TY - THES A1 - Langseder, Theresa Christina T1 - Charakterisierung intestinaler Barriereveränderungen bei Ratten nach Roux-en-Y Magenbypass T1 - Characterization of intestinal barrier changes in rats after Roux-en-Y gastric bypass N2 - Die bariatrische Chirurgie ist momentan die einzige Therapieoption der morbiden Adipositas mit der eine langfristige Gewichtsreduktion erreicht werden kann. Unter den Operationsmethoden gilt der RYGB als eine der wirksamsten Behandlungen bezogen auf den Gewichtsverlust und die Verbesserung von Begleiterkrankungen wie dem Diabetes mellitus Typ 2. Darüber hinaus belegt eine wachsende Zahl an Veröffentlichungen, dass der RYGB den Zustand chronischer Entzündung, wie er typischerweise mit Adipositas einhergeht, verringern kann. Diese sogenannte Endotoxämie geht unter anderem mit einer gestörten Integrität der intestinalen Epithelbarriere einher. Ziel der vorliegenden Arbeit war es eine Analyse der Veränderungen von für die Darmbarriere wichtigen Junktionsproteinen vorzunehmen, um eine Grundlage für künftige mechanistische Untersuchungen zu schaffen. Dafür wurden die Veränderungen von Barriereproteinen in Vollwandresektaten des Duodenums, des Jejunums, des Ileums sowie des Kolons von Ratten, die einen RYGB erhalten hatten, mittels Western Blot Untersuchungen quantifiziert. Als Kontrollgruppe dienten schein-operierte Ratten. Es kam zu tiefgreifenden Veränderungen der analysierten Barriereproteine in den Vollwandresektaten. Interessanterweise unterschieden sich die Verteilungsmuster der Veränderungen der Barriereproteinte deutlich zwischen den einzelnen Darmregionen. Um herauszufinden, ob diese Veränderungen durch regionale Veränderungen der Mikroumgebung nach RYGB- Operation induziert wurden, wurden im reduktionistischen Zellkultursystem Stuhl- Transferexperimente durchgeführt. Caco2-Zellkulturen dienten hierbei als Modell für die intestinale epitheliale Barriere. Es wurden funktionelle Messungen und quantitative Analysen der Veränderungen der Barriereproteine der Zellkultur durchgeführt. Die Funktionsmessungen zeigten, dass der Inhalt des Duodenums, des Jejunums sowie des Kolons deutliche barrierestabilisierende Effekte auf die Caco2-Zellmonolayer hatte. Zudem zeigten sich tiefgreifende Veränderungen der untersuchten Barriereproteine. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit erstmals eine regionenspezfische Regulation der intestinalen Barriereproteine in Korrelation mit funktionellen Messungen nach RYGB nachgewiesen. N2 - Bariatric surgery is currently the only treatment option for morbid obesity that can achieve long-term weight loss. Among surgical methods, RYGB is considered one of the most effective treatments in terms of weight loss and improvement of associated diseases such as type 2 diabetes mellitus. In addition, a growing number of publications demonstrate that RYGB can reduce the state of chronic inflammation typically associated with obesity. This so-called endotoxemia is associated with impaired integrity of the intestinal epithelial barrier. The aim of the present work was to perform an analysis of changes in junctional proteins which are important for the intestinal barrier in order to provide a basis for future mechanistic studies. For this purpose, the changes of barrier proteins in whole-wall resections of the duodenum, jejunum, ileum, and colon of rats that had received an RYGB were quantified by Western blot studies. Sham-operated rats served as the control group. Profound changes in the analyzed barrier proteins occurred in the whole-wall resectates. Interestingly, the distribution patterns of barrier protein changes differed markedly between intestinal regions. To determine whether these changes were induced by regional changes in the microenvironment after RYGB- surgery, stool transfer experiments were performed in the reductionist cell culture system. Caco2 cell cultures served here as a model for the intestinal epithelial barrier. Functional measurements and quantitative analyses of the changes in the cell culture barrier proteins were performed. The functional measurements showed that the contents of the duodenum, jejunum, as well as the colon had significant barrier-stabilizing effects on the Caco2 cell monolayers. In addition, profound changes in the barrier proteins examined were evident. In summary, the present work was the first to demonstrate region-specific regulation of intestinal barrier proteins in correlation with functional measurements by RYGB. KW - Operation KW - Pathogenese KW - RYGB KW - terminal bar KW - Schlussleistenkomplex KW - intestinal epithelial barrier KW - bariatric surgery KW - Endotoxämie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-305756 ER - TY - THES A1 - Nordbeck, Arno Wilhelm T1 - Roux-en-Y Magenbypass spezifische metabolomische Veränderungen in Urin, Faeces und Plasma - Charakterisierung im Zucker (fa/fa) Rattenmodel T1 - Roux-en-Y gastric bypass specific metabolomic changes in urine, faeces and blood plasm – characterisation in a rodent model with Zucker (fa/fa) rats N2 - Es wurde ein etabliertes Tiermodell mit Zucker Ratten (fa/fa) verwendet, um postoperative, gewichtsverlustunabhängige metabolomische Effekte des Roux-en-Y Magenbypass (RYGB) zu ermitteln. Es galt Hypothesen zu generieren, welche globalen Metabolite die positiven Auswirkungen des Magenbypass verursachen können. Beispielsweise war γ-Amino-Buttersäure (GABA) fäkal nach RYGB vermehrt nachweisbar und somit ein potentieller Mediator für einen Bypass-spezifischen Effekt. Die Ergebnisse zeigen die Komplexität der metabolomischen Veränderungen durch RYGB und Nahrungsrestriktion. Die genauen Mechanismen nach metabolisch-bariatrischer Operation, die zu dem therapeutischen Effekt führen, bleiben weiterhin unklar, sodass es weiterer Studien bedarf, um kausale Zusammenhänge nachzuweisen. N2 - A rodent model with Zucker rats (fa/fa) was used to examine postoperative, weight-loss independent metabolomic effects of Roux-en-Y gastric bypass (RYGB). The aim of the study was to generate hypotheses which global metabolites could lead to the positive impact of RYGB. γ-aminobutyric acid was found in higher concentrations in the faeces after RYGB and therefore one possible mediator for a procedure-specific effect. The results show the complexity of metabolomic changes after RYBG and food restriction. The exact mechanisms after metabolic/bariatric surgery which cause the therapeutic effect remain unclear. There is a need for further studies to prove causal correlations. KW - Tiermodell KW - Magenbypass KW - Metabolom KW - Fettsucht KW - Magenchirurgie KW - RYGB KW - Zucker (fa/fa) Ratten KW - metabolisch-bariatrische Operation KW - Bariatric/metabolic surgery KW - Zucker (fa/fa) rats KW - RYGB Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-268694 ER - TY - THES A1 - Rindel, Robin T1 - Prospektive Untersuchung zur Häufigkeit der postoperativen Hypoglykämie nach Magenbypass und Sleeve-Gastrektomie, ein Vergleich des modifizierten oralen Glucosetoleranztestes mit dem \(^{13}\)C-Octanoat-Magenentleerungstest T1 - Dumping Syndrome after Bariatric Surgery - Evaluation Using a Modified Oral Glucose Tolerance Test and a \(^{13}\)C-Octanoid Acid Breath Test N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Häufigkeit eines postoperativen Dumping-Syndroms (DS) bei Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) und Sleeve-Gastrektomie (SG) Patienten. Primärer Endpunkt der Studie war die Häufigkeit der postoperativen Hypoglykämie (Spätdumping, definiert als Blutzucker < 50 mg/dl mit typischen Beschwerden oder < 40 mg/dl mit oder ohne typische Beschwerden) im modifizierten OGTT (mod. OGTT). Vorab wurde dieser mod. OGTT, der sich vom Standard-OGTT bei gleicher absoluter Glucosemenge nur im reduzierten Volumen (100 ml statt 300 ml) unterschied, validiert. Hierzu wurden beide Tests bei 10 gesunden Probanden durchgeführt. Es wurden insgesamt 30 RYGB Patienten und 12 SG Patienten in die Studie eingeschlossen. Insgesamt zeigt die vorliegende Arbeit, dass ein Jahr postoperativ eine relevante Anzahl von RYGB und SG Patienten ein Frühdumping im mod. OGTT aufwies und über Dumpingbeschwerden im Alltag berichtete. Während ein Frühdumping bei RYGB und SG Patienten gleichermaßen vorkam, wurden Hypoglykämien nur bei RYGB Patienten festgestellt. Der mod. OGTT scheint hierbei zur Detektion von DS Patienten, aufgrund seines geringen Volumens, eine gute Alternative zu den bisherigen diagnostischen Verfahren darzustellen. Der 13C-Octanoat-Atemgastest ermöglichte - auf Basis unserer Ergebnisse - keine eindeutige Abgrenzung der Dumping-Patienten von den Non-Dumpern. N2 - Early and late dumping symptoms are a common problem after bariatric surgery. However, data on a standardized evaluation of these patients are still scarce, especially for patients after sleeve gastrectomy (SG). The aim of this prospective study was to get more insight in the frequency and severity of dumping after SG and Roux-en-Y gastric bypass (RYGB). Additonally, we aimed at studying the diagnostic value of a 13C-octanoid acid breath test to objectify dumping symptoms. Early dumping defined by both an increase in hematocrit and symptoms (Sigstad score) was frequent in both SG and RYGB. Late dumping with hypoglycemia only occurred in RYGB. Glucose and insulin peaks were higher in patients with RYGB than in those with SG. Accepted dumping criteria (rise in hematocrit, hypoglycemia) showed no correlation with subjective symptoms measured with the Sigstad score. The 13C-octanoid acid breath test seems to be no useful tool after bariatric surgery. There was an increase in t1/2 within the limits of normal in RYGB patients. This paradox occurs probably due to altered absorption of 13C-Octanoate. KW - Dumping Syndrom KW - Postoperative Hypoglykämie KW - RYGB KW - SG KW - Magenbypass KW - Schlauchmagen KW - Roux-en-Y gastric bypass KW - sleeve gastrectomy KW - Dumping-Syndrome KW - Hypoglycemia Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204932 ER - TY - THES A1 - Bankoglu, Ezgi Eylül T1 - Oxidative status and genomic damage in an obesity model T1 - Oxidativer Status und Genom-Schäden in einem Adipositas-Modell N2 - Several cohort studies showed that obesity increases the risk of chronic disease such as T2DM, hypertension and non-alcoholic fatty liver disease and various types of cancer. Different factors were described that might be involving in these diseases in obesity. Some of these suggested factors were chronic infection, elevated free fatty acids, increased ROS formation, mitochondrial dysfunction and raised NAPDH oxidase activity. Obesity is a multifactorial disease and it is very hard to distinguish between all of these factors. In this study, we wanted to focus on the association between obesity, oxidative stress and genomic damage in kidney, liver and colon, which are the most relevant organs for cancer risk according to the cohort studies. Our findings indicated elevated oxidative stress in kidney, liver and colon together with elevated lipid, RNA and DNA oxidation in the whole body. Additionally, we were able to show increased DNA damage in kidney, liver and colon. Since obesity has become an epidemic all over the world, possible therapeutic applications such as life style changes (diet and sport), pharmacological supplements and various type of surgeries are increasing. As a second question, we focused on the effect of weight loss, which is supplied either by Roux-en-Y gastric bypass surgery or by caloric restriction designed in a way to provide the same extent of weight loss, on oxidative stress and genomic damage. Our results indicated that weight loss either by gastric bypass surgery or by caloric restriction led to reduced oxidative stress and genomic damage in kidney, liver and colon. We could not find any difference between the weight loss methods, except the DNA oxidation and repair marker urinary 8-oxodG, which was still elevated after RYGB, but not after caloric restriction. It is known that hyperinsulinemia and in the long term T2DM are among the biggest concerns in obese individuals. Since we know the mutagenic potential of elevated insulin levels from previous data in our working group, the correlation between the highly mutagenic DNA DBSs marker, γ-H2AX and the plasma insulin level was tested and the findings indicated a positive correlation. In order to demonstrate the association between insulin-related oxidative stress and genomic damage, we used in vitro and in vivo models with Pten deficiency. In this part of study, the work was focused on liver. Pten is a known negative regulator of the PI3K/Akt pathway, which is responsible for the elevated NADPH oxidase activity and mitochondrial dysfunction through elevated insulin levels. Pten inhibition or deficiency were used to sensitize the system to insulin. Non-transformed immortalized human hepatocytes were used to show the mutagenic potential of elevated insulin and these in vitro data revealed once more the link between insulin signaling, elevated oxidative stress and genomic damage. Since the metabolic function of the liver is not only due to the extent of the hepatic insulin response but is also affected by systemic interactions, a whole-body Pten haplodeficient mouse model with an additional Pten+/-/Akt2-/- group was utilized for in vivo investigation of insulin-mediated toxicity. Our findings in this model suggested that Pten deficiency alone can cause an increase in oxidative stress. HFD alone was sufficient to increase the expression of HO-1 and genomic damage significantly. Moreover, the combination (whole-body Pten haplodeficient mice fed with HFD) showed significantly elevated oxidative stress and genomic damage in mouse liver. However, Akt2 knockout could only reduce the oxidative stress and DNA damage in high fat diet fed mice significantly. All these findings demonstrated that obesity can induce oxidative stress and genomic damage. Elevated insulin levels are associated with obesity-mediated oxidative stress and genomic damage. However, the underlying mechanisms are surely multifaceted and complicated. For example, Pten as oncogene might also induce other mechanisms besides the elevation of the PI3K/Akt pathway activity. In conclusion, it is clear that oxidative stress and DNA damage are linked to obesity and that weight loss can reduce these two factors. Since DNA-damage is associated with an elevated cancer risk, it might be logical to use an antioxidant therapy in obese individuals to reduce the side effects and oxidative stress dependent mutagenicity and cancer risk in these individuals. However, much more research will be needed to support this idea experimentally. N2 - Mehrere Kohorten-studien zeigten, dass Adipositas das Risiko chronischer Erkrankungen wie Diabetes Mellitus Typ 2 (T2DM), Bluthochdruck, nicht-alkoholische Fettleber sowie das Risiko für unterschiedliche Krebsarten erhöht. Verschiedene Faktoren, die in Zusammenhang mit den Erkrankungen stehen, die Adipositas verursachen wurden bereits beschrieben. Einige dieser möglichen Faktoren sind chronische Infektionen, gesteigerte freie Fettsäuren, sowie reaktive Sauerstoffradikale, mitochondriale Dysfunktion und erhöhte Aktivität von NADPH-Oxidase. Adipositas ist eine multifaktorielle Erkrankung und unter von diesen Faktoren schwierig zu trennen. In dieser Studie wurde der Schwerpunkt auf den Zusammenhang von Adipositas, oxidativem Stress und Genomschäden in der Niere, Leber und dem Darm gelegt. Diese Organe sind gemäß der Kohortenstudien die anfälligsten hinsichtlich des Krebsrisikos. Unsere Befunde zeigten einen erhöhten oxidativen Stress in Niere, Leber und Darm, zusammen mit gesteigerter systemischer RNA-, DNA- und Fettoxidation, detektierbar anhand von Urinmarkern. Zusätzlich konnte eine Zunahme von DNA-Schäden in Niere, Leber und Darm aufgezeigt werden. Da Adipositas weltweit eine Epidemie geworden ist, nehmen mögliche therapeutische Anwendungen sowie eine Änderung des Lebensstils (Diät und Sport), pharmazeutische Ergänzungsmittel und verschiedene Arten von chirurgischen Behandlungen zu. Hier wurde der Fokus auf die Wirkung des Gewichtsverlustes, der durch Roux-en-Y Magen-Bypass-Chirurgie oder durch Kalorienreduzierung mit der Vorgabe eines gleichen Ausmaßes an Gewichtsverlust vorgegeben war, auf die Intensität des oxidativen Stress und des Genomschadens gerichtet. Unsere Befunde zeigten, dass der Gewichtsverlust sowohl durch Magen-Bypass-Chirurgie als auch durch Kalorienreduzierung zu einem reduzierten oxidativem Stress und Genomschaden in der Niere, der Leber und im Darm führten. Es konnte kein Unterschied zwischen den Methoden zur Reduzierung des Gewichtes gefunden werden, außer bei der DNA-Oxidation und dem Reparaturmarker 8-oxodG im Urin, der nach der RYGB immer noch erhöht war, aber nicht nach der Kalorienreduzierung. Es ist bekannt, dass Hyperinsulinämie bzw. Diabetes Mellitus Typ 2 eines der häufigsten Probleme bei übergewichtigen Patienten ist. Da wir das mutagene Potenzial von erhöhten Insulinspiegeln aus vorherigen Daten unserer Arbeitsgruppe kannten, wurde der Zusammenhang zwischen dem hoch mutagenen DNA-DSBs-Marker γ-H2AX und dem Plasma-Insulinspiegel analysiert. Die Befunde wiesen eine positive Korrelation auf. Um die Beziehung zwischen Insulin-verursachtem oxidativem Stress und Genomschaden aufzuzeigen, wurden in-vitro und in-vivo-Modelle mit Pten-Mangel benutzt. In diesem Teil der Studie wurde das Augenmerk auf die Leber gelegt. Das Protein Pten ist als negativer Regulator des PI3K/Akt Signalwegs bekannt, der unter anderem für die erhöhte Aktivität von NADPH Oxidase und mitochondrielle Dysfunktion durch erhöhten Insulinspiegel verantwortlich ist. Pten-Hemmung oder Pten-Mangel wurde genutzt, um unsere Versuchsmodelle für Insulin zu sensibilisieren. Nicht transformierbare immortalisierte menschliche Hepatozyten wurden verwendet, um das mutagene Potenzial von erhöhtem Insulin zu untersuchen, und die damit erzielten in -vitro-Daten wiesen wiederum auf die Beziehung zwischen Insulin-Signalwegen, oxidativem Stress und Genomschaden hin. Da die metabolische Funktion der Leber nicht nur dem Ausmaß der hepatischen Insulin-Reaktion geschuldet ist, sondern auch von systemischen Interaktionen beeinflusst wird, wurde ein Mausmodell für eine in-vivo-Untersuchung eingesetzt, das neben einem haploiden Pten-Mangel (Pten+/-) in einer Tiergruppe mit einer zusätzlichen Akt2-/- Defizienz (Pten+/-/Akt2-/-). Defizienz ausgestattet war. Unsere Befunde in diesem Modell zeigten, der Pten-Mangel alleine bereits erhöhten oxidativen-Stress verursachen kann. HFD war ebenfalls alleine bereits ausreichend, um die Expression von HO-1 und Genomschäden signifikant zu steigern. Darüber hinaus zeigte die Kombination (Pten-Mangel gefüttert mit HFD) eine signifikante Erhöhung des oxidativen Stresses und der Genomschäden in der Mäuseleber. Allerdings konnte das Fehlen von Akt2 den oxidativen Stress und Genomschaden nur in den mit HFD gefütterte Tieren signifikant verringern. Alle diese Befunde wiesen darauf hin, dass Adipositas oxidativen Stress und Genomschaden hervorrufen kann. Erhöhte Insulinspiegel sind mit Insulin-verursachtem oxidativem Stress und Genomschaden assoziiert. Allerdings sind die zugrunde liegenden Mechanismen sicherlich vielfältig und kompliziert. Zum Beispiel könnte Pten als Onkogen auch andere Mechanismen außer dem Anstieg der Aktivität des PI3K/Akt-Signalwegs- herbeiführen. Zusammenfassend ist es klar, dass oxidativer Stress und DNA-Schäden mit Adipositas zusammenhängen, und dass Gewichtsreduzierung diese zwei Faktoren verringern kann. Da DNA-Schäden mit erhöhtem Krebsrisiko assoziiert sind, könnte es folglich eine logische Konsequenz sein, Antioxidantien therapeutisch bei adipösen Patienten anzuwenden, um die Nebenwirkungen und die auf oxidativem Stress beruhende Mutagenität und das Krebsrisiko dieser Patienten zu verringern. Allerdings wird weitere intensive Forschung nötig sein, um dies mit experimentellen Daten zu untermauern.   KW - Übergewicht KW - DNS-Schädigung KW - Oxidativer Stress KW - DNA damage KW - Oxidative stress KW - Obesity KW - RYGB Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-137566 ER -