Uwe Rückschloß

Pro-arteriosklerotische Induktion der Superoxidanion-bildenden NADPH-Oxidase durch oxidativ modifiziertes "low density"-Lipoprotein und Angiotensin II in humanen Endothelzellen

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 21.03.2001

Abstract
NADPH-Oxidasen gelten als wichtigste Quelle einer pro-arteriosklerotisch wirksamen erhöhten vaskulären Superoxidanionen-Bildung. Durch Vergleich der Untereinheiten-Expression und der Aktivität der NADPH-Oxidase von humanen Granulocyten und Endothelzellen konnte eine mögliche determinierende Rolle der Expression der Untereinheit gp91-phox für die endotheliale NADPH-Oxidase-Aktivität belegt werden.
Oxidativ modifiziertes ,,low density"-Lipoprotein (oxLDL) und Angiotensin II (Ang II), Auslöser für oxidativen Streß in der Gefäßwand, induzierten die Expression von gp91-phox und die NADPH-Oxidase-Aktivität in Endothelzellen. Die NADPH-Oxidase-Aktivität zeigte dabei eine bimodale Regulation in Abhängigkeit von der Ang II-Konzentration, welche auf Ebene der Untereinheiten-Expression nur für gp91-phox nachgewiesen werden konnte. Dieser Befund stützt ebenfalls die postulierte determinierende Rolle der Expression von gp91-phox. Die Expression eines endothelialen oxLDL-Rezeptors LOX-1, potentieller Vermittler der oxLDL-induzierten gp91-phox-Expression, wurde ebenfalls durch Ang II induziert. Somit ist eine Verstärkung der oxLDL-induzierten gp91-phox-Expression durch Ang II möglich.
Chronische Therapie mit CSE-Hemmern bzw. AT1-Blockern verringerte die Expression von gp91-phox in Arteria mammaria interna-Biopsien von Patienten mit koronarer Herzkrankheit. Die Expression von LOX-1 wurde durch chronische ACE-Inhibitor-Therapie gesenkt. Diese Daten belegen, daß die in vitro nachgewiesenen Regulationsmechanismen für gp91-phox bzw. LOX-1 auch in vivo von Bedeutung sind.
Die Ergebnisse wurden in einem pro-arteriosklerotischen Circulus vitiosus der endothelialen Radikalbildung zusammengefaßt.

NADPH oxidases are thought to be the major source of pro-atherosclerotic vascular superoxide anion formation. Comparision of subunit expression and NADPH oxidase activity of human phagocytes and endothelial cells suggested that the expression of the subunit gp91-phox might determine endothelial NADPH oxidase activity.
Oxidatively modified "low density"-lipoprotein (oxLDL) and angiotensin II (Ang II), both known to cause oxidative stress in the vessel wall, induced the expression of gp91-phox and NADPH oxidase activity in endothelial cells. Depending on the Ang II concentration, a bimodal regulation of the NADPH oxidase activity could be demonstrated that was exclusively related to the Ang II-dependent regulation of gp91-phox expression. This observation adds further prove to the postulated determinant role of gp91-phox expression. Furthermore, the expression of an endothelial oxLDL receptor LOX-1, the putative mediator of oxLDL-induced expression of gp91-phox, was shown to be induced by Ang II. Therefore, Ang II might further augment the oxLDL-induced gp91-phox expression.
Chronical treatment with HMG-CoA reductase inhibitors and AT1 receptor blockers respectively reduced the expression of gp91-phox, as was demonstrated in biopsies of internal mammary arteries from patients with coronary heart disease. The expression of LOX-1 was reduced by chronical treatment with ACE inhibitors. These data confirm, that the regulatory mechanisms of gp91-phox and LOX-1 expression, as determined in vitro, may also be relevant in vivo.
The results of the study were summarized in a pro-atherosclerotic Circulus vitiosus of endothelial radical formation.

Keywords:
Arteriosklerose, Endothelzellen, NADPH-Oxidase, gp91-phox, LOX-1, Angiotensin II, oxidativ modifiziertes "low density"-Lipoprotein, CSE-Hemmer, ACE-Inhibitor, AT1-Blocker

atherosclerosis, endothelium, NADPH oxidase, gp91-phox, LOX-1, angiotensin II, oxidatively modified "low density"-lipoprotein, HMG-CoA reductase inhibitor, ACE inhibitor, AT1 receptor blocker

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis (I-IV)
1. Einleitung (1-9)
2. Probenmaterial (10-14)
3. Methoden (15-33)
4. Ergebnisse (34-59)
5. Diskussion (60-75)
6. Zusammenfassung (76-79)
7. Literatur (80-95)
Publikationen und Kongreßbeiträge