TY  - THES
A1  - Betz, Boris
T1  - Wirkung von Rosiglitazon im Tiermodell des ischämischen akuten Nierenversagens
T1  - Effect of rosiglitazone in an animal model of ischemic acute renal failure
N2  - Diese Arbeit befasst sich mit dem NO-Stoffwechsel und der Wirkung von Rosiglitazon (RGZ) im ischämischen akuten Nierenversagen (iANV). Im Rattenmodell wurde mittels 60-minütigem Clamping beider Aa. renales ein iANV induziert. Die Unterteilung erfolgte in die Gruppen mit Gefäßclamping jeweils ohne bzw. mit Gabe von RGZ (Clamp+NaCl bzw. Clamp+RGZ) sowie in die entsprechenden Gruppen mit Scheinoperation (Sham+NaCl bzw. Sham+RGZ). 24 Stunden nach dem Eingriff wurde photometrisch die Inulin- und PAH-Clearance bestimmt. Die Expression der Enzyme, Proteine und Metabolite des NO-Stoffwechsels wurde mittels Western-Blot, real time-PCR aus Nierenhomogenisaten oder Flüssig¬chromato¬graphie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC-MS/MS) aus Serumproben quantitativ bestimmt. In der unbehandelten Clamp-Gruppe zeigte sich ein deutlicher Abfall (90%) der Inulin- und PAH-Clearance und PAH-Nettosekretion. Die Gabe von RGZ besserte die Inulin- und PAH-Clearance sowie die PAH-Nettosekretion. Die Applikation von RGZ im iANV bewirkte keine aktivitätssteigernde Phosphorylierung der endothelialen NO-Synthase (eNOS) an Serine 1177. An eNOS Serine 633 nahm durch RGZ die Phosphorylierung ab. Auch das, an vielen Signalkaskaden beteiligte, Akt zeigte keine vermehrte Aktivierung. Die Gesamtexpression der eNOS-mRNA wurde durch RGZ im iANV signifikant geringer (auf 60% des Ausgangswertes) vermindert als in unbehandelten Tieren (20% des Ausgangswertes). Im iANV stieg die Expression der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) - mRNA um das vierfache an, dieser Anstieg wurde durch Gabe von RGZ halbiert. Der verminderte Anstieg von iNOS kann als Erklärung für den Anstieg von eNOS dienen. Der Anstieg von ED-1 als Marker der Inflammationsreaktion sowie der Anstieg der Cleaved caspase 3 als Marker der Apoptosereaktion im iANV konnte nach der Applikation von RGZ nicht mehr nachgewiesen werden. Insgesamt schienen Inflammationsreaktion und Apoptose keinen signifikanten Einfluss auf die funktionellen Parameter im iANV zu besitzen. Das L-Argininderivat „Asymmetrisches Dimethylarginin“ (ADMA), das eNOS kompetitiv hemmt, stieg im iANV in der Clamp+NaCl und in der Clamp+RGZ Gruppe um ungefähr 20% an. Das an der Synthese von ADMA beteiligte Enzym PRMT 1 (Proteinargininmethyltransferase) und das ADMA-abbauende Enzym DDAH II (Dimethylarginindiaminohydrolase) wurden im iANV nicht reguliert. DDAH I, ein funktionsgleiches Isomer von DDAH II, zeigte im iANV eine Herabregulation um 20%. Diese Herabregulation könnte den Anstieg von Serum-ADMA im iANV erklären. Die Applikation von RGZ hatte weder auf ADMA noch auf DDAH einen regulatorischen Effekt. Die Halbierung der Expression von PRMT 1 durch RGZ hatte keinen Einfluss auf den ADMA-Serumspiegel. L-Arginin (L-Arg) stieg mit 60% im iANV deutlich stärker an als ADMA und könnte den Anstieg von ADMA kompensieren. Der Anstieg von L-Arg war von RGZ unabhängig. Der Quotient aus L-Arg und ADMA stieg in unbehandelten Tieren im iANV signifikant an, unter der Gabe von RGZ jedoch nicht. Dieser fehlende Anstieg wirkte sich nicht wesentlich auf die Produktion von NO aus. Folglich stellen sowohl ADMA als auch der L-Arg/ADMA Quotient keine Erklärung für die unzureichende funktionelle Wirkung einer Expressionssteigerung von eNOS unter RGZ im iANV dar. „Symmetrisches Dimethylarginin“ (SDMA) inhibiert als Isomer von ADMA die Aufnahme von L-Arg in die Zelle kompetitiv. SDMA zeigte im iANV einen Anstieg um fast 400 % im Vergleich zu den Shamtieren. SDMA wurde durch die Gabe von RGZ nicht reguliert. Hieraus wurde die Hypothese abgeleitet, dass der erhöhte SDMA-Spiegel den transzellulären L-Arg-Transport blockiert. Dies kann den Serumanstieg von L-Arg im iANV erklären und würde zu einem intrazellulären Mangel an L-Arg führen. Die durch RGZ bewirkte Steigerung der Expression von eNOS bliebe ineffektiv, da durch den Substratmangel die Produktion von NO nicht adäquat ansteigen könnte. Das L-Arg-Paradox im iANV beschreibt die Tatsache, dass die Applikation von L-Arg im iANV zu einer Mehrproduktion von NO durch eNOS führt, obwohl der Serumspiegel von L-Arg bereits vor Applikation klar über dem Sättigungsbereich von eNOS liegt. Da der Anstieg von ADMA im iANV durch den deutlich höheren Anstieg von L-Arg überkompensiert wird, scheint ADMA als Erklärung des Paradoxes nicht hinreichend. Der deutliche Anstieg von SDMA im iANV hingegen könnte über eine Blockade des L-Arg-Transporters zu einem intrazellulären Mangel an L-Arg führen. Diese kompetitive Blockade könnte durch die Applikation von L-Arg aufgehoben werden. Somit wäre SDMA eine Erklärung für das L-Arg Paradox. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass der starke Anstieg von SDMA möglicherweise dem protektiven Effekt von RGZ im iANV entgegenwirkt. Außerdem konnte mit dem Anstieg von SDMA ein neuer Erklärungsansatz des L-Arg-Paradoxes im iANV aufgezeigt werden.
N2  - The protective effect of PPAR-gamma agonists in renal I/R-injury has already been shown. Here the influence of the PPAR-gamma agonist Rosiglitazone (RGZ) on the NO-pathway which plays an important role in the pathogenesis of and recovery from renal ischemia/reperfusion (I/R)-injury is investigated. Asymmetric and symmetric dimethylarginine (ADMA/SDMA) are structurally similar to L-arginine (L-Arg). ADMA is released from PRMT1 (Proteinargininmethyltransferase) and competitively inhibits eNOS activity. SDMA impairs cellular L-Arg transport. Both, SDMA and ADMA are eliminated by renal excretion while ADMA is additionally metabolized by DDAH 1 / 2 (Dimethylarginindiaminohydrolase). CD rats, subjected to bilateral I/R injury (60min) were administered RGZ. Sham served as control. 24 hours after reperfusion clearances were determined photometrically. The kidneys were removed. Measurements in the homogenisate of the renal cortex were made by qPRC, Western-Blot and immunohistochemistry. Serum was analyzed by LC-MS/MS. I/R-injury caused a significant decrease in inulin-/PAH-clearance (5%/3% vs. sham). RGZ resulted in an improvement of renal function (12% vs. sham). RGZ did not induce a phosphorylation of eNOS at Serine 1179. RGZ reduced phosphorylation of eNOS at Serine 633 (50% vs. sham). The phosphorylation of akt, which is involved in multiple signalling pathways, remained unchanged. RGZ significantly attenuated the decrease of eNOS-mRNA in I/R-injury (from 20% to 60% vs. sham). It remains unsolved why distinct effect of RGZ on eNOS evoked only an unexpected small functional amelioration after renal I/R-injury. I/R-injury enhanced the expression of iNOS-mRNA. Moreover CC3 and ED-1 were significantly increased. RGZ attenuated the increase of iNOS expression significantly (from 400% to 170% vs. sham). The enhanced expression of CC3 and ED1 was almost completely reversed by RGZ. Serum-levels of ADMA (+19%), SDMA (+145%) and L-Arg (+97%) were significantly elevated in clamping group compared to sham. RGZ had no effect on ADMA, SDMA and L-Arg levels. The L-Arg/ADMA ratio increased (+83%) in I/R-injury. This effect was abolished by RGZ. PRMT1 remained unchanged in the clamping group. However, the application of RGZ caused a significant down-regulation of PRMT1 (-50%) in sham and clamping group without an influence on ADMA level. Expression of DDAH 2 remained unchanged, DDAH 1 expression showed a down-regulation in the clamping-group. This down-regulation could explain the rise of ADMA serum-levels. RGZ had no effect on DDAH 1/2 regulations. Both, the clear increase of L-Arg and the small rise in ADMA levels suggest that ADMA has no major role in the inhibition of eNOS activity. However, the distinct rise of SDMA after I/R-injury which is not influenced by RGZ could cause an intracellular lack of the NO-substrate L-Arg. Thus, one hypothizes that despite increased eNOS expression by RGZ the NO-production remains heavily impaired due to the intracellular lack of L-Arg which results from the SDMA-dependent regulation. This additionally might explain the only small effect of RGZ on renal function after I/R-injury. The L-Arginin-paradox describes the improvement of renal function during I/R-injury by adding L-Arg although the endothelial NO-synthase´s (eNOS) KM for the L-Arg substrate is already sufficient. SDMA could cause the rise of L-Arg serum-level and the intracellular lack of the substrate by blocking the L-Arg-transporters. This blockade could be overcome by the additional application of L-Arg. So the changes in serum SDMA level might moreover be a new explanation of the L-Arg-paradox.
KW  - Nierenversagen
KW  - Dimethylarginin <N
KW  - N->
KW  - SDMA
KW  - Rosiglitazon
KW  - Stickstoffoxidsynthase
KW  - L-Arginin Paradox
KW  - iNOS
KW  - eNOS
KW  - The L-arginine Paradox
KW  - iNOS
KW  - eNOS
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-47758
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kittel-Schneider, Sarah
T1  - Expressionsanalytische und behaviourale Phänotypisierung der Nos1 Knockdown Maus
T1  - Expressional and behavioural phenotyping of the Nos1 knockdown mouse
N2  - Der gasförmige Neurotransmitter Stickstoffmonoxid (NO) spielt eine Rolle bei verschiedenen physiologischen Vorgängen, aber auch psychiatrischen Erkrankungen wie Aggression, Ängstlichkeit, Depression und auch bei kognitiven Funktionen. Um mehr über die physiologische Rolle von NO herauszufinden untersuchten wir mittels Gen-Expressionsanalyse und Verhaltensversuchen Mäuse, bei denen die neuronale Isoform der Stickstoffmonoxidsynthase ausgeschaltet wurde. Die so genannte NOS-I ist die hauptsächliche Quelle von NO im zentralen Nervensystem. Knockout Tiere sind wertvolle Werkzeuge um sowohl den Einfluss eines Gens auf Verhalten als auch möglicherweise damit zusammenhängende Veränderungen des Transkriptoms zu identifizieren. Dies ist wichtig um herauszufinden, mit welchen molekularen Pfaden bestimmte Verhaltensweisen korreliert sind. In Bezug auf NOS-I gibt es zwei bisher beschriebene Knockout Mäuse Stämme. Es existieren KOex6 Knockout Mäuse, in welchen es überhaupt keine katalytisch aktive NOS-I gibt und es gibt einen Mausstamm, bei dem Exon 1 deletiert wurde, was aufgrund alternativer NOS-I Splicevarianten zu einer residualen Expression von bis zu 7% führt. Daher sind diese Mäsue besser zutreffend als Knockdown Mäuse zu bezeichnen. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir die Nos1 Knockdown Mäuse, da die hier vorliegende Situation wohl ähnlicher zu der bei menschlicher genetischer Varianten ist, da eine komplette Disruption bisher noch nicht beim Menschen beschrieben wurde. Es gibt diverse Studien, welche den behaviouralen Phänotyp der Nos1 Knockdown Mäuse untersuchen, aber diese widersprechen sich zum Teil. Bei unserer Untersuchung legten wir den Schwerpunkt auf Verhaltenstests, welche spezifische Symptome des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom (ADHS) aufdecken sollten. Wir führten den Elevated Plus Maze Test (EPM) und ein modifiziertes Lochbrett-Paradigma, die COGITAT-Box, durch. Um die den gefundenen Verhaltensänderungen zugrunde liegenden molekularen Mechanismen herauszufinden, suchten wir nach Unterschieden der Expression des Serotonin- (5HTT) und des Dopamintransporters (DAT) zwischen den Knockdown und den Wildtyp Mäusen. Wir hatten spekuliert, dass die Disruption der NOS-I zu einer modifizierten Expression des DAT oder des 5HTT geführt habe könnte wegen den bekannten engen Interaktionen zwischen dem nitrinergen und den monoaminergen Systemen. Wir fanden einen diskret anxiolytischen Phänotyp, da die Knockdown Mäuse eine längere Zeit auf dem offenen Arm des EPM verbrachten bzw. häufiger den offenen Arm betraten im Vergleich zu dem Wildtypen. Dies war nicht durch eine höhere lokomotorische Aktivität zu erklären. Auch beobachteten wir ein geschlechterunabhängiges kognitives Defizit im Arbeits- und Referenzgedächtnis in der COGITAT-Box. Überraschenderweise fanden wir keine signifikante Dysregulation der Monoamin-Transporter in der Expressionsanalyse mittels der quantitativen Real Time PCR. Dies war eher unerwartet, da vorherige Studien verschiedene Veränderungen im serotonergen und dopaminergen System bei den Nos1 Knockdown Mäusen gefunden hatten, wie z.B. einen verminderten Serotonin-Umsatz in frontalen Cortex und hypofunktionale 5 HT1A and 5HT1B Rezeptoren. Auch ist bekannt, dass NO direkt Monoamin-Transporter nitrosyliert. Zusammenfassend zeigen die Nos1 Knockdown Mäuse ein charakteristisches behaviourales Profil mit reduzierter Ängstlichkeit und Defiziten im Gedächtnis. Weitere Studien sollten folgen um zu klären, ob diese Mäuse als Tiermodell für z.B. die Alzheimer-Erkrankung oder das Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom dienen könnten und die weitere pathophysiologische Rolle des NO bei neuropsychiatrischen Erkrankungen herauszufinden.
N2  - The gaseous messenger nitric oxide (NO) has been implicated in a wide range of behaviours, including aggression, anxiety, depression and cognitive functioning. To further elucidate the physiological role of NO and its down-stream mechanisms, we conducted behavioral and expressional phenotyping of mice lacking the neuronal isoform of nitric oxide synthase (NOS1), the major source of NO in the central nervous system. Knockout animals are valuable tools to identify both the behavioural impact of a given gene, as well as subsequent changes of the transcriptome to correlate behaviour to molecular pathways. With respect to NOS-I, two genetically modified mouse strains have been described in the literature. There are the KOex6 knockout mice in which you find a complete absence of catalytically active NOS-I and previously generated animals with a targeted deletion of exon 1 which show a residual NOS-I expression up to 7% rendering those mice actually Nos1 knockdown animals. In this study we used the knockdown animals because this situation seems to be more closely to human genetic variation, since a complete disruption of the gene has not yet been described in man. There a several studies on the behavioural phenotype of these animals but they are in part contradictory. In our investigations we had a special emphasis on ADHD-relevant tests, we performed the Elevated Plus Maze and a modified holeboard paradigm, the COGITAT Box. To further examine the underlying molecular mechanisms, we searched for differences in the expression of the serotonine and the dopamine transporter between the knockdown and the wildtype mice because we had speculated that disruption of the NOS-I might lead to a modified expression of the DAT or the 5HTT because of the tight interactions of NO and both the serotonergic as well as the dopaminergic system. A subtle anxiolytic phenotype was observed, with knockdown mice displaying a higher open arm time in the Elevated Plus Maze (student's t-test p>0.05) as compared to their respective wildtypes which was not caused by a higher locomotor acivity. Also there was gender-independent cognitive impairment in spatial learning and memory, as assessed by an automatized holeboard paradigm, the COGITAT Box. Here the working memory error and the reference memory error were in parts significantly different between knockdown animals and their respective wildtypes. Surprisingly no significant dysregulation of monoamine transporters was evidenced by qRT PCR. This we did not expect because of previous findings in Nos1 knockout mice that showed for example a reduced 5 HT turnover in the frontal cortex along with a concomitant increase in frontal 5-HT as well as 5 HT1A and 5HT1B receptor hypofunctioning and the fact that NO directly nitrosylates monoamine transporters. Taken together, Nos1 knockdown mice display a characteristic behavioural profile consisting of reduced anxiety and impaired learning and memory. Further research has to assess the value of these mice as animal models e.g. for Alzheimer’s disease or attention deficit disorder, in order to clarify a possible pathophysiological role of NO therein.
KW  - Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom
KW  - Stickstoffoxidsynthase
KW  - Dopaminstoffwechsel
KW  - Serotonin
KW  - Stickstoffmonoxid
KW  - Stickstoffmonoxid-Synthase
KW  - Arbeitsg
KW  - Dopamintransporter
KW  - Serotonintransporter
KW  - COGITAT-Box
KW  - Elevated Plus Maze
KW  - Nitric oxide synthase
KW  - Serotonine transporter
KW  - Dopamine Transporter
KW  - ADHD
KW  - Nitric oxide
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52689
ER  - 
TY  - THES
A1  - Queisser, Nina
T1  - Oxidative and nitrosative stress induced by the mineralocorticoid aldosterone - Mechanism of induction and role of signal transduction pathways and transcription factors
T1  - Oxidativer und nitrosativer Stress induziert durch das Mineralocorticoid Aldosteron - Mechanismen der Induktion und Rolle von Signalwegen und Transkriptionsfaktoren
N2  - 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.
N2  - Mehrere epidemiologische Studien haben ein erhöhtes Nierenkrebsrisko bei Patienten mit Bluthochdruck aufgedeckt. Hyperaldosteronismus führt oft zu arteriellem Bluthochdruck und trägt zur Entwicklung und zum Fortschreiten von Nierenschäden bei, wobei reaktive Sauerstoffspezies (ROS) eine wichtige Rolle spielen. Immer häufiger werden ROS mit Krankheitsbildern wie Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen, die mit Bluthochdruck einhergehen, in Verbindung gebracht. Das Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob erhöhte Aldosteronkonzentrationen an dem gesteigerten Krebsrisiko von hypertensiven Patienten beteiligt sein könnten. Zunächst wurde die potentielle Kapazität von Aldosteron, oxidativen Stress und DNA-Schaden in vitro und in vivo induzieren zu können, untersucht. In der Schweine-Nierenzelllinie LLC-PK1 und der Hunde-Nierenzelllinie MDCK wurde die Entstehung von ROS und speziell die Bildung von Superoxid (O2˙ˉ) nachgewiesen. Das gentoxische Potential von Aldosteron wurde mit zwei Genotoxizitätstests, dem Comet Assay und dem Mikrokernfrequenztest bestimmt. In beiden Genotoxizitätstests konnte ein dosis-abhängiger Anstieg des strukturellen DNA-Schadens beobachtet werden. Antioxidantien konnten den oxidativen Stress und die DNA-Schäden verringern, was annehmen lässt, dass ROS die Hauptursache für die Entstehung der DNA-Schäden sind. Darüberhinaus wurden signifikant erhöhte Mengen der oxidativ modifizierten DNA Läsion 8-Oxo-7,8-dihydro-2´-deoxyguanosin (8-oxodG) gefunden. In Nieren von Ratten mit Desoxycorticosteron-Acetat (DOCA) und Salz-induziertem Bluthochdruck, ein Modell für massiven Mineralocorticoid-induzierten Bluthochdruck, wurde ebenfalls eine erhöhte Bildung von ROS und O2˙ˉ in Nieren von DOCA/Salz-Ratten im Vergleich zu Sham-Ratten beobachtet. Auch im Comet Assay erfasste DNA-Strangbrüche und Doppelstrangbrüche, die mit Hilfe von Antikörpern gegen den Doppelstrangbruchmarker gamma-H2AX sichtbar gemacht wurden, waren in den Nieren der DOCA/Salz-behandelten Ratten signifikant erhöht. Weiterhin wurden erhöhte 8-oxodG-Spiegel in DOCA/Salz-Ratten beobachtet. Auch eine erhöhte Proliferationsrate in DOCA/Salz-behandelten Ratten konnte festgestellt werden, was theoretisch dazu führen könnte, dass sich die DNA-Schäden als Mutationen manifestieren, da sich die Zellen teilen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Einfluss von Aldosteron auf die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren und Signalwegen untersucht. Zunächst konnte die Aktivierung des potentiell schützenden Transkriptionsfaktors Nrf2 in LLC-PK1 Zellen mittels electrophoretic mobility shift assay (EMSA) beobachtet werden. Diese Aktivierung wurde durch den Anstieg an ROS und reaktiven Stickstoffspezies (RNS) ausgelöst. Als Antwort auf den oxidativen Stress, wurde die Glutathion-Synthese und detoxifizierende Enzyme, wie die Untereinheiten der Glutathion-Cystein-Ligase oder Hämoxygenase 1, nach 4 Stunden rasch hochreguliert. Nichtsdestotrotz konnte nach 24 Stunden eine Abnahme des Glutathionspiegels festgestellt werden. Da die Konzentration an ROS nach 24 Stunden immer noch signifikant erhöht war, die Aktivierung von Nrf2 allerdings stark zurückgegangen ist, scheint diese adaptive Überlebensstrategie nur kurzfristig, und somit schnell durch ROS/RNS gesättigt zu sein. Weiterhin war die Aktivierung von Nrf2 nicht ausreichend, um die Zellen vor dem durch Aldosteron-induzierten DNA-Schaden zu schützen, da Doppelstrangbrüche, sowie 8-oxodG-Läsionen bei bis zu 48-stündiger Inkubation mit Aldosteron stetig anstiegen. Der zweite Transkriptionsfaktor, der zeit- und dosisabhängig durch Aldosteron aktiviert wurde, war NF-kappaB. Ausserdem wurde die cytosolische und nukleäre Aktivierung von ERK nachgewiesen. Aldosteron induzierte weiterhin die Phosphorylierung der Transkriptionsfaktoren CREB, STAT1 und STAT3 durch ERK. Im dritten Teil dieser Arbeit wurden die zugrundeliegenden Mechanismen der Entstehung von ROS/RNS, des DNA-Schadens und der Aktivierung von Transkriptionsfaktoren untersucht. Aldosteron wirkte ausschließlich über den MR, bewiesen durch Einsatz der MR-Antagonisten Eplerenon, Spironolakton und BR-4628. Der Glucocorticoid-Rezeptor-Antagonist Mifepriston zeigte dagegen keinen Effekt. Weiterhin benötigte Aldosteron cytosolisches Calcium, um seine negativen Effekte auszuüben. Es waren intrazelluäres Calcium, sowie ein Calciuminflux über die Plasmamembran am Aldosteronsignal beteiligt. Einerseits wurde der prooxidative Enzymkomplex NAD(P)H-Oxidase von Calcium durch die Proteinkinase C (PKC) aktiviert, was wiederum zur Bildung von O2˙ˉ führte. Andererseits kam es durch erhöhtes cytosolisches Calcium zur Aktivierung der NO-Synthase (NOS), welche daraufhin Stickoxid (NO) produzierte. NO und O2˙ˉ können zu dem hochreaktiven Peroxynitrit (ONOO-) reagieren, welches die DNA mehr schädigen kann als das etwas weniger reaktive O2˙ˉ. Kurzfristig könnte die Aktivierung der Transkriptionsfaktoren und Signalwege eine schützende Wirkung gegen den durch Aldosteron-induzierten oxidativen Stress und DNA-Schaden in den Zellen haben. Allerdings kann eine länger anhaltende Aktivierung von NF-kappaB und ERK/CREB/STAT durch permanent hohe Aldosteronspiegel zur Induktion einer Überlebensstrategie durch NF-kappaB und ERK/CREB/STAT in Aldosteron-exponierten Zellen führen. Der DNA-Schaden, der durch erhöhte ROS-Spiegel entsteht, könnte persistent und somit an Tochterzellen weitervererbt werden, was eventuell zur Entstehung von Krebs beitragen könnte. Falls diese Effekte auch in Patienten mit Hyperaldosteronismus gefunden werden können, dann könnte Aldosteron an der erhöhten Krebsinzidenz bei Bluthochdruck beteiligt sein.
KW  - Aldosteron
KW  - Oxidativer Stress
KW  - DNS-Schädigung
KW  - NADPH-Oxidase
KW  - Stickstoffoxidsynthase
KW  - Aldosteron
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Nitrosativer Stress
KW  - DNA-Schaden
KW  - Transkriptionsfaktoren
KW  - aldosterone
KW  - oxidative stress
KW  - nitrosative stress
KW  - DNA damage
KW  - transcription factors
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-53566
ER  -