@phdthesis{Mau2008,
  author    = {Marcus Mau},
  title     = {In vitro-Wachstum und-Differenzierung porciner Skelettmuskelzellen unter dem Einfluss der Isoflavone Genistein und Daidzein},
  journal    = {In vitro growth and differentiation of porcine skeletal myoblasts under the influence of genistein and daidzein},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000466-4},
  year      = {2008},
  abstract  = {Soja geh{\"o}rt aufgrund seines hohen Proteingehaltes seit Jahrtausenden zu den Grundnahrungsmitteln des Menschen. Daneben wird Soja sowohl in Europa als auch in Asien als Erg{\"a}nzungsfutter in der Tierern{\"a}hrung verwendet. Die enthaltenen Isoflavone verursachen in vivo m{\"o}glicherweise positive, systemische Effekte, was aus erh{\"o}hten Geburtsgewichten sowie dem verbesserten postnatalen Wachstum von Ferkeln abgeleitet wurde. In weiteren Studien, in denen nach F{\"u}tterung im Blut der Tiere eine Daidzeinmenge von ca. 1 µmol/l zirkulierte, wurde das Wachstum der Ferkel nicht beeinflusst. Ferner zeigten die Isoflavone Genistein und Daidzein in vitro h{\"a}ufig ambivalente Effekte auf das Wachstum von Maus oder Ratte abgeleiteten Muskelzellkulturen in Abh{\"a}ngigkeit von der Dosis und Einwirkzeit. Die direkte Wirkung der Isoflavone auf das Wachstum und die Differenzierung von Skelettmuskelzellen wurde bisher f{\"u}r das Hausschwein nicht untersucht, obgleich es {\"u}ber sojahaltiges Futter einer kontinuierlichen Zufuhr von Isoflavonen ausgesetzt und eine Beeinflussung des Wachstums aufgrund der zuvor genannten Studien denkbar ist. Zudem wurde bisher die Expression der {\"O}strogenrezeptoren, als m{\"o}gliche Bindungsorte f{\"u}r Isoflavone, weder auf Protein- noch auf mRNA-Ebene im Skelettmuskel des Schweins beschrieben. Die vorliegende Arbeit verfolgte daher das Ziel, ein in vitro-Modell in Form einer Satellitenzellkultur aus dem M. semimembranosus f{\"u}r die Untersuchung des Muskelwachstums beim Hausschwein zu etablieren. Erstmals sollte daran die direkte Wirkung der Isoflavone Genistein und Daidzein in physiologischen sowie nicht-physiologischen Konzentrationen auf Basisprozesse des exponentiellen Wachstums und der Differenzierung unter Ber{\"u}cksichtigung m{\"o}glicher wachstumsfaktorvermittelter Regulations¬mechanismen beschrieben werden. Die Isoflavonwirkung auf die DNA-Synthese der Muskelzellen wurde im Vergleich mit den {\"O}strogenen 17beta-{\"O}stradiol und {\"O}stron sowie in weiteren Versuchen in Kombination mit den Wachstumsfaktoren IGF-I und EGF betrachtet. F{\"u}r die Bestimmung der Einfl{\"u}sse von Genistein und Daidzein auf die Proliferation porciner Skelettmuskelzellen wurden die DNA-Syntheserate, der Zellzyklus, Zelltod sowie DNA-Sch{\"a}den und deren Reparatur nach Entzug der Isoflavone gemessen. Um den Einfluss der genutzten Isoflavone und 17beta-{\"O}stradiol auf die Differenzierung der Skelettmuskelzellen zu untersuchen, erfolgte die Bestimmung des Fusionsgrades sowie die Messung der Creatinkinase-Aktivit{\"a}t. Zus{\"a}tzlich wurde der Proteinmetabolismus als Einbau bzw. Freisetzung von [3H]-Phenylalanin betrachtet. Ferner erfolgte die Untersuchung der Expression der {\"O}strogen- und Tyrosinkinaserezeptoren, EGF-R und IGF-1R, mithilfe der RT-PCR, des Immunoblots und der Immunhistochemie w{\"a}hrend der Proliferations- und/oder der Differenzierungsphase. Aus dem porcinen M. semimembranosus wurde erfolgreich ein Satellitenzellpool etabliert und erstmals die Expression der {\"O}strogenrezeptoren alpha und beta im porcinen Skelettmuskel und dem davon abgeleiteten Zellpool gezeigt. Die Ergebnisse lassen weiterhin negative Wirkungen der getesteten Isoflavone auf das Muskelzellwachstum in Ferkeln vor allem ab zirkulierenden Serumkonzentrationen von > 1 µmol/l, jedoch keine Effekte der {\"O}strogene auf die Zellproliferation erwarten. IGF-I und EGF erwiesen sich als wirkungsvolle Stimulatoren des porcinen Muskelzellwachstums, was f{\"u}r EGF in der Zellkultur mit serum- und wachstumsfaktorfreiem Medium erstmals gezeigt wurde. Dar{\"u}ber hinaus wirken IGF-I und EGF scheinbar den toxischen Effekten hoher Isoflavondosen entgegen. Dennoch erniedrigte Genistein (100 µmol/l) deutlich die wachstumsfaktorvermittelte DNA-Synthese in porcinen Satellitenzellkulturen. Interessanterweise war unter dem Einfluss nahrungstypischer Daidzeinkonzentrationen (1 und 10 µmol/l) in Kombination mit IGF-I eine signifikante Erh{\"o}hung der Zellzahl zu beobachten. In der differenzierenden porcinen Muskelzellkultur verringerten sowohl {\"O}strogene als auch Isoflavone dosisabh{\"a}ngig die Proteinabbaurate. Obgleich {\"O}strogene allgemein beim Schwein nicht als F{\"o}rderer des Muskelwachstums gelten, haben {\"O}strogene und nahrungstypische Isoflavonkonzentrationen das Potential, den Protein¬metabolismus des porcinen Skelettmuskels zu beeinflussen. Auf der anderen Seite f{\"u}hrten hohe Isoflavonkonzentrationen (20; 100 µmol/l) zu einer Abnahme der Proteinmenge und wirkten als Toxine auf die differenzierenden Skelettmuskelzellen. Da das Schwein eine dem Menschen {\"a}hnliche Physiologie und einen f{\"u}r die Isoflavone vergleichbaren Metabolismus besitzt, sind die Ergebnisse dieser Arbeit nicht nur f{\"u}r die Tierern{\"a}hrung bedeutsam, sondern ebenso f{\"u}r die Beurteilung der Auswirkungen sojabasierter Babynahrung auf Entwicklungsprozesse beim menschlichen Neugeborenen, was in zuk{\"u}nftigen Untersuchungen zu den Wirkungen der Sojaisoflavone ber{\"u}cksichtigt werden sollte.},
  language  = {de}
}