Dirk Fröde

Untersuchungen zum Einfluß freier Fettsäuren auf in vitro kultivierte humane Keratinozyten

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 18.12.1998

Abstract
Freie Fettsäuren sind bekannt für ihre toxischen Effekte an lebenden Zellen. Das Ziel unserer Untersuchungen ist die Erfassung der Wirkung freier Fettsäuren auf die intrazelluläre Calciumkonzentration von Keratinozyten sowie ihrer Wirkung hinsichtlich des Zelltodes. Es konnte gezeigt werden, daß hohe Konzentrationen von Linolsäure (500-5000 然) innerhalb von Minuten zu einem kurz anhaltenden steilen Anstieg der freien Ca2+-Konzentration führt. Geringe Konzentrationen von freier Fettsäure (z.B.: Linolsäure, gamma-Linolensäure und Arachidonsäure) führten zu einem Anstieg des freien intrazellulären [Ca2+]i-Gehalts über einige Minuten.
Im Einklang mit diesen Ergebnissen stehen die Befunde der nach 24h gemessenen Apoptose, die durch die Fettsäuren induziert wurde. Zum Nachweis der Apoptose dienten der Annexin-V-FITC und der Cell Death Detection ELISA -Test (beide von Boehringer Mannheim). Es konnte gezeigt werden, daß Fettsäuren in geringen Konzentrationen (bis ca. 50然; außer gamma-Linolensäure 20然 und Arachidonsäure 30然) toleriert werden, aber auch hier schon zu vermehrter Apoptose führen. Ist eine minimale Schwellkonzentration überschritten gehen die Zellen unweigerlich in die Apoptose über.

Free fatty acids are known for their toxic effects on living cells. The aim of our examinations is the recording of the effect of free fatty acids on the intracellular calcium concentration and the induction of cell death of keratinocytes. It could be shown, that high concentrations of linoleic acid (500-5000 然) lead within minutes for a distinct rise of the free Ca2+-concentration for a short time. Low concentrations of free fatty acid (e.g. linoleic acid, gamma-linolenic acid and arachidonic acid) led to a continuous increase of the free intracellular [Ca2+]i-content over several minutes.
The result that apoptosis occured after adding of fatty acids is probably related to these findings. Annexin-V-FITC and the Cell Death Detection Elisa Test (both Boehringer Mannheim) was used to prove apoptosis. It could be shown, that low concentrations of free fatty acids (linoleic acid up to 50然, gamma-linolenic acid up to 20然, arachidonic acid up to 30然) are tolerated by most keratinocytes, but a minor proportion showed apoptosis too. If a minimal threshold of the concentration is exceeded, the cells are subjected to apoptosis.

Keywords:
freie Fettsäuren, Calcium, Apoptose, Zellbiologie, Zellkultur, Lipide, Penetrationsenhancer, Pharmakologie

free fatty acid, calcium, apoptosis, cell biology, cell culture, lipids, penetration enhancement, pharmacology

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis (I-III)
1. Einleitung und Problemstellung (1-4)
2. Material und Methoden (5-24)
3. Ergebnisse und Diskussion (25-72)
4. Diskussion (73-75)
5. Zusammenfassung (76-77)
Abbildungsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis (78-83)
Literaturverzeichnis (84-97)