieser ersten Arbeit ein Sekretionsprodukt der Niere identifiziert, welches {\"u}ber eine Verminderung der Sekretion in der gest{\"o}rten Nierenfunktion die antioxidative Kapazit{\"a}t des Organismus einschr{\"a}nkt und damit die Entstehung einer Osteoporose beg{\"u}nstigen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Selenmangel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brandes2010,
  author    = {Brandes, Nicolas},
  title     = {Oxidative Thiol Modifications in Pro- and Eukaryotic Organisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Cystein spielt eine wichtige Rolle in der Biochemie vieler Proteine. Aufgrund der Redox-Eigenschaften und der hohen Reaktivit{\"a}t der freien Thiol-Gruppe sowie dessen F{\"a}higkeit Metallionen zu koordinieren, ist Cystein oft Bestandteil von katalytischen Zentren vieler Enzyme. Zudem lassen sich Cysteine durch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies leicht reversibel oxidativ modifizieren. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Proteine redox-bedingte Thiol-Modifikationen nutzen, um Ver{\"a}nderungen ihrer Aktivit{\"a}t zu steuern. Diese redox-regulierten Proteine spielen eine zentrale Rolle in vielen physiologischen Prozessen. Das erste Ziel meiner Arbeit war die Identifizierung von Stickstoffmonoxid (NO)-sensitiven Proteinen in E. coli. Die redox-bedingten Funktions{\"a}nderungen solcher Proteine erkl{\"a}ren m{\"o}glicherweise die ver{\"a}nderte Physiologie von E. coli Zellen, die unter NO-Stress leiden. Um E. coli Proteine zu identifizieren, die unter Einwirkung von NO-Stress reversibel Thiol-modifiziert werden, wandte ich eine Kombination aus differentiellem Thiol-Trapping und 2D Gel-Elektrophorese an. Es wurden zehn Proteinen identifiziert, welche NO-sensitive Thiol-Gruppen enthalten. Genetische Studien ergaben, dass Modifikationen an AceF \& IlvC mitverantwortlich sind f{\"u}r die NO-induzierte Wachstumshemmung. Bemerkenswert ist es, dass die Mehrheit der identifizierten Proteine speziell nur gegen reaktive Stickstoffspezies empfindlich ist, welches an einem der identifizierten Stickstoffmonoxid-sensitiven Proteinen, der kleinen Untereinheit von Glutamate synthase, getestet wurde. In vivo und in vitro Aktivit{\"a}tsstudien zeigten, dass es zu einer schnellen Inaktivierung von Glutamate synthase nach NO-Behandlung kommt, das Protein aber resistent gegen{\"u}ber anderen Oxidationsmittel ist. Diese Resultate implizieren, dass reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies unterschiedliche physiologische Vorg{\"a}nge in Bakterien beeinflussen. Das zweite Ziel meiner Arbeit war es, redox-sensitive Proteine in S. cerevisiae zu identifizieren und deren Redox-Zustand als in vivo Read-Out zu verwenden, um die Rolle von oxidativen Stress w{\"a}hrend des Alterungsprozess eukaryotischer Zellen zu analysieren. Zun{\"a}chst bestimmte ich in Hefezellen mit Hilfe von OxICAT, einer hochsensiblen quantitativen Methode, die Thiol-Trapping mit Massenspektrometrie verbindet, den exakten in vivo Thiol-Status von fast 300 Proteinen. Diese Proteine lassen sich in vier Gruppen einteilen: 1) Proteine, deren Cysteinreste resistent gegen Oxidation sind; 2) Proteine, in denen Cysteinmodifikationen strukturelle Aufgaben {\"u}bernehmen; 3) Proteine mit oxidationsempfindlichen Cysteinen, die bereits eine gewisse Oxidation in exponentiell wachsenden Hefezellen aufweisen; 4) Proteine, die reduziert sind, aber redox-sensitive Cysteinreste enthalten, die die Funktion der Proteine bei Vorhandensein von oxidativen Stress beeinflussen. Die Sensitivit{\"a}t dieser Proteine gegen{\"u}ber oxidativen Stress wurde durch Exposition subletaler Konzentrationen von H2O2 oder Superoxid auf Hefezellen nachgewiesen. Es wurde gezeigt, dass die wichtigsten zellul{\"a}ren Angriffspunkte von H2O2- und Superoxid-bedingtem Stress Proteine sind, die an Vorg{\"a}ngen der Translation, Glykolyse, des Citratzyklus und der Aminos{\"a}ure-Biosynthese beteiligt sind. Diese Zielproteine zeigen, dass Zellen f{\"u}r die Bek{\"a}mpfung von oxidativen Stress Metabolite schnell in Richtung des Pentosephosphatweges umleiten, um die Produktion des Reduktionsmittels NADPH sicherzustellen. Die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse belegen, dass die quantitative Bestimmung des Oxidationsstatus von Proteinen eine wertvolle Methode ist, um redox-sensitive Cysteinreste zu identifizieren. Die OxICAT Technologie wurde dann verwendet, um das genaue Ausmaß und die Entstehung von oxidativen Stress in chronologisch alternden S. cerevisiae Zellen zu bestimmen. F{\"u}r diese Bestimmung wurde der Oxidationsstatus von Proteinen in alternden Hefezellen als physiologischer Read-Out verwendet. Ich zeigte, dass die zellul{\"a}re Redox-Hom{\"o}ostase in chronologisch alternden Hefezellen global zusammenbricht, wobei es sich dabei um einen Prozess handelt, der dem Zelltod vorausgeht. Der Beginn dieses Zusammenbruchs scheint mit der Lebensdauer der Hefezellen zu korrelieren, da Kalorienrestriktion die Lebensdauer der Hefezellen erh{\"o}ht und den Zusammenbruch des Redox-Gleichgewichts verz{\"o}gert. Die Oxidation einer kleinen Anzahl an Proteinen (z.B. Thioredoxin reductase) geht dem Redox-Zusammenbruch deutlich voraus, was maßgeblich zum Verlust der Redox-Hom{\"o}ostase beitragen k{\"o}nnte. Diese Studien an alternden Hefezellen erweitern unser Verst{\"a}ndnis, wie sich Ver{\"a}nderungen in der Redox-Hom{\"o}ostase auf die Lebensdauer von Hefezellen auswirken. Zudem best{\"a}tigen die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse die Bedeutung von oxidativen Thiol-Modifikationen als eine der wichtigsten posttranslationalen Proteinmodifikationen in pro-und eukaryotischen Organismen},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Queisser2010,
  author    = {Queisser, Nina},
  title     = {Oxidative and nitrosative stress induced by the mineralocorticoid aldosterone - Mechanism of induction and role of signal transduction pathways and transcription factors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53566},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Several epidemiological studies found that hypertensive patients have an increased risk to develop kidney cancer. Hyperaldosteronism frequently results in arterial hypertension and contributes to the development and progression of kidney injury, with reactive oxygen species (ROS) playing an important role. ROS are thought to be associated with many pathological conditions such as cancer and other disorders, like cardiovascular complications , which often go along with hypertension. The aim of the present work was to investigate whether the effects of elevated aldosterone concentrations might be involved in the increased cancer incidence of hypertensive individuals. First, the potential capacity of aldosterone to induce oxidative stress and DNA damage was investigated in vitro and in vivo. In LLC-PK1 porcine kidney cells and MDCK canine kidney cells the significant formation of ROS, and especially of superoxide (O2˙ˉ) was assessed. With two genotoxicity tests, the comet assay and the micronucleus frequency test, the DNA damaging potential of aldosterone was quantified. In both genotoxicity tests a dose-dependent increase in aldosterone-induced structural DNA damage was observed. Oxidative stress and DNA damage were prevented by antioxidants, suggesting ROS as a major cause of DNA damage. Furthermore, the oxidatively modified DNA lesion 8-oxo-7,8-dihydro-2´-deoxyguanosine (8-oxodG), was found to be significantly elevated. In kidneys of rats with desoxycorticosterone acetate (DOCA)/salt-induced hypertension, which is a model of severe mineralocorticoid-dependent hypertension, elevated levels of ROS and superoxide were found, compared to kidneys of sham rats. Also DNA strand breaks, measured with the comet assay and double strand breaks, visualized with antibodies against the double strand break-marker gamma-H2AX were significantly elevated in kidneys of DOCA/salt-treated rats. In addition, significantly increased amounts of 8-oxodG were detected. Proliferation of kidney cells was found to be increased, which theoretically enables the DNA damage to manifest itself as mutations, since the cells divide. Second, the effects of aldosterone on the activation of transcription factors and signaling pathways were investigated. A significant activation of the potentially protective transcription factor Nrf2 was observed in LLC-PK1 cells. This activation was triggered by an increase of ROS or reactive nitrogen species (RNS). In response to oxidative stress, glutathione synthesis and detoxifying enzymes, such as the subunits of the glutathione-cysteine-ligase or heme oxygenase 1 were rapidly induced after 4 h. Nevertheless, after 24 h a decrease of glutathione levels was observed. Since ROS levels were still high after 24 h, but Nrf2 activation decreased, this adaptive survival response seems to be transient and quickly saturated and overwhelmed by ROS/RNS. Furthermore, Nrf2 activation was not sufficient to protect cells against oxidative DNA damage, because the amounts of double strand breaks and 8-oxodG lesions steadily rose up to 48 h of aldosterone treatment. The second transcription factor that was time- and dose-dependently activated by aldosterone in LLC-PK1 and MDCK cells was NF-kappaB. Furthermore, a significant cytosolic and nuclear activation of ERK was detected. Aldosterone induced the phosphorylation of the transcription factors CREB, STAT1 and STAT3 through ERK. Third, the underlying mechanisms of oxidant production, DNA damage and activation of transcription factors and signaling pathways were studied. Aldosterone exclusively acted via the MR, which was proven by the MR antagonists eplerenone, spironolactone and BR-4628, whereas the glucocorticoid receptor (GR) antagonist mifepristone did not show any effect. Furthermore, aldosterone needed cytosolic calcium to exert its negative effects. Calcium from intracellular stores and the influx of calcium across the plasma membrane was involved in aldosterone signaling. The calcium signal activated on the one hand, the prooxidant enzyme complex NAD(P)H oxidase through PKC, which subsequently caused the generation of O2˙ˉ. On the other hand, nitric oxide synthase (NOS) was activated, which in turn produced NO. NO and O2˙ˉ can react to the highly reactive species ONOO- that can damage the DNA more severely than the less reactive O2˙ˉ. In the short term, the activation of transcription factors and signaling pathways could be a protective response against aldosterone-induced oxidative stress and DNA damage. However, a long-term NF-B and ERK/CREB/STAT activation by persistently high aldosterone levels could unfold the prosurvival activity of NF-kappaB and ERK/CREB/STAT in aldosterone-exposed cells. DNA damage caused by increased ROS might become persistent and could be inherited to daughter cells, probably initiating carcinogenesis. If these events also occur in patients with hyperaldosteronism, these results suggest that aldosterone could be involved in the increased cancer incidence of hypertensive individuals.},
  subject      = {Aldosteron},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stueber2010,
  author    = {St{\"u}ber, Thomas},
  title     = {Differenzierung Nikotin induzierter Zellsch{\"a}den in Epithelien des oberen und unteren Aerodigestivtraktes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55100},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Rauchen stellt in den Industrienationen das bedeutendste vermeidbare Gesundheitsrisiko dar. Die Rolle des suchtausl{\"o}senden Alkaloids Nikotin in der Tabak assoziierten Kanzerogenese wird kontrovers diskutiert. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung genotoxischer Effekte von Nikotin in Zellen des oberen und unteren Aerodigestivtrakt sowie deren intrazellul{\"a}rer Mechanismen. Dazu wurden Zellen aus humaner Nasenschleimhaut und humaner Bronchialschleimhaut enzymatisch isoliert sowie bronchiales Zelllinienepithel kultiviert und mit Nikotin unterschiedlicher Dosierungen f{\"u}r eine Stunde inkubiert. Zur Untersuchung beteiligter Signalkaskaden wurden Koinkubationen von Nikotin und dem nicht-kompetitiven nikotinergen Acetylcholinrezeptorblocker Mecamylamin und dem Antioxidans N-Acetylcystein durchgef{\"u}hrt. Die Erfassung Nikotin induzierter DNASch{\"a}den erfolgte mit Hilfe des Comet Assays. Zur Untersuchungen von Zellzyklusalterationen sowie Apoptoseinhibition durch Nikotin kam die Durchflusszytometrie zum Einsatz. Die Ergebnisse der Einzelzellgelelektrophorese zeigten eine dosisabh{\"a}ngige DNASch{\"a}digung im einst{\"u}ndigen Inkubationsversuch durch Nikotin. Diese Sch{\"a}den waren gewebeabh{\"a}ngig ab einer Konzentration von 100μM in Zelllinienepithel (n=5) und 1mM in Nasenschleimhautzellen (n=8) signifikant. In humanem Bronchialzellepithel konnte bei dem Stichprobenumfang von n=4 keine signifikante DNA-Sch{\"a}digung durch die getesteten Nikotindosierungen nachgewiesen werden. Durch eine Koinkubation mit dem Antioxidans N-Acetylcystein sowie dem nicht kompetitiven nACh Rezeptorblocker Mecamylamin konnte eine im Comet Assay nachweisbare Nikotin induzierte DNA-Sch{\"a}digung verhindert werden. Durchflusszytometrische Untersuchungen zur Kl{\"a}rung einer m{\"o}glichen Modulation der Apoptose durch Nikotin an bronchialem Zelllinienepithel zeigten keine signifikante Induktion oder Inhibition. Eine Beeinflussung des Zellzyklus durch Nikotin konnte in der Durchflusszytometrie nicht erfasst werden. Zusammenfassend induziert Nikotin DNA-Sch{\"a}den in Epithelien des Atemtraktes. An diesem Effekt sind oxidative sowie nAch-Rezeptor abh{\"a}ngige Stoffwechselschritte beteiligt. Vor dem Hintergrund einer potentiellen Beteiligung von Nikotin an der Tumorinitiation und -progression muss eine Nikotinersatztherapie besonders kritisch abgewogen werden.},
  subject      = {Nicotin},
  language  = {de}
}