Lisa Gildein

• Adipositas und die hiermit verbundenen Folgen und Krankheitsbilder (wie Diabetes mellitus, Koronare Herzerkrankung etc.) haben sich in den letzten Jahren und Jahrzehnten zu einem globalen Problem entwickelt. Mögliche Therapieansätze und die Risikominimierung der Entstehung von Folgeerkrankungen (wie z.B. der Nichtalkholischen Fettlebererkrankung) sind somit immer weiter in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Da eine Korrelation zwischen hohem Körpergewicht und niedrigem Vitamin D-Spiegel mehrfach beschrieben wurde ebenso wie die positivenAdipositas und die hiermit verbundenen Folgen und Krankheitsbilder (wie Diabetes mellitus, Koronare Herzerkrankung etc.) haben sich in den letzten Jahren und Jahrzehnten zu einem globalen Problem entwickelt. Mögliche Therapieansätze und die Risikominimierung der Entstehung von Folgeerkrankungen (wie z.B. der Nichtalkholischen Fettlebererkrankung) sind somit immer weiter in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Da eine Korrelation zwischen hohem Körpergewicht und niedrigem Vitamin D-Spiegel mehrfach beschrieben wurde ebenso wie die positiven (u.a. antiinflammatorischen) Wirkungen des Vitamin D auf den menschlichen und murinen Organismus, beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Möglichkeit einer Vitamin D-Substitution als möglichen Therapieansatz zur Prävention und besseren Behandlung adipöser Folgeerkrankungen. Zur Anwendung kam in der vorliegenden Arbeit ein Adipositas-Mäuse-Modell, wobei der Fokus auf der Untersuchung des epididymalen, weißen Fettgewebes lag. Verglichen wurden jeweils zwei Gruppen unter Niedrigfett- und Hochfett-Diät von denen jeweils eine Gruppe eine Hochdosis-Vitamin D3-Substitution erhielt. Das Fettgewebe wurde auf RNA- (mittels PCR) und Protein-Ebene (mittels ELISA und Western Blot) sowie auf mikroskopischer Ebene untersucht. In der Gruppe der adipösen Tiere konnte bei den Tieren unter Hochfett- und Hoch-Vitamin D3-Diät ab Beginn der Substitution eine vermehrte Gewichtszunahme beobachtet werden. Einhergehend hiermit zeigten sich auf RNA-Ebene Hinweise auf eine vermehrte Hypoxie des Fettgewebes, die wir im Rahmen einer v.a. zunehmenden Hypertrophie als Mechanismus der Fettgewebszunahme werteten. Eine vermehrte Makrophagen-Einwanderung infolge der Hypoxie sowie ein Switch der Makrophagenpopulation in Richtung der pro-inflammatorischen M1-Makrophagen konnte beobachtet werden. Auf mikroskopischer Ebene bestätigte sich dies mit einer Zunahme an ‚crown like structures’, als morphologisches Korrelat der Ansammlung von M1-Makrophagen um die Adipozyten. Als möglicher Ausdruck der vermehrten Fettgewebsinflammation konnte auch eine Zunahme an Insulinresistenz bei den Tieren unter Hochfett-Diät und Hoch-Vitamin D3-Substitution gezeigt werden. Neben erhöhten Glukose- und Insulinspiegeln im Serum der erwähnten Versuchsgruppe zeigten sich auch auf zellulärer Ebene eine Herabsetzung der Translation und Transkription von Genen der Insulinreiz-Antwort und Glukose-Aufnahme (IRS1 und GLUT4). Zusammenfassend entsteht der Eindruck, dass die Vitamin D-Substitution im vorliegenden Untersuchungsmodell keinen positiven Effekt auf die niedriggradige Fettgewebsinflammation sowie auf die hierausfolgende Ausbildung einer Insulinresistenz hat. Als Ursache hierfür muss die gleich zu Beginn des Versuchsaufbaus auffallende vermehrte Gewichtszunahme unter Hochfett-Diät und Hochdosis-Vitamin D3-Substitution beim Vergleich der Hochfett-Gruppen gewertet werden. Der mögliche positive Effekt des Vitamin D3 scheint im untersuchten Zeitraum dem negativen Effekt des vermehrten Übergewichts nicht entgegenwirken zu können.…
• As obesity and affiliated diseases (e.g. type 2-diabetes and coronary heart disease) have become an increasing problem for nations across the globe, science has been focusing on therapeutic approaches and ways to minimize the risk of developing connected illnesses such as non-alcoholic fatty liver disease. A correlation between obesity and low levels of vitamin D as well as positive effects of vitamin D on humans and mice have been the topic of many studies. This dissertation is examining the effects of vitamin D on obese mice as a possibleAs obesity and affiliated diseases (e.g. type 2-diabetes and coronary heart disease) have become an increasing problem for nations across the globe, science has been focusing on therapeutic approaches and ways to minimize the risk of developing connected illnesses such as non-alcoholic fatty liver disease. A correlation between obesity and low levels of vitamin D as well as positive effects of vitamin D on humans and mice have been the topic of many studies. This dissertation is examining the effects of vitamin D on obese mice as a possible therapeutic option. We compared four groups of mice: two groups received a high-fat or a low-fat diet respectively. Within these two groups, some mice received a high dose of a vitamin D substitution over the last two weeks of the experiment. For this paper, we focused on the white adipose tissue and examined RNA (via PCR) and protein levels (via ELISA and Western Blot) as well as microscopic patterns. We observed an increase in weight in those mice fed a high fat- and high vitamin D-diet. Looking at RNA levels, the increased weight was accompanied by signs of increased hypoxia. We considered this a sign of further adipocyte hypertrophia in these biggest mice. As a result of hypoxia, we observed an increased migration of macrophages into the white adipose tissue and a switch towards the proinflammatory M1-subpopulation. On a histological level, this was confirmed by an increased number of ‚crown like structures’, which consist of macrophages gathering around an adipocyte and are considered to correlate with adipose tissue inflammation. The mice fed a high-fat and high vitamin d-diet showed signs of increased insulin resistance which we attribute to the increase in adipose tissue inflammation. In summary, we were not able to show any positive effects of vitamin D on adipose tissue inflammation and insulin resistance in the presented model of obese mice. The further increase in weight seems to outweigh possible positive effects of vitamin D in this experimental set-up.…