Podcasts about fehlregulation

Das die Therapie mit frequenz-spezifischem Mikrostrom im Breiten- und Profisport ihren Einsatz findet ist mittlerweile bekannt. So auch bei DOSB Sport-Physiotherapeut und Osteopath Frank Leutz in Oberzent im Odenwald. In dieser Podcast-Episode zur Luxxamed frequenz-spezifischen Mikrostromtherapie habe ich mit Frank Leutz über seine Erfahrungen zum Einsatz der Therapie mit frequenz-spezifischen Mikroströmen gesprochen. Von basischen Wickeln zur Entgiftung und Ausleitung bis zur Therapie von akuten und chronischen Beschwerden, findet die Mikrostromtherapie ihren Einsatz im Rehaplus-Odenwald. „Hinter Rehaplus und Vitaplus steht ein ganzheitliches Konzept aus Therapie, Rehabilitation, sportlicher Gesundheit und Fitness. Unser optimal aufeinander abgestimmtes Team setzt personenspezifische Schwerpunkte in der Behandlung sowie im Training.“ (rehaplus-odenwald.de) Seit einigen Jahren setzt Frank Leutz mit seinem Team bereits auf die Mikrostromtherapie und das auch innerhalb seines Rehabilitationskonzept zur Therapie von Arthrofibrose: „Eine Arthrofibrose (von griech. arthron „Gelenk“ und lat. fibra „Faser“) ist eine krankhafte Bindegewebsvermehrung aufgrund einer zellbiologischen Fehlregulation. Bei 5-10 Prozent der Patienten bildet sich nach einer Kniegelenksoperation ständig und überschießend neues Narbengewebe, das zu starken Schmerzen führt. […] In jedem Körper erneuern sich ständig Zellen. Bei einer Schädigung im Gewebe, wie zum Beispiel durch Operationen oder Komplikationen in der Heilung geschieht ein übermäßiger Zellabbau, was den Energiefluss in Zellen, Organen und Gewebe negativ beeinflusst. Bei der Gewebetraumatisierung kommt es vor allem zum Zelluntergang mit anschließenden Zellaufbau, bei der Intoxikation hingegen zur Blockierung der Energiegewinnung und Blockierung des transmembranen Transportes. Durch die Mikrostrom-Therapie wird dieser Energiefluss mit Hilfe von Mikroströmen auf sanfte Weise wieder ins Gleichgewicht gebracht.“ (rehaplus-odenwald.de) https://rehaplus-odenwald.de/ Show-Notes und Transkript: https://www.luxxamed.de/2021/02/17/dosb-sport-physiotherapeut-osteopath-frank-leutz/

In Folge #115 Das Video der aktuellen Folge direkt auf Youtube öffnen Bitte beachten Sie auch immer den aktuellen "Haftungsausschluss (Disclaimer) und allgemeiner Hinweis zu medizinischen Themen" auf https://paleolowcarb.de/haftungsausschluss/ #geNUSS[explosion] von [næhr:sinn] - das low carb knusper nuss müsli [næhr:sinn] geNUSS[explosion] ist ein hochwertiges low-carb* Müsli und besteht zu 100% aus natürlichen Zutaten. Es ist gut als Frühstück und Snack und hat nur 13,7g verwertbaren Kohlenhydraten auf 100g. Es ist getreidefrei und sojafrei. Perfekt für den Start in den Tag. Wir verarbeiten nur hochwertigste, nährstoffreiche Zutaten, die dich länger satt machen und nachhaltig mit Energie versorgen. Wir nutzen ballaststoffreiche Kokosnuss, Erdmandel und heimische Nüsse. 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Mit dem Gutscheincode Evolutionradioshow bekommt ihr 20% auf alle Produkte im BRAINEFFECT Shop unter http://www.brain-effect.com/ Transkript der Folge Der Wunsch nach der Süße ohne Reue ist groß. Im Laufe der letzten Jahrzehnte haben wir einige Substanzen entdeckt, oder im Labor erzeugt, die Süß schmecken, ohne jedoch Kalorien zu liefern. Manche dieser Substanzen haben sich als Gesundheitsschädlich erwiesen, manche scheinen unbedenklich zu sein. Als “neue” Süßstoffe am Markt haben sich in den letzten Jahren, die sogenannten Zuckeralkohole etabliert. Die Ergebnisse einer aktuelleren Studie regen zur Sorge an - könnte Erythrit etwas mit Übergewicht zu tun haben? Bevor wir auf den eigentlichen Artikel eingehen, möchte ich ein paar Worte zu Zucker und Süßstoffen generell loswerden. Generell ist erstrebenswert sich Süßigkeiten und Naschen abzugewöhnen. Egal ob Zucker oder Süßungsmittel, der Griff zum Goodie sollte die Ausnahme bilden. Nun zur aktuellen Studie: [Hootman, Katie C., et al. "Erythritol is a pentose-phosphate pathway metabolite and associated with adiposity gain in young adults." Proceedings of the National Academy of Sciences (2017): 201620079.](http://www.pnas.org/content/114/21/E4233.abstract) Die Arbeit von Katie Hootman und Kollegen hat zu einem großen Aufschrei in der LCHF Gemeinde geführt. Erythrit soll zu Übergewicht führen, oder Übergewicht begünstigen? Kann denn das sein? Die Erythrit-Gegner haben auch nicht lange auf sich warten lassen und in der Studie eine Bestätigung der Grundsätzlichen Skepsis dem Zuckeralkohol mit dem suspekt wirkenden Namen gesehen. Erythrit, kann ja nicht gut sein, ist ja nicht „natürlich“ – oder doch? Aber dazu später. Erst einmal zur eigentlichen Studie. Was wurde gemacht und was waren die Ergebnisse?   Methode Untersucht wurden Collage Studenten (n=172) im Alter zwischen 18-19 Jahren. Die Auswahl der Teilnehmer war Randomisiert und auf gleichmäßige Verteilung der Geschlechter wurde geachtet. Erfasst wurden anthropometrische Daten, Blutplasma (nicht nüchtern) sowie die Körperzusammensetzung via DXA (dual -energy x-ray absorptiometry). Untersucht wurden verschiedene Metabolite (Stoffwechselprodukte) hinsichtlich ihrer möglichen Rolle als Prädiktor für die Entwicklung von Übergewicht. Die Studenten wurden dann hinsichtlich ihrer Fettmasse und dem Hba1c eingeteilt. Daraus ergaben sich 4 Phänotyp Gruppen: Fettmasse Zunahme in der Bauchregion (incident central adiposity gain) Stabiles Fettmasse (stable adiposity) Hba1c in den Top 25% Hba1c in den untersten 10% Ergebnisse der Studie Nach einem Jahr haben 75% der Studenten an Körpergewicht zugelegt. (>0.5kg). Bei 66 Teilnehmern konnten die Forscher eine Fettzunahme in der Bauchregion feststellen. Metabolite als Prädiktor für Fettzunahme in der Bauchregion Die Forscher haben sich verschiedene Metabolite angesehen. Neben Erythritol, auch Fructose, Lactat, Valin und Leucin. Es gab Unterscheide in allen genannten Metaboliten zwischen den Gruppen, allerdings erreicht nur Erythritol das Signifikanzlevel. Interessant ist, dass die höchsten Eryhtritol Konzentrationen in der Gruppe zu finden waren, mit der geringsten Zunahme an Bauchfett. Während die niedrigsten Erythritol Werte in der Gruppe mit den Größten Veränderungen der Bauchfettmasse zu beobachten waren. Eigensynthese von Erythritol Nimmt man Erythrit über die Nahrung auf, dann werden 90 – 95% über den Harn ausgeschieden. 5 – 10% werden zu Eryhtronat oxidiert. Der menschliche Körper ist allerdings auch in der Lage Erythritol selber aus Glucose zu synthetisieren. Diskussion Die Autoren der Studie fanden signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen was Fructose und Erythritol Konzentrationen betrifft. Sie sehen eine positive Assoziation zwischen Erythritol im Plasma und dem Auftreten von Fettmassezuwachs in der Bauchregion. Weitere Untersuchungen werden benötigt um diese Ergebnisse verstehen zu können.   Assoziation ist kein ursächlicher Zusammenhang Soweit die Kurzfassung der Studie. Bevor wir die Ergebnisse weiter besprechen und in wie weit sie für uns relevant sind, ein paar Worte zu statistischen Zusammenhängen. Die Forscher sehen eine positive Assoziation. Das bedeutet, dass Wert A und Wert B gemeinsam auftreten, einen ursächlichen Zusammenhang kann man aus dieser Studie noch nicht ableiten. Wir können also nicht sagen: A verursacht B. Endogene Produktion vs. Exogene Exposition Was die Autoren der Studie auch bemerken ist, dass wir noch nicht wissen, was das mit der exogenen Aufnahme von Erythrit zu tun hat, und ob überhaupt. Das Erythrit, das die Autoren in den Blutproben gefunden haben, stammt ja aus endogener Synthese, und zwar aus Glucose. Jetzt kommen wir zu einem interessanten Punkt. Die Autoren schreiben, dass in bisherigen Studien nicht gezeigt werden konnte, dass Menschen Erythritol endogen synthetisieren können. Sie zitieren dazu eine Studie aus dem Jahr 1993 von Hiel et. al.[1] Dies scheint jedoch nicht mehr ganz aktuell zu sein. Bei weiterer Recherche stellt sich heraus, dass Erythrit von Föten diverser Wiederkäuer selbst produziert wird[2], und nicht nur von Wiederkäuern, sondern auch vom Menschen.   Erythrit und andere Polyole im menschlichen Fötus und der Plazenta 2005 im Journal „Pediatric Research“, welches zu Nature Publishing gehört, veröffentlichte Brusati et al. eine Arbeit mit dem Titel: „Fetal and Maternal Non-glucose Carbohydrates and Polyols Concentrations in Normal Human Pregnancies at Term“[3]. Andere Zucker und Zuckeralkohole wie Inositol, Sorbitol und Erythrit, sind wichtige Energielieferanten für das Ungeborene. Diese Zuckeralkohole finden sich in signifikanten Mengen in der Nabelschnur und, in geringeren Mengen, auch im Blut der Mutter. Besonders interessant ist, dass es zwischen Mutter und Fötus einen relativ großen Konzentrationsgradienten gibt. Dies unterstützt die Annahme, dass der Fötus selbst Polyole (Inositol, Sorbito und Erythritol) synthetisiert. […] Finally, that polyol concentrations are elevated sufficiently in fetal blood to lead to the establishment of relatively large fetal–maternal concentration gradients for polyols such as inositol, sorbitol, and erythritol suggests that the trophoblast may be relatively impermeable to these compounds. The presence of large fetal–maternal concentration ratios for the polyols also suggests that the reduction of sugars to their corresponding alcohols is favored. The role of the polyols in developing tissues is currently unknown. […]   Erythrit in Samen und Reproduktionsorganen Die biologische Bedeutung von Polyolen hat zugenommen, da man größere Mengen in Samen und Reproduktionsorganen findet [4] [5].  Erythritol Produktion beim Rind, steigt mit Fortschreiten der Trächtigkeit an und erreicht einen Peak in der Mitte der Trächtigkeit[6]. Die Bedeutung und der Fokus der Forscher auf Erythritol, gerade in der Veterinärmedizin, hat einen etwas mit einem Bakterium namens Brucella zu tun. Brucellen sind kurze, stabförmige Bakterien. Sie kommen in Geschlechtsorganen und Harntrackt von Rindern, Schafen und Schweinen vor. Sie führen, unter anderem, zu Placentitis, Frühgeburten[7] und Vergrößerung der Geschlechtsorgane. Brucellen haben eine besondere Vorliebe für Erythritol entwickelt. Mit steigender Erythritolkonzentration, steigt auch die Anfälligkeit für eine Brucelleninfektion. Das heißt jetzt nicht, dass Erythritaufnahme über die Nahrung zu einer Brucelleninfektion führt. Die metabolische Besonderheit der Geschlechtsorgane, liefern Nährstoffe, die dem Stoffwechsel von Brucella sehr entgegenkommen. So etwas nennt man auch Parasite-Host Co-Evolution. Erythritol im Serum als Indikator für Übergewicht Welche Rolle könnte Erythritol im Serum nun als Marker für Übergewicht spielen? Das ist ja die zentrale Frage. Wir wissen nun, dass die endogene Synthese von Erythritol nicht wirklich etwas Ungewöhnliches ist und sehr wohl im Menschen bereits beschrieben wurde. Erythritol ist besonders hoch konzentriert in Samen, Geschlechtsorganen, Plazenta, Nabelschnurblut und im Fötus selbst. Erythritol, und andere Polyole dürften eine Rolle in sich entwickelnden Geweben spielen. Mannose ist zum Beispiel notwendig für die Synthese von Glycoproteinen und Glycophospholipiden[8]. Die signifikant höheren Plasmalevel von Erythritol in der Gruppe, die eine deutliche Zunahme an Bauchfettmasse hatten, gegenüber der Gruppe mit stabiler Adipositas, sind interessant und könnten ein Hinweis auf Fehlregulation im PPP (Penthosephosphat Pathway) sein. Bei Übergewicht und Fettleibigkeit sehen wir oft, dass Signalwege überexpremiert werden, welche Zellwachstum, Proliferation und generell anabole Prozesse regulieren. Ähnliches könnte auch hier der Fall sein. Endogene Erythritsynthese könnte auch ein Marker für gestörte Energiegewinnung sein. Wird aus Glucose-6-Phospaht nicht Pyruvat, sondern vermehrt Erythritol synthetisiert, könnte das auch ein Hinweis auf eine gestörte Glycolyse sein. Eine andere Hypothese, die ich nicht allzu weit hergeholt finde, wäre die der Dysbiose. Wir wissen, dass Bakterien in unserem Darm eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Übergewicht spielen. Erythritolsynthese wurde zuerst bei Bakterien beschrieben. Es wäre durchaus denkbar, dass das Erythritol im Plasma seinen eigentlichen Ursprung in bakterieller Synthese im Darmlumen hat, von dort, über eine gestörte Barrierefunktion der Darmwand, in das Blut übertritt und aus diesem Grund dort auch nachweisbar ist. Ähnliches sehen wir bei Lipopolysacchariden (LPS). LPS sind Bestandteile der Zellmembran von Gram-negativen Bakterien. Sie provozieren eine starke Immunantwort und können im Plasma nachgewiesen werden. Fazit Abschließend bleibt zu sagen, dass wir eigentlich noch nicht wirklich viel wissen. Von der Beobachtung höherer Erythritolwerte im Plasma bei Übergewichtigen, zu der Vermutung, Erythrit fördert Übergewicht – das ist schon ein sehr großer Schritt und höchst spekulativ. Ich denke aber, es ist eine spannende Beobachtung, die definitiv weiterer Forschung bedarf. Vor allem im Hinblick auf meine Alternativhypothesen was die Aktivierung von Wachstumsfaktoren, die Fehlregulation der Energiegewinnung oder sogar die bakterielle Komponente betrifft. Referenzen [1] Hiele, Martin, et al. "Metabolism of erythritol in humans: comparison with glucose and lactitol." British Journal of Nutrition 69.01 (1993): 169-176. [2] Peter D. Constable Kenneth W Hinchcliff Stanley H. Done Walter Gruenberg. Veterinary Medicine - A textbook of the diseases of cattle, horses, sheep, pigs and goats, Edition 11. October 25, 2016 Elsevier Health Sciences [3] Brusati, Valentina, et al. "Fetal and maternal non-glucose carbohydrates and polyols concentrations in normal human pregnancies at term." Pediatric research 58.4 (2005): 700-704. [4] Clark, J. B. K., et al. "D-Mannitol, erythritol and glycerol in bovine semen." Journal of reproduction and fertility 13.2 (1967): 189-197. [5] Lewin LM, Yannai Y, Melmed S, Weiss M 1982 myo-Inositol in the reproductive tract of the female rat. Int J Biochem 14:147–150 [6] Samartino, L. E., Traux, R. E., and Enright, F. M. (1994). Invasion and replication of Brucella abortus in three different trophoblastic cell lines. Zentralblatt Veterinarmedizin Reihe B. 41, 229–236. doi: 10.1111/j.1439-0450.1994.tb00223.x [7] Letesson, Jean-Jacques, et al. "Brucella Genital Tropism: What's on the Menu." Frontiers in Microbiology 8 (2017). [8] Brusati, Valentina, et al. "Fetal and maternal non-glucose carbohydrates and polyols concentrations in normal human pregnancies at term." Pediatric research 58.4 (2005): 700-704. Artikel Macht Erythrit dick? Webseiten Paleo Low Carb - JULIAS BLOG | (auf Facebook folgen) Superhumanoid - PAWELS BLOG Super | (auf Facebook folgen)

Die Familie A der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) bildet die größte und vielfältigste aller Transmembranrezeptorfamilien. Ihre Mitglieder spielen eine wesentliche Rolle in fast allen (patho)physiologischen Prozessen. Nach Agonistenbindung aktivieren GPCRs, wie ihr Name andeutet, heterotrimere G-Proteine aber auch G-Protein-unabhängige Signalwege. Die verschiedenen aktiven G-Proteinuntereinheiten (Gα-GTP und βγ) induzieren nach Dissoziation vom Rezeptor entsprechende Signalkaskaden z.B. über Phospholipase A und Cβ. Um eine Fehlregulation zellulärer Prozesse z.B. durch „Überstimulation“ zu verhindern, unterliegen GPCRs strengen Regulationsmechanismen, die ihre Fähigkeit zur Signaltransduktion und ihre Verfügbarkeit an der Zelloberfläche bestimmen. Die Bradykininrezeptoren B1 und B2 (B1R, B2R) gehören zur Familie A der GPCRs, also zu den Rhodopsin-ähnlichen GPCRs, und werden durch die pro-inflammatorischen Peptide desArg9-Bradykinin/desArg10-Kallidin (DABK/DAK) bzw. Bradykinin (BK)/Kallidin aktiviert. Im Gegensatz zum konstitutiv exprimierten B2R, der nach Stimulation schnell desensitisiert und internalisiert wird, erfolgt eine B1R-Expression fast ausschließlich unter pathophysiologischen Bedingungen über Induktion durch Zytokine. Nach Stimulation wird der B1R nicht internalisiert, sondern verbleibt an der Zelloberfläche. Beide Rezeptoren koppeln sowohl an Gαq/11 als auch an Gαi und aktivieren somit weitgehend identische Signalwege [vor allem Phospholipase Cβ (PLCβ) und „mitogen activated protein kinase“ (MAPK)-Kaskaden]. Durch ihre - besonders im Hinblick auf ihre Internalisierungs-eigenschaften - konträre Regulation, stellen die Bradykininrezeptoren ein interessantes Modell zur Untersuchung regulatorischer Mechanismen und deren Einflüsse auf die Signalübertragung von GPCRs dar. Beide Bradykininrezeptoren spielen bei inflammatorischen Prozessen eine Rolle. Sie fördern die Ausschüttung pro-inflammatorischer Zytokine und rekrutieren Immunzellen. Während entzündlicher Ereignisse kommt es zu erhöhter Zytokinfreisetzung z.B. von Interleukin-1β (IL-1β) und dadurch zur de novo Synthese von B1R. Pro-inflammatorische Zytokine wie IL-1β, die zur B1R-Expression führen, induzieren unter anderem aber auch einen Anstieg der Körpertemperatur (Fieber), eine häufige Begleiterscheinung inflammatorischer Vorgänge. Trotz des bekannten Zusammenhangs zwischen Inflammation und erhöhter Temperatur war über den Einfluss eines Temperaturanstiegs auf Membranrezeptoren und ihre Signalvermittlung auf zellulärer Ebene bisher nur sehr wenig bekannt. In dieser Arbeit wurde - unseres Wissens nach - erstmals auf die Temperatur als regulatorische Komponente für GPCR-vermittelte Signalübertragung eingegangen. Am Beispiel der Bradykininrezeptoren wurde gezeigt, dass die Stärke der Signalübertragung von GPCRs signifikant durch eine Temperaturerhöhung von 37°C auf 41°C beeinflusst werden kann. Hierbei war jedoch zwischen einer Temperaturabhängigkeit des Signalwegs selbst und einer rezeptorspezifischen Temperatursensitivität zu unterscheiden. So wurde die Aktivierung von ERK1/2 unter pathophysiologisch erhöhter Temperatur (41°C; normale Körpertemperatur: 37°C) signifikant gesteigert, unabhängig davon ob sie durch B1 oder B2 Rezeptoren stimuliert wurde. Die gesteigerte Aktivität PLCβ-vermittelter Signalkaskaden bei 41°C konnte hingegen auf eine nur für den B1R spezifische Temperaturabhängigkeit zurückgeführt werden. Diese Beobachtung zusammen mit der Tatsache, dass die B1R-Expression unter pathophysiologischen Bedingungen besonders induziert wird, deutet darauf hin, dass der B1R in Kombination mit Fieber eine verstärkte Wirkung im Organismus haben könnte. Ob diese Heilungs-fördernd oder -abträglich wirkt, müsste noch genauer untersucht werden. Neben dem Einfluss der Temperatur wird die Signalübertragung der GPCRs durch die jeweiligen Rezeptorkonformationen und die sich daraus ergebenden Funktionsunterschiede bestimmt. Die Familie A der GPCRs wird durch einige hoch konservierte Strukturmerkmale wie die E/DRY-Sequenz mit R3.50 in der dritten Transmembrandomäne (TM) oder die NPXXY-Sequenz am Ende der siebten TM charakterisiert. Publizierte Ergebnisse deuten darauf hin, dass bovines Rhodopsin durch eine Salzbrücke zwischen R3.50135 (TM3) und E6.30247 (TM6), auch „ionic lock“ genannt, im inaktiven Zustand gehalten wird. Der B2R ist einer der wenigen Peptid-GPCRs, der ein Glutamat an Position 6.30 (E6.30238) trägt, und eignete sich daher zur Untersuchung der Anwesenheit und Funktion eines möglichen „ionic lock“ auch in „nicht-Rhodopsin“-GPCRs. Für alle bisher entsprechend untersuchten GPCRs ist bekannt, dass R3.50 für eine effiziente G-Protein-Aktivierung unabdingbar ist (selbiges wurde in der vorliegenden Arbeit auch für den B2R bestätigt). Die funktionelle Analyse eines „ionic lock“ anhand einer R3.50 Mutation und G-Protein-abhängiger Kaskaden ist deshalb nicht möglich. Die Rolle eines „ionic lock“ im Hinblick auf G-Protein-unabhängige Mechanismen wie die Rezeptorinternalisierung, einem wichtigen Regulationsschritt für die meisten GPCRs, wurde bisher jedoch noch nicht untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass die Rezeptorendozytose durch Mutation von R3.50128 zu Alanin (R3.50128A), im Gegensatz zur G-Protein-Aktivierung, nicht zum Erliegen kommt. Die mutierten Rezeptorkonstrukte wiesen sogar ein konstitutives Internalisierungsverhalten auf. Dies verwies auf unterschiedliche Funktionen dieser Aminosäure bei der G-Protein-vermittelten Signaltransduktion und bei der Rezeptorinternalisierung. Ein Aufbrechen des möglichen „ionic lock“ durch Mutation von E6.30238 zu Alanin oder Arginin resultierte ebenfalls in konstitutiv internalisierenden Rezeptorkonstrukten. Im Gegensatz zur Endozytose zeigten diese Mutanten zwar keine konstitutive Signalübertragung, wurden aber auch durch prinzipiell als Antagonisten klassifizierte Verbindungen effizient aktiviert. Diese Ergebnisse legen einen mehrstufigen Aktivierungsprozess nahe, dessen Stufen sich durch verschiedene Rezeptorkonformationen mit unterschiedlichen Interaktionsmöglichkeiten für die G-Protein-Rekrutierung/Aktivierung oder mit der Internalisierungsmaschinerie [GPCR-Kinasen (GRKs), Arrestine] auszeichnen. Der wechselseitige Austausch der beiden hoch konservierten Aminosäuren R3.50128 und E6.30238 ermöglichte wahrscheinlich die Bildung eines inversen „ionic lock“, wodurch normales B2R-Verhalten wieder hergestellt wurde. Diese Arbeit zeigt somit erstmals, dass ein Aufbrechen eines möglichen „ionic lock“ in einem Peptidrezeptor unterschiedliche Auswirkungen für die Prozesse der G-Protein-Aktivierung und der Rezeptorendozytose haben kann. Dadurch wird die Annahme bestärkt, dass es bei einem GPCR mehrere aktive Konformationen geben kann, die unterschiedliche Affinitäten gegenüber regulatorischen Proteinen (GRKs, Arrestinen) oder Effektoren (G-Proteinen, Arrestinen) aufweisen und dadurch differenziert zelluläre Signale auslösen können. Die Aufklärung der unterschiedlichen Aktivierungsmechanismen von GPCRs in Kombination mit der Herstellung von Verbindungen z.B. sogenannten „small molecule compounds“, die bestimmte Rezeptorkonformationen mit ihren signalspezifischen Eigenschaften stabilisieren können, wäre möglicherweise für die Entwicklung von Agonisten oder Antagonisten, die nur ganz bestimmte Signalwege modulieren und so eine optimierte therapeutische Anwendung erlauben, hilfreich.

HINTERGRUND: Krebserkrankungen sind nach kardiovaskulären Erkrankungen die zweithäufigste Krankheitsgruppe überhaupt in der Medizin. Nach dem aktuellen Stand der Forschung entstehen Tumoren durch Fehlregulation von Proliferation und Differenzierung einzelner Zellen. Diese Vorgänge können in Tiermodellen nachgebildet werden. Eine besonders hohe Aussagekraft haben dabei Tiermodelle, bei denen durch Verwendung eines hybriden Onkogens spontan ein Tumor entsteht. Ein hybrides Onkogen ist aus einem organspezifischen Promotor und einem bekannten Onkogen zusammengesetzt und führt zur Tumorentwicklung in einem bestimmten Organ. Ein Beispiel hierfür sind CEA424/SV 40 large T-Antigen – transgene Mäuse, sie entwickeln reproduzierbar einen Tumor im Antrum des Magens. ZIELSETZUNG: An diesem Tiermodell sollten die Faktoren der organselektiven Entwicklung des Tumors aufgeklärt werden. Hypothesen hierzu waren einerseits, dass dies durch die Integration des Transgens verursacht ist, andererseits, dass im betroffenen Organ spezifische Stimulatoren wirken. Zudem sollte auf der Grundlage von Genexpressionsdaten der Phänotyp der Tumorzellen identifiziert werden. METHODEN: Zunächst wurde mit Walking-PCR die Integrationsstelle identifiziert. Darüber hinaus wurde mit RT-PCR gezielt die Expression von Genen untersucht, welche an der Regulation von Proliferation und Differenzierung des Magens beteiligt sind. Mikroarray-Analysen und ihre computergestützte Auswertung dienten zudem zur Erstellung von Genexpressionsprofilen für verschiedene Zeitpunkte der Tumorentwicklung. ERGEBNISSE: Das Transgen wurde auf dem Chromosom 4 der transgenen Mäuse lokalisiert. Ein Einfluss der Integrationsstelle auf die organspezifische Tumorentstehung konnte dabei nicht gesehen werden. Die Genexpressionsanalyse ergab, dass im Verlauf der Tumorentwicklung die Wnt-Signalkaskade hochreguliert ist. Dieser Signalweg ist als wichtiger Stimulator der Proliferation vor allem in Stammzellmilieus des Gastrointestinaltraktes bekannt. Weiterhin zeigte sich für die Differenzierungsfaktoren Ihh, Notch1 und Pdx1 sowie für das Hormon Gastrin mit fortschreitender Tumorentwicklung eine verminderte Expression, was auf einen Verlust bestimmter Differenzierungswege im Tumorgewebe schließen lässt. In den Genexpressionsprofilen zeigte sich ein neuroendokriner Phänotyp der Tumorzellen.

In der vorliegenden Dissertation untersuchten wir mit Hilfe des psychopathologischen Tiermodells der HAB- und LAB-Ratten, welche sich nicht nur bezüglich ihrer genetisch determinierten Emotionalität und ihrer Stressbewältigungsstrategien, sondern auch hinsichtlich der Reaktivität der HPA-Achse unterscheiden, Effekte des Serotonin-Wiederaufnahmehemmers Paroxetin und von rTMS auf Verhalten und die neuroendokrine Regulation. Mit Hilfe des kombinierten DEX/CRH-Tests gelang es uns nachzuweisen, dass sich ein hohes Maß an angeborenem Angstverhalten in einer profunden Fehlregulation des Stresshormonsystems widerspiegelt. HAB-Tiere zeigten nach Verabreichung von Dexamethason einen verminderten Suppressionseffekt und die periphere Injektion von CRH führte zu einem deutlichen Anstieg der Plasmakonzentrationen von ACTH und Kortikosteron. Hierfür scheint intrahypothalamisch überexprimiertes und sezerniertes AVP verantwortlich zu sein, folglich führte auch die periphere Verabreichung eines V1-Rezeptorantagonisten zu einer Normalisierung des bei HAB-Tieren dysregulierten HPA-Systems im DEX/CRH-Test. Bindungskapazität und Bindungsaffinität von Glukokortikoid- und Mineralokortikoidrezeptoren unterschieden sich nicht zwischen den Zuchtlinien, so dass die durch Kortikosteron vermittelte Feedbackregulation des HPA-Systems auf der Ebene der intrazellulären Signalkaskade gestört zu sein scheint. Die mehrwöchige Behandlung mit dem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer Paroxetin induzierte bei HAB-Tieren nicht nur eine durch die Verminderung der intrahypothalamischen AVP-Genexpression vermittelte Normalisierung des dysregulierten Hormonfreisetzungsprofiles im DEX/CRH-Test, sondern auch profunde Verhaltensänderungen im Forced Swim-Test, der als guter Prädiktor für die klinische Wirksamkeit einer antidepressiven Therapie angesehen wird. HAB-Tiere, welche eine passive Stressbewältigungsstrategie im Forced Swim-Test zeigen, struggelten nach Behandlung mit Paroxetin signifikant länger und verbrachten signifikant weniger Zeit mit Floating als unbehandelte HAB-Kontrolltiere. Sie waren in ihrem Verhalten von LAB-Tieren, auf die die Behandlung mit Paroxetin keinen Einfluss hatte, nicht mehr zu unterscheiden. Mit Hilfe von in vivo Mikrodialyse untersuchten wir den Einfluss von chronisch verabreichtem Paroxetin auf die stressinduzierte Freisetzung von Serotonin im dorsalen Hippocampus. Bei HAB-Tieren, welche eine angeborene verminderte Empfindlichkeit der raphé-hippocampalen Neurotransmission zeigen und den bei LAB-Tieren zu beobachtenden stressinduzierten Anstieg der Serotoninfreisetzung vermissen lassen, führte die Behandlung zu einer Normalisierung der serotonergen Neurotransmission. Dieser Effekt könnte mit der gezeigten Verminderung von SERT-Bindungsstellen im Hippocampus bei HAB- im Vergleich zu LAB-Tieren zusammenhängen, während die Expression von 5-HT1A-Rezeptoren in dieser Hirnregion unbeeinflusst blieb. Somit konnten wir erstmals zeigen, dass eine Normalisierung der Stresshormonregulation durch Paroxetin mit einem Anstieg der stressinduzierten Freisetzung von Serotonin im Hippocampus assoziiert ist. Dass rTMS der linken frontalen Hirnregionen antidepressive Effekte hat, konnte bereits in mehreren klinischen Untersuchungen an Patienten, die an Major Depression leiden, beobachtet werden. Unsere im psychopathologischen Modellorganismus der HAB/LAB-Tiere nach Langzeitbehandlung mit rTMS erzielten Ergebnisse gewähren neue Einblicke in die der antidepressiven Wirkung zugrundeliegenden neurobiologischen Mechanismen. Wie auch die Behandlung mit Paroxetin, wandelte rTMS die angeborene passive Stressbewältigungsstrategie der HAB-Tiere in eine signifikant aktivere Stressbewältigungsstragie im Forced Swim-Test um und dämpfte die endokrine Stressantwort der HPA-Achse. Die frontalen Hirnregionen partizipieren durch efferente Projektionen zum perinukleären Bereich des PVN an der Regulation der neuroendokrinen Reaktion auf Stressstimuli und kann die Synthese und Freisetzung von CRH und somit die Antwort des HPA-Systems hemmen. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass rTMS auch während chronischem psychosozialem Stress eine dämpfende Wirkung auf die basale Aktivität der HPA-Achse hat. Allerdings ließ sich kein anregender Effekt auf die Neurogenese im Hippocampus nachweisen: rTMS erhöhte zwar leicht die Proliferationsrate hippocampaler Vorläuferzellen, verminderte jedoch die Überlebensrate BrDU-markierter Neurone. Daher scheinen andere Faktoren, neben den Glukokortikoiden, eine mindestens genauso große Rolle bei der Regulation der Anzahl und der Ausreifung der Vorläuferzellen im Hippocampus zu spielen. Wir folgern daraus, dass die Dämpfung des HPA-System wahrscheinlich ein wichtiger, der klinisch beobachteten antidepressiven Wirkung von rTMS zugrundeliegender Mechanismus ist, es mit unserem experimentellen Design jedoch nicht gelang, einen stimulierenden Effekt von rTMS auf die Neurogenese im adulten Hippocampus nachzuweisen.

Neuere Studien zeigen, dass Fehlregulationen alternativer Spleißprozesse erheblichen Einfluss auf die Entstehung von Krankheiten besitzen können. Exon 10 des Tau-Gens wird alternativ gespleißt und je nachdem, ob das Exon ein- oder ausgeschlossen wird, werden Isoformen mit drei (Tau -Exon 10) bzw. vier (Tau +Exon 10) Mikrotubuli-Bindungsmotiven generiert. Bei der Frontotemporalen Demenz mit Parkinsonismus gekoppelt an Chromosom 17 (FTDP-17) führen bestimmte Spleißmutationen zur Retention von Exon 10. Wie die FTDP-17 gehört auch die Alzheimer-Erkrankung zu den sog. Tauopathien, einer Gruppe von Krankheiten, die durch übermäßige Ablagerungen des Tau-Proteins im Gehirn charakterisiert sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an humanem post mortem Gewebe untersucht, ob der Alzheimer-Erkrankung ein Fehler im Regulationsmechanismus des alternativen Spleißens zugrunde liegt. Mittels RT-PCR und Western Blot wurde das Spleißmuster von Tau Exon 10, dem humanen Transformer2-beta (Htra2-ß) und der CDC-ähnlichen Kinase2 (Clk2) untersucht. Ebenso wie Tau Exon 10 werden auch Htra2-ß und Clk2 alternativ gespleißt, wodurch Isoformen mit unterschiedlichen Funktionen entstehen können. Auf mRNA-Ebene konnte gezeigt werden, dass es im präfrontalen und temporalen Kortex der Alzheimer-Gehirne im Vergleich zu Kontrollhirnen zu einer signifikant stärkeren Expression der Isoform tau +Exon10 kommt. Ein möglicher Mechanismus könnte die Regulation des in Zellkulturexperimenten beobachteten Einflusses von hTRA2-ß auf das alternative Spleißen von Tau Exon 10 sein. Die im Temporalkortex der Alzheimer-Patienten verstärkt exprimierte Isoform htra2-ß1 unterstützt diese Befunde. Ebenfalls aus Zellkulturexperimenten ist bekannt, dass CLK2 sowohl das alternative Spleißen von Htra2-ß wie auch wahrscheinlich indirekt das von Tau Exon 10 beeinflusst. Untersuchungen zur RNA-Expression von clk2 ergaben, dass die phosphorylierungsaktive Isoform clk2 +Exon 4 in allen untersuchten Regionen bei Alzheimer-Patienten im Vergleich zu Kontrollen signifikant vermindert exprimiert wird. Dies deutet auf ein Zusammenspiel zwischen Clk2, Htra2-ß und dem alternativen Spleißen von Tau Exon 10 hin, sodass man sowohl von Htra2-ß wie auch Clk2 einen Einfluss auf die Regulation des alternativen Spleißens von Tau Exon 10 annehmen könnte. Basierend auf Forschungsergebnissen zum Einfluss von Phosphatase-Inhibitoren auf alternatives Spleißen in der spinalen Muskelatrophie (SMA), ist es denkbar, mittels spezifischer Phosphatase-Inhibitoren Einfluss auf die Fehlregulation des alternativen Spleißens von Tau Exon 10 zu nehmen. So könnten beispielsweise Phosphatase-Inhibitoren gegen htra2-ß1 eine verstärkte Phosphorylierung dieses Proteins bewirken und somit den Ausschluss von Tau Exon 10 verstärken. Dieser Mechanismus könnte für die Etablierung eines neuen Therapieansatzes herangezogen werden.

Die vorliegende Arbeit hat die Bedeutung von Leukozyten-Endothelinteraktionen bei der globalen zerebralen Ischämie zum Thema. Weiße Blutkörperchen besitzen ein enormes pathophysiologisches Potenzial, das bei Überaktivierung oder Fehlregulation für viele Symptome von Patienten mit entzündlichen Erkrankungen und für den Untergang von Gewebe verantwortlich ist. Leukozyten sind Mediatorzellen des sekundären Gewebeschadens bei der Ischämie und nachfolgenden Reperfusion, wie für viele Organe gezeigt wurde. Auch bei der globalen zerebralen Ischämie wird eine pathogenetische Rolle von Leukozyten – bislang kontrovers – diskutiert. Zahlreiche Befunde sind aus klinischen und experimentellen Studien hervorgegangen, die sowohl für als auch gegen eine Beteiligung von aktivierten Leukozyten am ischämischen Hirnschaden sprechen. Die Bedeutung von Leukozyten-Endothelinteraktionen und von Veränderungen der zerebralen Mikrozirkulation sind in diesem Zusammenhang nach wie vor nicht geklärt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, das Verhalten von Leukozyten und die zerebrale Mikrozirkulation bei der globalen zerebralen Ischämie zu untersuchen, einschließlich der morphologischen und funktionellen Auswirkungen von pathologischen Veränderungen. Für diese Untersuchungen wurde erstmals ein chronisches Modell der globalen zerebralen Ischämie mit Mongolischen Wüstenrennmäusen etabliert, das die Quantifizierung von Parametern der Mikrozirkulation, insbesondere von Leukozyten-Endothelinteraktionen, ermöglichte, sowie von funktionellen Defiziten und von Nervenzelluntergängen. Die Präparation eines geschlossenen Schädelfensters mit Erhalt einer intakten Dura mater und die einfache, wenig traumatische, extrakranielle, reversible Unterbindung beider Halsschlagadern zur Induktion der Ischämie erlaubte das Überleben der Versuchstiere. Somit konnte die intravitale Fluoreszenzmikroskopie zur Analyse der zerebralen Mikrozirkulation mit der Erhebung morphologischer Parameter anhand histologischer Untersuchungen und von funktionellen Defiziten bei denselben Versuchstieren unter chronischen Bedingungen kombiniert werden. Die beidseitige, 15-minütige Karotisokklusion führte zur ausgeprägten Ischämie des Großhirns gefolgt von einer, auch in anderen Untersuchungen beschriebenen, typischen postischämischen Hyper- und verzögerten Hypoperfusion des Gehirns. Diese Änderungen der Hirndurchblutung konnten in enger Korrelation mit Laser-Doppler Fluxmetrie und Bestimmung der arteriovenösen Transitzeit bestätigt werden. Die einfache Berechnung der arteriovenösen Transitzeit wurde als Verfahren validiert die regionale Durchblutung wiederholt und ohne Traumatisierung durch Intravitalmikroskopie zu bestimmen. Die globale zerebrale Ischämie führt zu einer eher kurzen Aktivierung von Leukozyten-Endothelinteraktionen mit stetem Anstieg der Zahl rollender und adhärenter Leukozyten in postkapillären Venolen in der frühen Reperfusionsphase bis 3 Stunden nach dem Insult. Sechs Stunden nach Reperfusionsbeginn nahm die Leukozytenaktivierung wieder ab, nach 7 Stunden war sie auf das Niveau von Kontrolltieren abgefallen. Die Aktivierung war unabhängig vom Status der mikrovaskulären Perfusion; sie konnte in den histologischen Schnitten mit Leukozyten-spezifischer Färbung auch in den tiefen, parenchymatösen Strukturen nachgewiesen werden. Unter Kontrollbedingungen fanden in den Hirngefäßen keine Interaktionen von Leukozyten mit dem Endothel statt, eine weitere Beobachtung, die wie der Erhalt der Blut-Hirnschrankenintegrität für die Qualität des Modells spricht. Ein andauernder Verschluss von Kapillaren durch Leukozyten – Plugging – konnte nicht beobachtet werden. Ebenso wenig wurde eine Veränderung der Zahl perfundierter Kapillaren in der postischämischen Phase gefunden, die Kapillardichte blieb nach dem ischämischen Insult unverändert. Eine globale Ischämie des Gehirns führt zu neurologischen Defiziten, Änderungen des Verhaltens und zu einer Abnahme des Körpergewichts. Vier Tage nach Insult wurde ein erheblicher Untergang von selektiv vulnerablen Nervenzellen im Kortex, Hippocampus und Striatum festgestellt, wobei das Ausmaß des Zellverlusts im Kortex mit dem Auftreten der funktionellen Ausfälle korreliert war. Ein statistischer Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Leukozytenaktivierung und des neurologischen Defizits oder dem Verlust an Körpergewicht konnte nicht festgestellt werden. Ebensowenig konnte bestätigt werden, dass vermehrtes Vorkommen von Rollern und Stickern den ischämischen Gewebeschaden vergrößert. Im Gegenteil – wider alle Erwartungen – war das Ausmaß der Leukozytenaktivierung direkt proportional zur Anzahl überlebender Neurone in vulnerablen Hirnarealen. Dieser Zusammenhang war als Trend in fast allen Hirnarealen erkennbar und erreichte in einigen sogar signifikantes Niveau. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die globale zerebrale Ischämie Leukozyten-Endothelinteraktionen aktiviert – allerdings nur vorrübergehend. Eine Beteiligung der Leukozytenaktivierung an der postischämischen Minderperfusion des Gehirns war nicht nachweisbar. Die Ausgangshypothese, dass aktivierte Leukozyten den ischämischen Hirnschaden verstärken, konnte nicht bestätigt werden. Das Vorliegen eines statistischen Zusammenhangs zwischen dem Ausmaß der Leukozytenaktivierung und der Zahl von überlebenden Nervenzellen könnte neue Hypothesen generieren; z. B. könnten aktivierte Leukozyten neuroprotektive Eigenschaften haben und/oder regenerative Prozesse im postischämischen Gehirn unterstützen. Zusammengefasst kommt es in diesem experimentellen Modell einer globalen zerebralen Ischämie beim Gerbil zu einer transitorischen Aktivierung von Leukozyten-Endothelinteraktionen, jedoch ohne dass dadurch der sekundäre Hirnschaden verstärkt würde. Diese Beobachtung ist neu – sie kann hierzu vorliegende widersprüchliche Befunde über die Bedeutung von Leukozyten-Endothelinteraktionen bei der globalen Ischämie besser verständlich machen.