Physische Parameter, Glucose- und Triglyceridstoffwechsel bei früher chronischer

Leberschädigung

Genau wie die akute Leberschädigung (vgl. 3.2.1) bedeutet auch chronische Leberschädigung Stress für den gesamten Organismus und kann Gewichtsverlust und kompensatorische Hepatomegalie herbeiführen. Der Versuchsaufbau sah erste Untersuchungen zur chronischen Leberschädigung nach vier Wochen unter 2,5% NTBC-Gabe vor. Aus vorherigen Arbeiten war bekannt, dass es im Verlauf der chronischen Hepatitis im Fah-Modell bei Stagnation des Körpergewichts zu einer zunehmenden Hepatomegalie kommt (unveröffentlichte Daten).

Außerdem waren Tumore sowohl im 2,5% Fah-Modell (ab sechs Monate unter 2,5% NTBC-Therapie) als auch im Atg7-Modell (ab sieben Monate Lebensalter) erst zu späteren Zeitpunkten aufgetreten (Orlik, Schüngel et al. 2015, Buitrago Molina et al. 2013, Inami et al.

2011). Somit wurde zu diesem Zeitpunkt die chronische Hepatitis vor der HCC-Entstehung im Fah-Modell nachgestellt.

Abbildung 3.4 Frühe chronische Leberschädigung: Physische Parameter, Glucose- und Triglyceridstoffwechsel

Bei Atg7-Defizienz kam es zum Zeitpunkt der frühen chronischen Leberschädigung im Fah-Modell zu physischen Veränderungen wie Gewichtsverlust, Hepatomegalie und systemischen Auswirkungen auf den Glucose- und Triglyceridgehalt im Blutserum. Darstellung der Mittelwerte mit Standardabweichung (Konfidenzintervall: 95%) der physischen Parameter sowie der Serumwerte von Glucose und Triglyceriden von Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und Fah -/-Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren nach einer Behandlung mit 2,5% NTBC über vier Wochen. Kontrollen sind ebenfalls dargestellt (100% Fah^-/-, Atg7^f/fAlb.Cre+ und Atg7^f/fAlb.Cre-). A) Darstellung des Körpergewichts (KG) der Mäuse.

B) Darstellung des Lebergewichts (LG) der Mäuse. C) Darstellung des LG/KG-Quotienten der Mäuse. D) Repräsentative makroskopische Leberbilder. E) Serum-Glucose der Mäuse. F) Serum-Triglyceride (TG) der Mäuse.

*: p-Wert ≤ 0.05. n=5-6. F100: 100% Fah^-/-. A+: Atg7^f/fAlb.Cre+. A-: Atg7^f/fAlb.Cre-. FA+: Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+. FA-:

Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre-.

Referenzwerte von drei Monaten alten C57Bl/6J Mäusen: Glucose (8,12 ± 0,56 mmol/l) und Triglyceride (3,66 ± 1,77 mmol/l) (Zentrum für Genomdynamik und Isomorphie/Europhenome, 2016).

Auch im 2,5% Fah-Modell wurden keine Auswirkungen der suboptimalen 2,5% NTBC-Therapie auf die Mortalität der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse gefunden (nicht gezeigte Daten). Die 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere waren vom Körpergewicht her signifikant leichter als die anderen Gruppen mit Ausnahme der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Mäuse (Abbildung 3.4 A). Mit einem vergleichbaren Lebergewicht (Abbildung 3.4 B) von 3.920 g ± 0.5453 (2,5%

Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+) und 4.450 g ± 0.3179 (Atg7^f/fAlb.Cre+) lag zum Zeitpunkt der frühen chronischen Leberschädigung wie schon bei der akuten Hepatitis eine Hepatomegalie in Abhängigkeit von der Atg7-Defizienz im Vergleich zu den übrigen Gruppen vor. Die Lebern der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere waren im Hinblick auf die Genotypen 100% Fah^-/- und Atg7^f/fAlb.Cre- nicht vergrößert. Im Verhältnis Lebergewicht zu Körpergewicht (Abbildung 3.4 C) zeigten die Atg7-defizieten Gruppen, 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ (20.37 % ± 1.60) und Atg7^f/fAlb.Cre+ (17.65 % ± 1.285), mit 10-15 Prozent signifikant höhere Werte als die restlichen Genotypen: 100% Fah^-/- (6.365 % ± 0.3045), Atg7^f/fAlb.Cre- (4.633 % ± 0.2086) und 2,5%

Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- (6.500 % ± 0.7372). Damit im Einklang waren die makroskopischen Lebern (Abbildung 3.4 D). Wie schon im Zuge der akuten Hepatitis (vgl. 3.2.1) fielen bei der chronischen Leberschädigung wieder weißlich-derbe Bereiche innerhalb des Parenchyms der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Lebern als Hinweisen auf eine vermehrte Fibrose auf. Die Serum-Glucose (Abbildung 3.4 E) und die Serum-Triglyceride (Abbildung 3.4 F) waren in den 2,5%

Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren niedriger als in den anderen Gruppen.

Abbildung 3.5 Frühe chronische Leberschädigung: Leberhistologie und Serum-Leberparameter Histologische Veränderungen des Leberparenchyms bei chronischer Hepatitis mit Dysplasien, Fibrose und Hepatozytenhypertrophie fanden Ausdruck in erhöhten Serum-Leberparametern. Darstellung der Mittelwerte mit Standardabweichung (Konfidenzintervall: 95%) der Leberhistologie sowie der Leberparameter aus dem Serum von Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren nach einer Behandlung mit 2,5% NTBC über vier Wochen.

Kontrollen sind ebenfalls dargestellt (100% Fah^-/-, Atg7^f/fAlb.Cre+ und Atg7^f/fAlb.Cre-). A) Repräsentative histologische Bilder mittels HE-, Pikro-Sirius-Rot- und β-Catenin-Färbung. B) Quantifizierung der intrahepatischen Kollagenmenge mittels Hydroxyprolin-Messung. C) Quantifizierung der Hepatozytgröße mittels β-Catenin-Färbung.

D) Serum-AST (Aspartat-Aminotransferase) der Mäuse. E) Serum-Bilirubin der Mäuse. *: p-Wert ≤ 0.05. n=5-6.

F100: 100% Fah^-/-. A+: Atg7^f/fAlb.Cre+. A-: Atg7^f/fAlb.Cre-. FA+: Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+. FA-: Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre-.

HP: Hydroxyprolin.

Referenzwerte von drei Monaten alten C57Bl/6J Mäusen: AST (194 ± 152 U/l), Bilirubin (0.484 ± 0.154 μmol/l) (Zentrum für Genomdynamik und Isomorphie/Europhenome, 2016).

Primär wurde von einer stärkeren Leberschädigung aufgrund der Atg7-Defizienz im Fah-Modell als Ursache für die oben beschriebenen Veränderungen ausgegangen. Wie bereits im vorherigen Kapitel (vgl. 3.2.1) wären Dysplasie, Fibrose und Hypertrophie entsprechende, intrahepatische Korrelate. Neben den histologischen Untersuchungen wurden wiederum auch die Serum-Parameter AST und Bilirubin bestimmt.

Die HE-Übersichtsfärbung (Abbildung 3.5 A) deckte, wie bereits von Buitrago et al. für Fah -/-Mäuse beschrieben, für Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere nach dreimonatiger Behandlung mit 2,5%

NTBC milde intrahepatische Entzündungszeichen auf (Buitrago Molina et al. 2013). 2,5%

Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse fielen hingegen durch eine starke Hepatozytenschwellung auf.

Außerdem lag eine vermehrte Mikrosteatosis im Vergleich zu den Lebern der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- und Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse vor. Eine erhöhte Anzahl an Infiltratszellen stach bei den 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und Atg7^f/fAlb.Cre+ Proben ins Auge, während die Leberstruktur der Atg7^f/fAlb.Cre-und 100% Fah^-/- Proben unauffällig war. In der Pikro-Sirius-Rot-Färbung (Abbildung 3.5 A) wurde offensichtlich, dass sowohl 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+

als auch Atg7^f/fAlb.Cre+ Lebern vermehrt fibrotisches Material enthielten. Die Hydroxyprolinbestimmung auf 100 mg Lebergewebe (Abbildung 3.5 B) unterstrich diesen Sachverhalt und konnte sogar nachweisen, dass die Atg7^f/fAlb.Cre+ Lebern stärker fibrotisch waren als die der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere. Die übrigen Gruppen zeigten keine Anzeichen für Fibrose. Die oben erwähnte Hepatozytenschwellung der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ konnte in der β-Catenin-Färbung (Abbildung 3.5 A) bestätigt werden. Im Weiteren wurde erkenntlich, dass die Membranen der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse, verglichen mit den Membranen der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Gruppe, deformiert erschienen.

Indes zeigten sich auch die Zellmembranen von Atg7^f/fAlb.Cre+ Tieren in geringerem Umfang unregelmäßig und verformt. Die Membranen von 100% Fah^-/- und Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren waren mit denen der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere vergleichbar. In der Auswertung der β-Catenin-Färbung (Abbildung 3.5 C) bewies sich eine signifikante Hypertrophie der Hepatozyten der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Gruppe gegenüber den anderen Gruppen. Die Transaminase AST (Abbildung 3.5 D) als Ausdruck der Hepatozytenschädigung war bei den 2,5% Fah -/-Atg7^f/fAlb.Cre+ Tieren im Vergleich zu 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren signifikant erhöht. Die 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Mäuse hatten keine erhöhten AST-Werte gegenüber den 100%

Fah^-/- Tieren. Der AST-Serumwert der Atg7^f/fAlb.Cre+ Kontrollgruppe war ebenfalls wie die Werten der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere erhöht (Komatsu et al. 2005). Der Cholestaseparameter Bilirubin (Abbildung 3.5 E) war in der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Gruppe interessanterweise im Vergleich zu allen anderen Gruppen angestiegen. Dies überrascht insoweit, als dass sich diese damit ausgedrückte, stark eingeschränkte Entgiftungsfunktion der Leber nicht im Ausmaß der histologisch nachweisbaren Fibrose widerspiegelte. Die Leberfunktion der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere ist somit trotz histologisch nicht eindeutig nachweisbarer Fibrose von allen Gruppen am stärksten eingeschränkt.

Bei Atg7-Verlust folgte in den Fah^-/- Mäusen im frühen Stadium der chronischen Hepatitis neben einem Körpergewichtsverlust ebenfalls eine Hepatomegalie. Diese Veränderungen gingen mit Dysplasien, Fibrosierung und Hypertrophie der Hepatozyten einher, was sich genauso in der Erhöhung des Serum-AST- und Serum-Bilirubinwertes widerspiegelte.

3.2.3 Physische Parameter, Glucose- und