TY  - THES
A1  - Mühlfelder, Melanie
T1  - Protektive kardiovaskuläre Effekte weiblicher Sexualsteroide - Estrogenrezeptoren reduzieren den Aldosteron-induzierten oxidativen Stress in glatten Gefäßmuskelzellen
T1  - Protective effects of female sex hormones in cardiovascular system - Both estrogen receptor subtypes, ERα and ERβ, prevent aldosterone-induced oxidative stress in VSMC
N2  - Reaktive Sauerstoffspezies (ROS, engl. reactive oxygen species) sind hochreaktive Biomoleküle, die in geringen Konzentrationen ubiquitär als Produkte des normalen zellulären Metabolismus entstehen. Zum Schutz vor irreversiblen oxidativen Schädigungen durch diese Moleküle, besitzt der Organismus antioxidative Enzyme und nicht-enzymatische Antioxidantien, die ROS neutralisieren. Eine pathophysiologische Zunahme der Generierung und Freisetzung von ROS und/oder verminderte zelluläre Abwehrmechanismen gegen diese können, in Folge einer gestörten Redox-Homöostase, zur Ausbildung des sog. „oxidativen Stresses“ führen, der unter anderem mit einer Reihe kardiovaskulärer Erkrankungen assoziiert ist. Das Steroidhormon Aldosteron (ALDO), das der Gruppe der Mineralocorticoide angehört, besitzt für den Wasser- und Elektrolythaushalt eine essentielle Bedeutung. Als Agonist bindet ALDO an Mineralocorticoidrezeptoren (MR) in der Niere und im Kolon und stimuliert unter physiologischen Bedingungen über die Aktivierung des MR die renale Rückresorption von Natriumionen und Wasser. Epidemiologische Studien sowie in vitro und in vivo Untersuchungen konnten einen kausalen Zusammenhang zwischen erhöhten ALDO-Serumwerten und/oder einer disproportional erhöhten MR-Aktivierung und einer gesteigerten ROS-Generierung im Herz-Kreislaufsystem belegen. Im Gegensatz zu ALDO besitzt das Sexualsteroid 17β-Estradiol (E2) protektive kardiovaskuläre Effekte. E2 fungiert über zwei intrazelluläre Estrogenrezeptor (ER)-Subtypen, ERα und ERβ, die nach ligandabhängiger Aktivierung als nukleäre Transkriptionsfaktoren die Expression spezifischer Zielgene regulieren. Neben ER-vermittelten vasodilatatorischen und antiinflammatorischen Wirkungen innerhalb der Blutgefäße und des Myokards besitzt E2 unter anderem auch antioxidative Eigenschaften und das Potential die zelluläre Redox-Homöostase günstig zu beeinflussen. Auf Grund dieser Befunde wurde die Hypothese aufgestellt, dass E2 über einen ER-vermittelten Mechanismus dem ALDO-induzierten oxidativen Stress in glatten Gefäßmuskelzellen der Ratte (PRSMC, für engl. primary rat smooth muscle cells) entgegenwirkt. Zusätzlich sollte durch die Supplementation des ERα-spezifischen Agonisten 16α-LE2 und des ERβ-spezifischen Agonisten 8β-VE2 zu ALDO-behandelten Zellen untersucht werden, ob die beiden ER-Subtypen redundante, spezifische oder gegensätzliche Effekte bezüglich der aufgestellten Hypothese, besitzen. Durch Färbungen hormonbehandelter PRSMC mit dem ROS-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Dihydroethidium (DHE) und anschließender Quantifizierung der DHE-Fluoreszenzintensität konnte bestätigt werden, dass der ALDO-induzierte oxidative Stress durch die Kosupplementation von E2, 16α-LE2 und 8β-VE2 über einen ERα- und ERβ-vermittelten Mechanismus signifikant reduziert werden kann. Des Weiteren konnte im Verlauf dieser Arbeit belegt werden, dass die intrazelluläre Konzentration des Reduktionsäquivalents Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat in seiner reduzierten Form (NADPH) in ALDO+E2-, ALDO+16α-LE2- und ALDO+8β-VE2-behandelten PRSMC im Vergleich zu nur mit ALDO-behandelten Zellen signifikant erhöht ist. Ferner konnte in Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen gezeigt werden, dass die Kosupplementation von NADPH zu ALDO-behandelten Zellen, die DHE Oxidation in diesen Zellen signifikant unterbindet. Mittels Western Blot Analysen und Enzymaktivitätsassays hormonbehandelter PRSMC ließ sich schließlich nachweisen, dass ALDO die Enzymaktivität und Proteinexpression des NADPH generierenden Enzyms Glukose-6-phosphat Dehydrogenase (G6PDH) supprimiert. Weiter konnte innerhalb dieser Arbeit erstmalig bestätigt werden, dass E2 die Suppression der G6PDH-Aktivität durch ALDO unterbindet und die Enzymaktivität dieses Proteins wieder auf den basalen Wert anhebt. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass E2 der ALDO-induzierten lokalen ROS-Generierung in PRSMC ER-vermittelt entgegenwirkt. Der zugrunde liegende Mechanismus dieses Effekts basiert auf einer Aufrechterhaltung der G6PDH-Enzymaktivität, wodurch die Bioverfügbarkeit des Reduktionsäquivalents NADPH, das eine Schlüsselrolle im zellulären antioxidativen System spielt, gewährleistet wird.
N2  - Reactive oxygen species (ROS) are highly reactive bio-molecules produced as by-products during normal cellular metabolism. Cells are protected against ROS by cellular antioxidative defense mechanisms like antioxidative enzymes and reducing equivalents. However, if the cellular redox state is disrupted and the balance between ROS generation and ROS elimination is excessive, ROS are able to cause oxidative stress which plays an important pathophysiological role in the development of cardiovascular diseases. The mineralocorticoid hormone aldosterone (ALDO) mediates electrolyte and volume balance via binding and activation of its mineralocorticoid receptor (MR) to elevate systemic blood pressure through renal effects. However, excessive or disproportional MR activation is associated with oxidative stress. This results in a decreased bio-availability of nitric oxide (NO) and inflammation in the vasculature leading to fibrosis, vascular remodelling and endothelial dysfunction thereby contributing to hypertension as well as renal and cardiac failure. In contrast to ALDO, the sex hormone 17β-estradiol (E2) is known to have beneficial cardiovascular effects. E2 acts via its cognate intracellular estrogen receptor (ER) subtypes ERα and ERβ which are defined as nuclear ligand-activated transcription factors. E2 procure cardio- and vasoprotective effects among others by its antioxidative properties. Based upon these findings we proposed the hypothesis that ALDO and E2 may have opposing effects on ROS generation in rat vascular smooth muscle cells (PRSMC). Furthermore, the co treatment of E2 and the specific ER-agonists 16α-LE2 and 8β-VE2 to ALDO-treated cells should reveal whether the two ER-subtypes mediate redundant, specific or opposing effects. Respective experiments of dihydroethidium (DHE) fluorescent microphotography and quantification of its fluorescence intensity revealed that ALDO-induced oxidative stress can be attenuated by E2, 16α-LE2 and 8β-VE2. This effect was mediated by ERα and ERβ. Further experiments demonstrated that intracellular levels of the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) were significantly increased in ALDO-treated PRSMC co-supplemented with E2, 16α-LE2 and 8β-VE2. In good agreement with these findings, DHE fluorescence showed decreased ROS generation in ALDO treated cells after co-incubation with NADPH. Additionally, molecular and biochemical analyses gave evidence for restored activity and protein expression of the major intracellular NADPH generating enzyme glucose 6 phosphate dehydrogenase (G6PDH) in ALDO+E2 co-treated PRSMC; ALDO treatment alone caused a decrease in G6PDH activity and protein expression. Consequently, E2 can compensate the deleterious effects of ALDO in PRSMC via preservation of G6PDH activity. This enzyme stabilises bio-availability of NADPH, which in turn acts as a key player in cellular antioxidative defense.
KW  - Kardiovaskuläres System
KW  - Estrogene
KW  - Estrogenrezeptoren
KW  - Aldosteron
KW  - oxidativer Stress
KW  - cardiovascular system
KW  - estrogens
KW  - estrogen receptors
KW  - aldosterone
KW  - oxidative stress
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-64943
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wilimsky, Jan Michael
T1  - Einfluss von Östrogen und Gestagen auf Endothelfunktion und Blutdruckregulation bei ovarektomierten Ratten
T1  - Influence of estrogene and gestagene on endothelial function and on regulation of blood pressure in ovarectomized female rats
N2  - Ein intaktes und funktionsfähiges Endothel ist eine entscheidende Vorraussetzung für ein funktionierendes Herz-Kreislaufsystem. Eine Dys-funktion des Endothels ist ein zentrales Glied in der Pathogenese zahlreicher Gefäßkrankheiten (Hypertonie, Atherosklerose, u.a.). Mehrere Mediatoren, welche die vasodilatierende und vasokontraktile Wirkungen des Endothels regulieren, sind für ein physiologisches Zusammenspiel der vernetzten Regel-kreise des Endothels verantwortlich. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von Östrogenen (Ethinylöstradiol) und Gestagenen (Medroxy-Progesteron-Acetat, MPA) bzw. von Drospirenon (aus Ethinylöstradiol und Gestagen) bei ovarektomierten Ratten auf das Gefäß-endothel und die Vasomotorik zu untersuchen. Hierfür wurden isolierte, vorgespannte Segmente der Aorta descendens der Versuchstiere in der Organkammer untersucht. Es erfolgte die Untersuchung der Endothel-abhängigen Gefäßreaktion als dosisabhängige Relaxation auf Acetylcholin mit und ohne Vorinkubation mit Diclofenac bzw. L-NAME, sowie der Endothel-abhängigen Gefäßreaktion auf Sodium-Nitroprussid. Zusätzlich wurde die dosisabhängige Kontraktion auf Norepinephrin bei Vorinkubation mit Diclofenac bzw. L-NAME evaluiert. Die Endothel-abhängige Relaxation auf Acetylcholin ergab bei den mit Drospirenon sowie Spironolacton behandelten, ovarektomierten Tieren ein Relaxationsverhalten, wie es auch typisch für unbehandelte Wildtyp-Ratten ist. Bei den Placebo-behandelten Tieren zeigte sich jedoch eine deutliche Beeinträchtigung der Endothel-abhängigen Relaxation, welche sich durch eine Präinkubation mit dem Arachidonsäure-Synthese-Hemmer Diclofenac egali-sieren liess. Eine stärkere Einschränkung der Endothel-abhängigen Relaxation zeigte sich bei den mit MPA-behandelten Tieren, bei denen sich auch durch Präinkubation mit Diclofenac keine Normalisierung der Gefäßreaktion erzielen ließ. Eine Vorbehandlung mit dem NOS-Inhibitor L-NAME führte zu einem vollständigen Ausfall der Endothel-abhängigen Relaxation mit einer bei steigender Ach-Dosierung auftretenden „paradoxen“ Kontraktion. Bei den mit MPA-behandelten Ratten war dieser Effekt nicht zu beobachten. Die Endothel-unabhängige Relaxation auf SNP war in allen Gruppen ver-gleichbar, mit Ausnahme der Tiere, die MPA erhielten. Bei diesen Tieren war die Endothel-unabhängige Gefäßantwort beeinträchtigt. Die Kontraktion auf Norepinephrin bei Präinkubation mit Diclofenac fiel in allen Gruppen einheitlich aus. Auch bei Präinkubation mit L-NAME zeigte sich in allen Versuchsgruppen eine vergleichbare Gefäßreaktion, wobei die Kontraktion hier in allen Gruppen diskret stärker ausfiel, als ohne Gegenwart von L-NAME. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Ethinyl-östradiol zu keiner funktionell relevanten Beeinträchtigung der Endothelfunktion führt. Medroxy-Progesteron-Acetat hingegen führte in dieser Versuchs-anordnung zu einer deutlichen Einschränkung der Endothelfunktion und beeinträchtigte die Relaxationsfähigkeit der Gefäße erheblich. Im Gegensatz zu Progesteron konnte unter den Bedingungen dieser Arbeit zumindest kein Endothel-schädigender Effekt für Östrogene nachgewiesen werden. Inwieweit Östrogene – über längere Zeit appliziert – in der Lage sind, eine „Endothel-protektive“ Wirkung zu entfalten, kann jedoch im Rahmen der vorliegenden Versuchsanordnung nicht abschließend beurteilt werden.
N2  - An intact and functional endothel is important for the function of the regulation of blood pressure. A dysfunction of the endothel ist one of the most important figures in the pathogenese of several diseases of the vessels. Several mediators, which regulates the vasodilatatioon and vasoconstriction of the endothel are important for the function of the endothel. In this topic, we investigated the influence of estrogene and gestagene on the endothelial function in ovarectomized female rats. Therefore isolated segments of the aorta descendens of the rats are investigated. We looked for the reaction of the endothel in endothel-dependent, and in endothel-independent reaction of the vessels. The endothel-dependent relaxation of acetylcholine showed an normal relaxation, either by the rats with drospirenone and by the rats with spironolactone treatment. The animals withe placebo-treatment showed and much more worse relaxation. The endothel-independent relaxation on SNP was in all groups the same, only by the rats, which were treated with MPA. In this group the reaction of the endothel was much more worse. The contraction of norepinephrine by preincubation with diclofenac was in all groups similar. Although by preincubation with L-NAME was the reaction in all groups the same, the contraction was in all groups a little bit more than without L-NAME. Finally in this study we coud show, that estrogenes have no negative influence on the endothelial function. Medroxy-progesterone-acetate showed in this study an very negative influence of the endothelial function, and the relaxation of the endothel was by that treatment very bad. In this study we couldnt find any effect of negative influence of estrogene treatment on the endothelial function. If estrogenes - over a longer period applicated - may show protective effects on the endothelial function must be investigated in other studies.
KW  - Östrogene
KW  - Gestagene
KW  - ovarektomierte Ratten
KW  - MPA
KW  - Endothelin
KW  - ovarectomized female rats
KW  - influence of estrogene and gestagene
KW  - aldosterone
KW  - MPA
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27145
ER  -