TY  - THES
A1  - Link, Samuel
T1  - Aldosteron-vermittelte oxidative Nierenschädigung – Einfluss der antioxidativen Abwehr
T1  - Aldosterone-dependent oxidative kidney damage – influence of the antioxidative defense
N2  - Patienten mit erhöhten Aldosteronspiegeln zeigen eine gesteigerte Inzidenz für Malignome, insbesondere von Nierenzellkarzinomen. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Aldosteron-vermittelte oxidative Nierenschädigung näher zu analysieren sowie die auf Zellebene gezeigte Beeinflussung der antioxidativen Schutzmechanismen im lebenden Organismus nachzuweisen und mögliche therapeutische Ansatzpunkte zu identifizieren. Dazu wurde ein Interventions-versuch über 28 Tage durchgeführt. Neben einer Aldosterongabe wurden folgende Interventionen verwendet: Spironolacton zur Blockade des Mineralkortikoid-Rezeptors (MR), Apocynin als Hemmstoff der NADPH-Oxidasen (Nox), L-NAME zur Blockade der NO-Synthasen (NOS), PDTC, einen Hemmstoff des Transkriptionsfaktors NF-kB sowie Sulforaphan, ein natürlicher Nrf2-Induktor. Eine weitere Gruppe erhielt Sulforaphan ohne additive Aldosterongabe. Die Nierenschäden wurden mittels histopathologischer Schädigungsscores und der Anzahl an DNA-Doppelstrangbrüche analysiert. Die Beeinflussung der antioxidativen Abwehr wurde durch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors Nrf2 und durch die Quantifizierung antioxidativer Enzyme bestimmt.
Im Nierengewebe führte Aldosteron zu einer Zunahme von oxidativem Stress. Histologisch zeigte sich ein Anstieg von glomerulären Schäden. Auch kam es zu einer deutlichen Zunahme von Doppelstrangbrüchen der DNA. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass Aldosteron auch in vivo zu einer Zunahme der Nrf2-Aktivität führte, wobei sich dies auf Proteinebene nicht in einer (dauerhaften) Synthesesteigerung von antioxidativen Enzymen wiederspiegelte und keinen ausreichenden Schutz des Nierengewebes bot. Für die Interventionsgruppen konnte keine signifikante Auswirkung auf das Vorliegen von oxidativem Stress gezeigt werden. Dies könnte an der Versuchsdauer bzw. an der gewählten Nachweismethode gelegen haben. Nichtsdestotrotz zeigte die Blockade der Nox durch Apocynin bzw. der NOS durch L-NAME eine effektive Reduktion der histologischen und genomischen Schäden. Die L-NAME-Gruppe wies dabei die höchsten Blutdruckwerte auf, diese waren auch zur Aldosterongruppe signifikant gesteigert. Die beobachteten Effekte waren folglich nicht durch den in der Aldosterongruppe erfolgten Blutdruckanstieg, sondern vielmehr durch den Anstieg von oxidativem Stress zu erklären. Ebenfalls blieb die Nrf2-Aktivität bei der Gabe von Apocynin und L-NAME weitgehend auf Kontrollniveau, was dafürspricht, dass der in der Aldosterongruppe messbare Nrf2-Anstieg am ehesten als Reaktion auf chronisch erhöhten oxidativen Stress erfolgte, welcher durch die Interventionen ausblieb. Die Blockade von NF-κB mittels PDTC führte zu vergleichbaren Effekten wie Apocynin und L-NAME. Das deutet darauf hin, dass Aldosteron über die Aktivierung von NF-κB die vermehrte Synthese von pro-oxidativen Enzymen wie Nox und NOS anregt. Die Gabe von Spironolacton hatte den stärksten protektiven Effekt, sowohl auf histologische Veränderungen als auch auf das Entstehen von DNA-Doppelstrangbrüchen, wobei die Nrf2-Aktivität in dieser Gruppe ebenfalls auf Kontrollniveau blieb. Die Aldosteroneffekte wurden folglich über den MR vermittelt. Eine additive Nrf2-Induktion mittels Sulforaphan konnte auch keinen (dauerhaften) Effekt auf die Synthese antioxidativer Enzyme zeigen. Dennoch zeigte diese Gruppe einen ähnlich effektiven Schutz vor den oxidativen Nierenschäden wie die Gabe von Spironolacton. Vieles spricht dafür, dass die Wirkung von Sulforaphan dabei über seine Wirkung als direktes Antioxidans bzw. Radikalfänger und nicht über den Nrf2-Weg zu erklären ist.
Aldosteron führt in der Niere über oxidativen Stress zu glomerulärer Fibrose und DNA-Schäden. Das könnte eine Erklärung für die gesteigerte Inzidenz von Nierenzellkarzinomen in Patienten mit erhöhten Aldosteronspiegeln darstellen. Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass Aldosteron über eine Signalkaskade über den MR zu einer Aktivierung von Nox und NOS führt. Der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB scheint dabei durch die Synthese pro-oxidativer Enzyme eine Art Verstärker-Effekt zuzukommen. Als Reaktion auf den durch Aldosteron gesteigerten oxidativen Stress kommt es zu einer Aktivierung des antioxidativen Transkriptionsfaktors Nrf2, jedoch ohne dass dies zu einem ausreichenden Schutz des Nierengewebes führt. Mögliche therapeutische Ansatzpunkte für einen Schutz vor den durch Aldosteron vermittelten oxidativen Nierenschäden scheinen eher innerhalb der Aldosteronsignalkaskade, insbesondere in der Blockade des MR, als in der antioxidativen Abwehr zu liegen.
N2  - Patients with hyperaldosteronism show an increased risk for kidney cancer. It is known that aldosterone leads to oxidative stress and DNA damage through NADPH-Oxidase (Nox) and NO-Synthase (NOS) which could be a possible starting point for mutagenesis. We investigated aldosterone-dependent oxidative damage in rat kidney and the influence of the anti-oxidative pathway regulated by nuclear factor-erythroid-2-related factor 2 (Nrf2). In rats with hyperaldosteronism the following interventions were used: Inhibition of the mineralocorticoid receptor (MR) with spironolactone, blockade of Nox with apocynin, inhibition of NOS by L-NAME, blocking of the proinflammatory transcription factor NF-κB with PTDC and activating of the Nrf2 pathway with sulphoraphane. Mediated by the MR aldosterone led to glomerulosclerosis and vascular remodeling in the kidney. The changes in the glomeruli seemed only partially induced by oxidative stress and were prevented by sulforaphane. Spironolacton, apocynin, L-NAME and PTDC were able to prevent aldosterone-induced vascular remodeling, suggesting that oxidative stress mediated by the MR and influenced by NF-κB seems to play a major role in vascular remodeling. In kidney tissue aldosterone led to an increase in oxidative stress and a clear rise of Nrf2 activation. Protein levels of GCLC, TRX, HO-1 and SOD showed no persistent effects to the changes in Nrf2 activation. Despite the activation of Nrf2 aldosterone led to a clear rise of DNA double-strand breaks in cortex and medulla. The different interventions were all able to reduce the aldosterone-induced DNA damage significantly, with the spironolactone group showing the lowest counts of DNA double-strand breaks. Even though the L-NAME-group showed the highest blood pressure levels it also had reduced DNA damage, proving that the observed effects were independent of increased blood pressure. Sulforaphane led to the strongest Nrf2-activation but was not able to enhance the Nrf2 levels significantly higher than aldosterone. Nonetheless sulforaphane clearly prevented aldosterone-induced DNA-damage, suggesting that sulforaphane acted at least partially as a direct radical scavenger.
KW  - Aldosteron
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Antioxidans
KW  - Spironolacton
KW  - Hypernephrom
KW  - Sulforaphane
KW  - Sulforaphan
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-186037
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schäfer, Angelika Ingrid
T1  - Effekte von Bestandteilen und Metaboliten eines Rindenextraktes von Pinus maritima (Pycnogenol®) auf pathophysiologische Aspekte des metabolischen Syndroms
T1  - Effects of compounds and metabolites of a pine bark extract fromPinus maritima (Pycnogenol®) on pathophysiological aspects of the metabolic syndrom
N2  - In klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass Pycnogenol® aufgrund seiner antiinflammatorischen, antioxidativen, antihypertensiven und blutglucosesenkenden Eigenschaften Vorteile für Patienten mit Prädiabetes oder Typ 2 Diabetes als Ergänzung zur konventionellen antidiabetischen Medikation haben kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die bisher wenig erforschten molekularen Prozesse zu untersuchen und die für die beobachteten Effekte verantwortlichen Bestandteile bzw. Metabolite von Pycnogenol zu identifizieren. Oxidativer Stress spielt eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Diabetes und diabetischen Komplikationen. Die bekannten Bestandteile und Metabolite des Kiefernrindenextraktes Protocatechusäure, Gallussäure, Kaffeesäure und M1 zeigten in in vitro Assays ein stärkeres antioxidatives Potential als Ascorbinsäure. Die perorale Einnahme des Extraktes über 5 Tage bewirkte bei 2 von 5 Probanden eine Verbesserung der antioxidativen Aktivität des Serums. Somit kann Pycnogenol dazu beitragen, das bei Diabetes-Patienten verminderte antioxidative Abwehrsystem zu stärken. Entzündungsprozesse treten als Folge von Insulinresistenz, Hyperglykämie und Hyperlipidämie auf. Daher wurde der Einfluss des Rindenextraktes auf die Sekretion von TNF- und die Aktivität der COX-Enzyme getestet, die bei Diabetes erhöht sind. Nach peroraler Einnahme von Pycnogenol war eine statistisch nicht signifikante Zunahme der TNF- Sekretion in Zellkulturüberständen humaner Monocyten nach Inkubation mit Serumproben festzustellen. Die antiinflamma-torischen Effekte sind somit nicht durch die Reduktion der TNF- Sekretion zu erklären. Des Weiteren wurde ein moderater inhibitorischer Effekt auf die Aktivität von COX-1 und COX-2 ex vivo verzeichnet. Die unselektive Hemmung der Enzyme ist mit klassischen NSAIDs vergleichbar. Da bereits 30 min nach Einnahme des Extraktes ein Hemmeffekt auf die enzymatische Aktivität ex vivo zu erkennen war, konnte auf eine schnelle Bioverfügbarkeit von biologisch aktiven Verbindungen aus Pycnogenol geschlossen werden. Die COX-Hemmung liefert somit eine partielle Erklärung für die in vivo beobachtete antiinflammatorische Aktivität und Hemmung der Thrombocytenaggregation durch den Extrakt. Chronische Hyperglykämie gilt als Leitbefund bei Diabetes mellitus. Es sind diverse Ansatzpunkte denkbar, um der Ursache Insulinresistenz entgegenzuwirken. Der Kiefernrindenextrakt erwies sich in vitro als 200-fach effektiver bei der Hemmung der -Glucosidase als Acarbose. Dabei wurden die tetrameren und höher oligomeren Procyanidine als aktive Substanzen identifiziert und die Reduktion der Enzymaktivität diesen zugeschrieben. Hierdurch kann eine Verlangsamung der Glucoseresorption und somit eine Vermeidung von postprandialen Glucosespitzen erzielt werden, wodurch die klinisch beobachtete antidiabetische Wirkung von Pycnogenol erklärt werden könnte. Des Weiteren wurde ein auf PPAR- spezifischer ELISA entwickelt, da bisher PPAR- nur indirekt durch Aktivitätsmessung von Reportergenen bestimmt wurde. Die Inkubation von humanen Monocyten mit M1 bzw. Rosiglitazon in deren jeweiligen Plasmakonzentrationen bewirkte eine geringfügige Zunahme der Konzentration des ligandenaktivierten und DNA-bindungsfähig gemachten PPAR- im Vergleich zu unbehandelten Zellen. Eine durch den Metaboliten M1 bewirkte Aktivierung von PPAR-, die unter anderem zur Verbesserung der Sensitivität der Insulinrezeptoren führt, konnte hier nicht eindeutig nachgewiesen werden. Eine reduzierte Expression von GLUT-4 auf der Zelloberfläche ist an der Entstehung von Insulinresistenz beteiligt. Durchflusszytometrische Messungen zeigten, dass bei 24-stündiger Vorinkubation von Adipocyten Rosiglitazon wie auch M1 eine Zunahme der GLUT-4 Dichte im Vergleich zur Kontrolle bewirkten. M1 könnte somit durch Steigerung der Exocytose von GLUT-4 die Glucoseverwertung erhöhen und so die Blutglucosespiegel senken. Adipositas gilt als Risikofaktor für Diabetes mellitus und wird durch viele Antidiabetika begünstigt. Pycnogenol, (+)-Catechin, Ferulasäure, Protocatechusäure, (±)-Taxifolin, Fraktion I und M1 bewirkten in vitro eine Reduktion der intrazellulären Lipidakkumulation aufgrund der Hemmung der Adipogenese. Ob die im humanen Organismus erreichten Konzentrationen nach oraler Einnahme des Extraktes ausreichen, um die Adipocyten-Differenzierung signifikant zu hemmen, bleibt zu klären. Die Ergebnisse der vorliegenden ex vivo und in vitro Untersuchungen liefern einen Ansatz zur Erklärung der beobachteten klinischen Effekte auf molekularer Ebene.
N2  - In clinical trials it has been shown that Pycnogenol® might be advantageous for patients with Typ 2 diabetes in addition to a conventional antidiabetic medication due to its antiinflammatory, antioxidant, antihypertensive and blood glucose-lowering abilities. The aim of this study was to investigate the underlying molecular processes and to identify the compounds and metabolites of Pycnogenol responsible for the observed effects. Oxidative stress plays a pivotal role in the pathogenesis of diabetes and diabetic complications. The known compounds and metabolites of the pine bark extract protocatechuic acid, gallic acid, caffeic acid and M1 revealed a greater antioxidant potential than ascorbic acid in in vitro assays. Peroral intake of the extract for 5 days lead to an improvement of the antioxidant activity of serum in 2 of 5 volunteers. Thus, Pycnogenol could possibly contribute to a reinforcement of the reduced antioxidant body’s defense system in diabetic patients. Inflammatory processes are a consequence of insulin resistance, hyper¬glycemia and hyperlipidemia. Thus the influence of the pine bark extract on the secretion of TNF- and the activity of the COX-enzymes was tested, which are elevated in diabetes. After peroral intake of Pycnogenol a statistically non-significant increase in TNF- secretion in cell culture supernatants of human monocytes after incubation with serum samples was determined. Hence the antiinflammatory effects cannot be explained with the reduction of TNF- secretion. Furthermore a moderate inhibitory effect on the activity of COX-1 and COX-2 ex vivo was observed. The non-selective inhibition of the enzymes is comparable to classic NSAIDs. Since an inhibitory effect on the enzymatic activity was already detected after 30 min after intake of the extract, a fast bioavailibility of biologically active compounds from Pycnogenol was implied. The inhibition of COX provides a partial explanation for the antiinflammatory activity and inhibition of platelet aggregation by the extract observed in vivo. Chronic hyperglycemia is implicated in diabetes mellitus. Several approaches are feasible to counteract the underlying insulin resistance. The pine bark extract proved to be 200 times more effective in inhibiting -glucosidase in vitro than acarbose. The tetrameric and higher oligomeric procyanidines were identified as active compounds reducing the enzymatic activity most potently. This mechanism allows to slow down glucose resorption and thus prevent postprandial glucose peaks which would explain the clinically observed antidiabetic effect of Pycnogenol. Furthermore an ELISA specific to PPAR- was developed; until then PPAR- had only been determined by indirect measuring of reporter gene activity. The incubation of human monocytes with M1 and rosiglitazon, respectively, in their plasma concentrations resulted in a slight increase of the concentration of the ligand-activated and DNA-binding-enabled PPAR- in comparison to untreated cells. The activation of PPAR- by metabolite M1, which leads among others to an improved sensitivity of insulin receptors, could not be clearly verified. A reduced expression of GLUT-4 on the cell surface is implicated in the development of insulin resistance. Flow cytometric measurements revealed that the incubation of adipocytes with rosiglitazone as well as M1 for 24 h resulted in an increase of GLUT-4 density in comparison to the control. Thus, M1 might possibly increase glucose utilization by increasing the exocytosis of GLUT-4 and consequently lower blood glucose levels. Obesity is a risc factor for diabetes mellitus and is promoted by several antidiabetic drugs. Pycnogenol, (+)-catechin, ferulic acid, protocatechuic acid, (±)-taxifolin, fraction I and M1 evoked a reduction in intracellular lipid accumulation in vitro due to the inhibition of adipogenesis. It needs to be clarified if blood concentrations after oral intake of the extract are sufficient to inhibit adipocyt differentiation significantly in vivo. The results of the present ex vivo and in vitro investigations provide a basic approach to explain the clinically observed antidiabetic effects of Pycnogenol on molecular level.
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Extrakt
KW  - Antioxidans
KW  - Radikalfänger
KW  - Prostaglandinsynthase
KW  - Metabolisches Syndrom
KW  - Pinus maritima
KW  - Flavonoide
KW  - Procyanidine
KW  - alpha Glucosidase
KW  - Cyclooxygenase
KW  - metabolic syndrome
KW  - flavonoids
KW  - glucose lowering
KW  - plant extract
KW  - antioxidant
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25066
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TY  - THES
A1  - Wong, Amanda
T1  - Implications of Advanced Glycation Endproducts in Oxidative Stress and Neurodegenerative Disorders
T1  - Verbindungen zwischen Oxidativen Stress und Advanced Glycation Endproducts in der Neurodegeneration
N2  - The reactions of reducing sugars with primary amino groups are the most common nonenzymatic modifications of proteins. Subsequent rearrangements, oxidations, and dehydrations yield a heterogeneous group of mostly colored and fluorescent compounds, termed "Maillard products" or advanced glycation end products (AGEs). AGE formation has been observed on long-lived proteins such as collagen, eye lens crystalline, and in pathological protein deposits in Alzheimer's (AD) and Parkinson's disease (PD) and dialysis-related amyloidosis. AGE-modified proteins are also involved in the complications of diabetes. AGEs accumulate in the the ß-amyloid plaques and neurofibrillary tangles (NFT) associated with AD and in the Lewy bodies characteristic of PD. Increasing evidence supports a role for oxidative stress in neurodegenerative disorders such as AD and PD. AGEs have been shown to contribute towards oxidative damage and chronic inflammation, whereby activated microglia secrete cytokines and free radicals, including nitric oxide (NO). Roles proposed for NO in the pathophysiology of the central nervous system are increasingly diverse and range from intercellular signaling, through necrosis of cells and invading pathogens, to the involvement of NO in apoptosis. Using in vitro experiments, it was shown that AGE-modified bovine serum albumin (BSA-AGE) and AGE-modified ß-amyloid, but not their unmodified proteins, induce NO production in N-11 murine microglia cells. This was mediated by the receptor for AGEs (RAGE) and upregulation of the inducible nitric oxide synthase (iNOS). AGE-induced enzyme activation and NO production could be blocked by intracellular-acting antioxidants: Ginkgo biloba special extract EGb 761, the estrogen derivative, 17ß-estradiol, R-(+)-thioctic acid, and a nitrone-based free radical trap, N-tert.-butyl-*-phenylnitrone (PBN). Methylglyoxal (MG) and 3-deoxyglucosone (3-DG), common precursors in the Maillard reaction, were also tested for their ability to induce the production of NO in N-11 microglia. However, no significant changes in nitrite levels were detected in the cell culture medium. The significance of these findings was supported by in vivo immunostaining of AD brains. Single and double immunostaining of cryostat sections of normal aged and AD brains was performed with polyclonal antibodies to AGEs and iNOS and monoclonal antibodies to Aß and PHF-1 (marker for NFT) and reactive microglia. In aged normal individuals as well as early stage AD brains (i.e. no pathological findings in isocortical areas), a few astrocytes showed co-localisation of AGE and iNOS in the upper neuronal layers of the temporal (Area 22) and entorhinal (Area 28, 34) cortices compared with no astrocytes detected in young controls. In late AD brains, there was a much denser accumulation of astrocytes co-localised with AGE and iNOS in the deeper and particularly upper neuronal layers. Also, numerous neurons with diffuse AGE but not iNOS reactivity and some AGE and iNOS-positive microglia were demonstrated, compared with only a few AGE-reactive neurons and no microglia in controls. Finally, astrocytes co-localised with AGE and iNOS as well as AGE and ß-amyloid were found surrounding mature but not diffuse ß-amyloid plaques in the AD brain. Parts of NFT were AGE-immunoreactive. Immunohistochemical staining of cryostat sections of normal aged and PD brains was performed with polyclonal antibodies to AGEs. The sections were counterstained with monoclonal antibodies to neurofilament components and a-synuclein. AGEs and a-synuclein were colocalized in very early Lewy bodies in the substantia nigra of cases with incidental Lewy body disease. These results support an AGE-induced oxidative damage due to the action of free radicals, such as NO, occurring in the AD and PD brains. Furthermore, the involvement of astrocytes and microglia in this pathological process was confirmed immunohistochemically in the AD brain. It is suggested that oxidative stress and AGEs participate in the very early steps of Lewy body formation and resulting cell death in PD. Since the iNOS gene can be regulated by redox-sensitive transcription factors, the use of membrane permeable antioxidants could be a promising strategy for the treatment and prevention of chronic inflammation in neurodegenerative disorders.
N2  - Die Glykierung oder Maillard-Reaktion ist neben der oxidativen Modifikation die bekannteste nicht-enzymatische posttranslationale Modifikation von Proteinen. Glykierung startet mit der Reaktion von reduzierenden Zuckern mit primären Aminogruppen. Nachfolgenden Umlagerungen, Oxidationen und Dehydra- tionen führen zu einer heterogenen Gruppe von farbigen und fluoreszierenden Verbindungen, den sogenannten "Maillard products" oder "advanced glycation end products" (AGEs). Diese Vorgänge werden besonders an langlebigen Proteinen wie Kollagen und Kristallin der Augenlinsen sowie in pathologischen Proteinab- lagerungen bei der Alzheimer-Demenz (AD), der Parkinson-Krankheit (PD) und bei Hämodialyse beobachtet. AGE-modifizierte Proteine sind auch aktiv beteiligt an den Spätkomplikationen des Diabetes mellitus. AGEs reichern sich im Alzheimer Gehirn in den ß-Amyloid-Plaques und den neurofibrillären Bündeln (tangles, NFT), sowie in den für PD charakteristisch- en Lewi-Körpern an. Immer mehr Befunde belegen die Rolle von oxidativem Stress in neurodegenerativen Erkrankungen wie AD und PD. Es konnte gezeigt werden, dass AGEs an oxidativer Schädigung und chronischer Entzündung Anteil haben, wobei aktivierte Mikroglia Cytokine und freie Radikale, inklusive Stickstoffmonoxid (NO) sezernieren. Vermutungen über die Rolle von NO in der Pathophysiologie des Zentralnervensystems gehen weit auseinander und reichen von interzellulärer Signalübertragung über nekrotischen Zelltod und eindringende pathogene Substanzen bis zur Beteiligung von NO an der Apoptose. In einem Zellkultur Modell konnte in vitro gezeigt werden, dass AGE- modifiziertes Albumin (BSA-AGE) und AGE-modifiziertes ß-Amyloid, aber nicht die unmodifizierten Proteine, die Synthese von NO in N-11 Maus-Mikrogliazellen induzieren. Diese wird möglicherweise vom Rezeptor für AGE (RAGE) und durch eine Steigerung der Expression der induzierbaren Stickstoffmonoxid-Synthase (iNOS) vermittelt. AGE-induzierte Enzymexpression und NO-Produktion konnten durch folgende intrazellulär wirkende Antioxidantien blockiert werden: Ginkgo biloba Spezialextrakt EGb 761, das Östrogenderivat 17ß-Estradiol, alpha- Liponsäure, und ein Radikalfänger, N-tert.-butyl-*-phenylnitrone (PBN). Neben AGEs wurden auch reaktive Dicarbonyle wie Methylglyoxal (MG) und 3- Deoxyglucosone (3-DG), Vorläufer der Maillard-Reaktion, auf ihre Fähigkeit untersucht, die Synthese von NO in N-11 Mikroglia zu induzieren. Es konnten jedoch keine Induktion der NO-Produktion festgestellt werden. Die Bedeutung dieser in vitro-Ergebnisse wurden durch in vivo Immunohisto- chemischen Untersuchungen an AD Gehirnen bestätigt. Einfache und doppelte Immunfärbungen wurden an Gefrierschnitten von normal gealterten Gehirnen und AD-Gehirnen mit polyklonalen Antikörpern gegen AGEs und iNOS und monoklonalen Antikörpern gegen Aß, PHF-1 (zur spezifischen Markierung der NFT) und reaktive Mikroglia angefertigt. Bei normal gealterten Personen sowie bei AD Erkrankten im Frühstadium (d.h. keine pathologischen Veränderungen in iso- kortikalen Gebieten) wiesen wenige Astrozyten eine Kolokalisation von AGE und iNOS in den oberen Neuronenschichten des temporalen (Area 22) und entorhinalen (Area 28, 34) Kortex auf. Im Vergleich dazu wurden keine Astrozyten in jungen Kontrollgehirnen gefunden. In fortgeschrittenen Alzheimergehirnen wurde eine viel dichtere Anreicherung von Astrozyten, kolokalisiert mit AGE und iNOS in den tieferen, und insbesondere in den oberen Neuronenschichten gefunden. Weiterhin konnten zahlreiche Neurone mit diffuser AGE-Reaktivität, aber ohne iNOS-Reaktivität, sowie einige AGE- und iNOS-positive Mikroglia gezeigt werden, im Vergleich zu nur wenigen AGE-reaktiven Neuronen und keinen Mikroglia in den Kontrollen. Schliesslich wurden in Astrozyten, die reife, aber nicht diffuse ß-Amyloid-Plaques im AD-Gehirn umlagern, AGE mit iNOS sowie mit ß-Amyloid kolokalisiert gefunden. Teile der NFT waren AGE-immunoreaktiv. Immunhistochemische Färbung an Gefrierschnitten von normal gealterten und PD- Gehirnen wurden mit polyklonalen Antikörpern gegen AGEs durchgeführt. Die Schnitte wurden mit monoklonalen Antikörpern gegen Neurofilamentkomponenten und a-Synuclein gegengefärbt. AGEs und a-Synuclein waren kolokalisiert in sehr frühen Lewi-Körpern der Substantia nigra in Gehirnen mit vorhandener Lewi-Körper-Demenz. Diese Ergebnisse unterstützen die These AGE-induzierter oxidativer Schädigung mittels freier Radikale wie z.B. NO in AD- und PD- Gehirnen. Ausserdem wurde die Beteiligung von Astrozyten und Mikroglia an diesem pathologischen Prozess immunhistochemisch im Alzheimergehirn bestätigt. Es liegt nahe, dass oxidativer Stress und AGEs an den sehr frühen Stufen der Lewi-Körper-Bildung und dem daraus resultierenden Zelltod in PD beteiligt sind. Da das iNOS-Gen durch redoxsensitive Transkriptionsfaktoren reguliert werden kann, könnte die Verwendung membranpermeabler Antioxidantien eine erfolgversprechende Strategie für die Behandlung und Prävention chronischer Entzündungen bei neurodegenera- tiven Erkrankungen darstellen.
KW  - Maillard-Reaktion
KW  - Alzheimer-Krankheit
KW  - Antioxidans
KW  - advanced glycation end products
KW  - Alzheimer Erkrankung
KW  - Antioxidantien
KW  - iNOS
KW  - advanced glycation end products
KW  - Alzheimer's disease
KW  - antioxidants
KW  - iNOS
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2537
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TY  - THES
A1  - Karaaslan, Ferdi
T1  - Untersuchungen zum antikanzerogenen Potential von Benzochinonen: Oxidativer Stress als Auslöser zelltoxischer Effekte
T1  - Investigation on the anti-cancer potential of benzoquinones: oxidative stress as trigger of cell toxic effects
N2  - Die zelltoxische Wirkung von AVEMAR, einem medizinischen Nahrungsergänzungsmittel, wurde erstmalig an einer Vielzahl humaner Tumorzelllinien systematisch untersucht. Die einzelnen Tumorzelllinien reagierten sehr unterschiedlich auf die Inkubation mit AVEMAR. So weisen vier der zwölf Tumorzelllinien (33 %) einen EC50-Wert von mehr als 50 mg/ml auf und waren somit resistent gegenüber AVEMAR, während fünf der zwölf Tumorzelllinien (42 %) einen EC50 Wert von <10 mg/ml aufweisen. Für drei Zelllinien wurde ein EC50-Wert zwischen >10 und <25 mg/ml nachgewiesen. Zwischen der Wachstumsgeschwindigkeit der Zellen und ihrer Empfindlichkeit gegenüber dem AVEMAR-Effekt war kein Zusammenhang zu erkennen; ebenso wurde ausgeschlossen, dass der AVEMAR Effekt auf einer unspezifischen Wirkung beruht. Zur weiteren Untersuchung wurden vier der zwölf Zelllinien ausgewählt: BxPC-3 (EC50: 4,9 +/- 0,42 mg/ml); 23132/87 (EC50: 9,3 +/- 0,28 mg/ml); HT-29 (EC50: 15,35 +/- 0,21 mg/ml) und HRT-18 (EC50: 21,3 +/- 0,42 mg/ml). Die Wirkung von 10 mg/ml AVEMAR auf diese vier Zelllinien war nach einer Inkubationsdauer von 24 Stunden: zelltoxisch (BxPC-3), zytostatisch (23132/87 und HT-29) und schwach zytostatisch (HRT-18). Insbesondere für HRT-18 war der zytostatische Effekt von AVEMAR begrenzt und bereits nach 48 Stunden in Kultur ohne AVEMAR nicht mehr zu beobachten. Im Gegensatz dazu war der zelltoxische Effekt von AVEMAR auf Zellen der Linie BxPC-3 extrem rasch (<24 Stunden) und absolut irreversibel. Dieser zelltoxische Effekt ähnelt der Wirkungsweise von 2,6-Dimethoxy-1,4-Benzochinonen, wobei nicht geklärt ist, ob reaktive Sauerstoffspezies oder andere Formen von Radikalen, z.B. Stickstoffradikale, entstehen. Diese Vermutung wird dadurch gestützt, dass ausschließlich Glutathion, welches als Radikalfänger an zahlreichen enzymabhängigen Reduktionsreaktionen beteiligt ist, die zelltoxische Wirkung von AVEMAR kompensieren konnte. Katalase, die die Detoxifikation von Wasserstoffperoxid katalysiert, zeigte in Gegenwart von AVEMAR keine Wirkung, war aber in Gegenwart von Benzochinonen wirksam. Da bei oxidativem Stress auch Wasserstoffperoxid entsteht, scheint die zelltoxische Wirkung von AVEMAR bei BxPC-3 nicht auf Auslösung von oxidativem Stress zu beruhen, sondern auf der Induktion von Radikalen bzw. toxischen Metaboliten anderer Art. Der bei den Tumorzelllinien 23132/87 und HT-29 beobachtete, weniger aggressive zytostatische Effekt von AVEMAR basiert nicht auf der Induktion freier Radikale, da Glutathion ohne Wirkung war. Mit der Zytostase einhergehend war eine deutliche Verringerung des intrazellulären ATP-Gehalts um bis zu 60 % bei 10 mg/ml bzw. 100 % bei 50 mg/ml AVEMAR. Zusätzlich zur Wirkung von AVEMAR wurden weitere Weizenprodukte auf mögliche zelltoxische bzw. zytostatische Effekte getestet und zwar Weizenkeimlinge, handelsübliches Weizenmehl vom Typ 405 und Weizenlektine. Interessanterweise wurde je nach Zelllinie auch für diese Weizenprodukte ein zelltoxischer Effekt in vitro nachgewiesen. AVEMAR weist zelltoxische und zytostatische Effekte auf. Beide Effekte werden nicht über oxidativen Stress vermittelt. Die zelltoxische Wirkung von AVEMAR wird durch Nicht-Sauerstoffradikale bzw. toxische Metabolite vermittelt. Damit wurde der postulierte Hauptmechanismus von AVEMAR - nämlich die Induktion von oxidativem Stress durch Benzochinone - nicht bestätigt. AVEMAR stellt ein nebenwirkungsarmes, gut verträgliches und günstiges Nahrungsergänzungsmittel dar. Die vorliegende Arbeit, aber auch klinische Studien haben eine Wirksamkeit von AVEMAR gegenüber Tumoren gezeigt. Da zahlreiche onkologische Patienten sehr motiviert sind, neben der Chemo- und Radiotherapie, weitere Maßnahmen gegen ihr Krebsleiden zu ergreifen, sind Empfehlungen von Supportivprodukten, deren zugrunde liegenden Mechanismen weitestgehend aufgeklärt sind und für die ein wissenschaftlicher Nachweis ihrer Wirksamkeit vorliegt, sicherlich ein zu begrüßender Schritt zur ganzheitlichen Betreuung onkologischer Patienten.
N2  - The cytotoxic effect of the medical nutriment AVEMAR was investigated on a variety of different human cancer cell lines. The cells of the investigated cell lines reacted very differently to AVEMAR. Four of the twelve (33%) tested cell lines showed an EC50 value above 50 mg/ml and were therefore resistant against AVEMAR, while five of them (42%) showed an EC50 value below 10 mg/ml. Three cell lines showed an EC50 value between 10 and 25 mg/ml. There was no correlation between the growth rate of the cells and the cytotoxic effect of AVEMAR; although there was no evidence that the AVEMAR effect was based on an unspecific protein effect. Four of the twelve tested cell lines were chosen for further investigation: BxPC-3 (EC50: 4,9 +/- 0,42 mg/ml); 23132/87 (EC50: 9,3 +/- 0,28 mg/ml); HT-29 (EC50: 15,35 +/- 0,21 mg/ml) and HRT-18 (EC50: 21,3 +/- 0,42 mg/ml). The observed effect of AVEMAR after an incubation of 24 hours was: cytotoxic (BxPC-3), cytostatic (23132/87 and HT-29) and weakly cytostatic (HRT-18). The cytotoxic effect of AVEMAR was limited, especially for HRT-18, and was no longer present after 48 hours in cell cultures without AVEMAR. In contrast, the cytotoxicity of AVEMAR was fast (<24 hours) and absolutely irreversible on the cell line BxPC-3. The characteristics of the AVEMAR-induced cytotoxicity are similar to the cytotoxic effect induced by 2.6-dimethoxy-1.4-benzoquinones, although there is no proof for the existence of reactive oxygen species or other radicals (e.g. nitrogen radicals). This assumption is based on the significant protective effect of the unspecific radical scavenger glutathione against AVEMAR, which plays a part in many enzyme-dependent redox reactions. Catalase, which is able to detoxicate hydrogen peroxide, showed no protective effect in the presence of AVEMAR, but strong protective effects in the presence of benzoquinones. Since hydrogen peroxide is also formed under oxidative stress, the cytotoxic effect of AVEMAR does not seem to be caused by triggering oxidative stress, but rather by the induction of radicals or toxic metabolites of another kind. The less aggressive cytostatic effect of AVEMAR observed in 23132/87 and HT-29 cells is not based on the induction of free radicals. Evidence for this is the missing protective effect of glutathione. Besides the observed cytostatic effect, a marked reduction in the intracellular content of ATP of up to 60% at a concentration of 10mg/ml AVEMAR, and 100% at 50 mg/ml could be shown. In addition to the effects of AVEMAR, the cytotoxic effects on other wheat products such as wheat germs, wheat flour type 405, and wheat lectins were investigated. Interestingly, depending on the tested cell lines, cytotoxic effects for these wheat products could be shown in vitro. AVEMAR shows both cytotoxic and cytostatic effects, which are not mediated by oxidative stress. The cytotoxic effect of AVEMAR is mediated by radicals or toxic metabolites other than reactive oxygen species. Hence, the postulated main mechanism of AVEMAR – which was the induction of oxidative stress – could not be confirmed. AVEMAR represents a well-tolerated, inexpensive dietary supplement with few side effects. The anti-cancer effect of AVEMAR was shown in this paper, as well as in many in vitro, in vivo and clinical studies. The majority of cancer patients are open to alternatives to radio- and chemotherapy for fighting their disease. This is why the recommendation of supportive products, whose underlying mechanisms are widely solved and whose efficacy is scientifically proven, would be a welcome step towards the holistic treatment of cancer patients.
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Benzochinone
KW  - Weizen
KW  - Antioxidans
KW  - Onkologie
KW  - AVEMAR
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Benzochinone
KW  - Weizen
KW  - Antioxidans
KW  - Onkologie
KW  - AVEMAR
KW  - oxidative stress
KW  - benzoquinones
KW  - wheat
KW  - antioxidant
KW  - oncology
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-79063
ER  -