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Die Haupttodesursache bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz stellen kardiovaskuläre Ereignisse dar. Diese sind auf eine vaskuläre Kalzifizierung (VC) im Rahmen der CKD-MBD zurückzuführen. Pathophysiologisch scheinen im Rahmen der vaskulären Kalzifizierung u.a. TGF-ß1 und der Calcium-sensing Rezeptor eine tragende Rolle zu spielen. Calcimimetika, allosterische Modulatoren des Calcium-sensing Rezeptors, stellen hierbei in vitro einen möglichen Therapieansatz der vaskulären Kalzifizierung dar.
Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss von Calcimemitika und TGF-ß1 auf die vaskuläre Kalzifizierung zu untersuchen. Methodisch wurde hierfür ein in vitro Modell mittels Anzucht von humanen glatten Gefäßmuskelzellen (hVSMCs) aus koronararteriellen Gefäßen gewählt. Eine Simulation der CKD-MBD erfolgte durch Zugabe von Calcium und anorganischem Phosphat. Qualitative und quantitative Calciummessungen erfolgten durch eine von Kossa Färbung und ein O-Cresolphthalein-Complexon-Assay. Die Analyse der intrazellulären Signalkaskade erfolgte mittels Westernblot. Die Darstellung der Apoptose wurde durch einen TUNEL-Assay realisiert.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in vitro das Calcimimetikum R568, wie auch TGF-ß1 als Einzelsubstanz die VC signifikant verringern konnten. Die Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 führt jedoch zum Verlust der kalzifizierungsinhibierenden Wirkung der Einzelsubstanzen. Ursächlich zeigte sich hier eine Interferenz von R568 und TGF-ß1 im ERK 1/2 Signalkaskadeweg. So führte die Stimulation von hVSMCs mit R568 zu einer Aktivierung von ERK 1/2. Durch Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 wird die R568 vermittelte ERK-Phosphorylierung inhibiert. Durch ERK-Inhibition wird wiederum die Wirkung von R568 auf die VC vollständig aufgehoben. Im TUNEL-Assay konnte zudem gezeigt werden, dass die Einzelsubstanzen R568 und TGF-ß1 zur Reduktion der Apoptose im Rahmen der VC führen, durch Co-Inkubation von R568 und TGF-ß1 der antiapoptotische Effekt jedoch wieder verloren ging.
Weitere Untersuchungen, insbesondere im Hinblick auf die intrazellulären Signalwege sind nötig, da der ERK 1/2 Signalkaskadeweg ein potentielles Ziel in der Behandlung der VC darstellt. Eine Übertragung der hier generierten Erkenntnisse sollte zudem im Tiermodell erfolgen.
Das Endothel stellt eine Barriere und zugleich Verbindung zwischen intra- und extravasalem Raum dar. Es ist wesentlich an der Regulation des Gefäßtonus beteiligt. Über die Freisetzung von Stickstoffmonoxid (NO) wird dabei die endothelabhängige Vasodilatation gesteuert. Die Beeinflussung der Endothelzellen durch kardiovaskuläre Risikofaktoren (Hypertonie, Rauchen, Diabetes, Hyperlipidämie) kann zur Entstehung atherosklerotischer Läsionen führen. Die Wirkung dieser Risikofaktoren geht auf freie Sauerstoffradikale zurück, die zu einer endothelialen Dysfunktion führen. Diese ist das wesentliche pathogenetische Korrelat in frühen Stadien der Atherosklerose. Ein zentraler Ausgangspunkt in der Atherogenese ist die Adhäsion von Leukozyten am Endothel. Der Kontakt verläuft in mehreren Schritten, wobei in jeder Phase, vom Anheften der Leukozyten an die Gefäßwand bis zur Zellmigration aus dem Lumen in die Gefäßwand, Adhäsionsmoleküle beteiligt sind. Einzelne Adhäsionsmoleküle, die zur Gruppe der Immunglobuline und der Selectine gehören, stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Bei der behandelten Fragestellung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Hypertonie an der Entstehung atherosklerotischer Gefäßveränderungen maßgeblich beteiligt ist. Wir prüften die Hypothese, dass bei Patienten mit einer koronaren Herzkrankheit die Konzentration von Adhäsionsmolekülen im Plasma erhöht ist. Es wurde die Konzentration von sVCAM-1 (soluble vascular adhesion molecule-1), sICAM-1 (soluble intercellular adhesion molecule-1) und sL-Selectin bei zwei Gruppen von essentiellen, nichtdiabetischen Hypertonikern mit normaler Nierenfunktion bestimmt. Die Einteilung in Patientengruppen mit und ohne KHK erfolgte anhand eines koronarangiografischen Befundes, der innerhalb des letzten Jahres vor Studienbeginn erhoben wurde. Diese Koronarangiografie wurde im Rahmen der bisherigen Diagnostik und Therapiekontrolle, nicht jedoch extra wegen dieser Studie durchgeführt. Im Plasma von 44 Hypertonikern mit und 40 Patienten ohne KHK wurden die Adhäsionsmoleküle sVCAM-1, sICAM-1 und sL-Selectin bestimmt und miteinander verglichen. Ebenso gingen in die Auswertung weitere Laborparameter und anamnestische Daten ein, die zum Risikoprofil einer KHK gehören. Weiterhin wurden durch Diskriminanzanalyse und Regression diejenigen Risikofaktoren und/oder Laborparameter ermittelt, die unsere Gruppe der Patienten mit KHK (am besten) charakterisieren. Die Fall- (KHK-Patienten) und Kontrollgruppe (Hypertoniker ohne KHK) waren bezüglich des Alters, des Body-Mass-Index und des systolischen Blutdruckes vergleichbar. Hinsichtlich des diastolischen Blutdruckes unterschieden sich beide Gruppen signifikant. Auch die Lipidparameter Lp(a) und HDL-Cholesterol und inflammatorische Marker (vWF und CRP mit p=0,053) waren in den Gruppen signifikant unterschiedlich. Die Konzentration der löslichen Adhäsionsmoleküle sICAM-1, sVCAM-1 und sL-Selectin waren bei Hypertonikern mit einer KHK gegenüber der Vergleichsgruppe ohne KHK im Trend erhöht. Diese Unterschiede waren jedoch statistisch nicht signifikant. Hypertone Patienten mit einer angiografisch gesicherten KHK haben eine signifikant höhere Konzentration von Homocystein im Plasma (p<0,05). Aus den Diskriminanzanalysen kann abgeleitet werden, dass neben dem Blutdruck (systolisch und diastolisch) die antihypertensive und lipidsenkende Therapie sowie der sL-Selectin-Wert die Zugehörigkeit eines Patienten zur Gruppe der an KHK Erkrankten bestimmt. Wenngleich diese Ergebnisse keine Rückschlüsse auf pathophysiologische Zusammenhänge gestatten, können sie als Bestätigung der Arbeitshypothese gewertet werden, wonach sowohl der Blutdruck als auch die Adhäsionsmoleküle an der Entstehung der KHK beteiligt sind. Die multiple Regression brachte zum Ausdruck, dass neben dem systolischen Blutdruck, Alter und Homocysteinwert signifikant mit den sVCAM-1 Werten assoziiert sind. Der Zusammenhang zwischen sVCAM-1 und Homocystein kann über eine mögliche Lipidoxidation erklärt werden. Als Konsequenz aus diesen Ergebnissen rückt die Bestimmung von oxidiertem LDL in den Blickpunkt für weitere Untersuchungen. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich in das Spektrum der vielfältigen Untersuchungen zur endothelialen Dysfunktion und zur Rolle der Adhäsionsmoleküle in der Atherogenese eingliedern. Die zunehmende Häufung von kardiovaskulären Risikofaktoren und deren Folgen für Gesundheit und Lebensqualität unterstreicht die Notwendigkeit, der Erforschung pathophysiologischer Grundlagen und der Prävention von Gefäßschädigungen weiterhin große Bedeutung einzuräumen. Dabei kann die Beurteilung der endothelialen Funktion ein Bestandteil einer exakten Evaluation des kardiovaskulären Risikos werden. Die Messung der löslichen Bestandteile von Adhäsionsmolekülen stellt dabei eine aussagekräftige und relativ leicht messbare Größe dar. Bei der Interpretation der Daten ist jedoch stets der Einfluss weiterer Risikofaktoren und Confounder zu beachten.