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Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) finden in vielen Produkten des täglichen Verbrauchs Verwendung. Daten über die toxikologischen Eigenschaften von ZnO-NP werden kontrovers diskutiert. Die menschliche Haut ist in Bezug auf die ZnO-NP Exposition das wichtigste Kontakt-Organ. Intakte Haut stellt eine suffiziente Barriere gegenüber NP dar. Bei defekter Haut ist ein Kontakt zu den proliferierenden Stammzellen möglich, sodass diese als wichtiges toxikologische Ziel für NP darstellen. Das Ziel dieser Dissertation war die Bewertung der genotoxischen und zytotoxischen Effekte an humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch niedrig dosierte ZnO-NP nach 24 stündiger Exposition, repetitiven Expositionen und im Langzeitversuch bis zu 6 Wochen. Zytotoxische Wirkungen von ZnO-NP wurden mit 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid-Test (MTT) gemessen. Darüber hinaus wurde die Genotoxizität durch den Comet-Assay bewertet. Zur Langzeitbeobachtung bis zu 6 Wochen wurde die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Zytotoxizität nach 24-stündiger ZnO-NP-Exposition war ab einer Konzentration von 50 µg/ml nachweisbar. Genotoxizität konnten bereits bei Konzentrationen von 1 und 10 µg/ml ZnO-NP beschrieben werden. Wiederholte Exposition verstärkte die Zyto-, aber nicht die Genotoxizität. Eine intrazelluläre NP-Akkumulation mit Penetration der Zellorganelle wurde bei einer Exposition bis zu 6 Wochen beobachtet. Die Ergebnisse deuten auf zytotoxische und genotoxisches Effekte von ZnO-NP hin. Bereits geringe Dosen von ZnO-NP können bei wiederholter Exposition toxische Wirkungen hervorrufen sowie eine langfristige Zellakkumulation. Diese Daten sollten bei der Verwendung von ZnO-NP an geschädigter Haut berücksichtigt werden.
Impact of cardiovascular risk factors on myocardial work-insights from the STAAB cohort study
(2022)
Myocardial work is a new echocardiography-based diagnostic tool, which allows to quantify left ventricular performance based on pressure-strain loops, and has been validated against invasively derived pressure-volume measurements. Myocardial work is described by its components (global constructive work [GCW], global wasted work [GWW]) and indices (global work index [GWI], global work efficiency [GWE]). Applying this innovative concept, we characterized the prevalence and severity of subclinical left ventricular compromise in the general population and estimated its association with cardiovascular (CV) risk factors. Within the Characteristics and Course of Heart Failure STAges A/B and Determinants of Progression (STAAB) cohort study we comprehensively phenotyped a representative sample of the population of Würzburg, Germany, aged 30-79 years. Indices of myocardial work were determined in 1929 individuals (49.3% female, mean age 54 ± 12 years). In multivariable analysis, hypertension was associated with a mild increase in GCW, but a profound increase in GWW, resulting in higher GWI and lower GWE. All other CV risk factors were associated with lower GCW and GWI, but not with GWW. The association of hypertension and obesity with GWI was stronger in women. We conclude that traditional CV risk factors impact selectively and gender-specifically on left ventricular myocardial performance, independent of systolic blood pressure. Quantifying active systolic and diastolic compromise by derivation of myocardial work advances our understanding of pathophysiological processes in health and cardiac disease.