• Keine Ergebnisse gefunden

Die Atherosklerose stellt uns in einer alternden Gesellschaft vor zunehmende Herausforderungen. Diese wird zum einen durch den Faktor Zeit begünstigt, jedoch wurde in den letzten Jahrzehnten der Forschung auch immer mehr der psychosoziale und physische Stress als Risikofaktor beforscht und bestätigt. In diversen Studien wurden die verschiedenen Aspekte des initialen Schritts der Atherogenese in verschiedenen Stressmodellen untersucht. Gerade die Faktoren der Monozytenadhäsion an das Gefäßendothel wurden hierbei besonders in den Fokus gestellt. Um diese zur dauerhaften Prophylaxe der Atherogenese zu reduzieren, wurden in der Vergangenheit zunehmend langzeitgeeignete, nebenwirkungsarme Therapieformen erforscht. Hierbei stellt die große Gruppe der Flavonoide eine große Quelle neuer Wirkstoffe dar.

Ziel dieser Arbeit war es den initialen Schritt der Atherogenese unter Flavonoideinfluss zu untersuchen.

In den Adhäsionsversuchen konnte der hemmende Effekt aller getesteten Flavonoide auf die beiden Zellreihen in signifikantem Ausmaß beobachtet werden. Diese Beobachtung legt einen gezielten Eingriff der Flavonoide in grundlegende Stresssignalwege nahe.

Als ein weiterer proadhäsiver Faktor wurde in der Vergangenheit Endothelin-1 nachgewiesen. In dieser Arbeit konnten für die Kostimulation der Zellen mit Noradrenalin und Flavonoid ein hemmender Effekt aller Flavonoide auf die Produktion von Endothelin-1 signifikant aufgezeigt werden.

Auf Genexpressionsebene wurden weniger konsistente Ergebnisse beobachtet.

Die CRH-Stimulation erbrachte keinen signifikanten Anstieg der CRHR2-Rezeptor-mRNA.

59

Die alleinige Stimulation mit Noradrenalin führte zu einer signifikanten Steigerung der CRHR2-Rezeptor-mRNA. Der Effekt der Flavonoide bei Kostimulation mit Noradrenalin und Flavonoid war bei der Gruppe der Flavanone (Isokuranetin, Pinocembrin) nicht wie erwartet, ebenso bei 6-Hydroxyflavon.

Der Nachweis der CRHR2-Rezeptoren auf Proteinebene durch die Western-Blotting-Methode lieferte keine signifikanten Nachweise.

Somit können wir für die getesteten Flavonoide eine antiadhäsive Wirkung sowohl für die Kostimulationen mit CRH als auch mit Noradrenalin auf die beiden Zellreihen darstellen. Ebenso deren Beteiligung an einer suffizienten Stressantwort über das Endothelin-1-Hormon und die CRHR2-Rezeptoren bei Kostimulation mit Noradrenalin. In zukünftigen Studien werden noch die genauen Signalwege und Rezeptoren zu erörtern sein, die für diese Prozesse verantwortlich sind.

60 Literaturverzeichnis

1. S. H-R. Statistisches Bundesamt Wiesbaden. Statistisches Jahrbuch.

Oktober 2012 2012;2012:130-131.

2. Ross R. The pathogenesis of atherosclerosis. Mechanisms of ageing and development. Mar 1979;9(5-6):435-440.

3. Kohler N, Lipton A. Platelets as a source of fibroblast growth-promoting activity. Experimental cell research. Aug 1974;87(2):297-301.

4. Libby P. Current concepts of the pathogenesis of the acute coronary syndromes. Circulation. Jul 17 2001;104(3):365-372.

5. Lipton BA, Parthasarathy S, Ord VA, Clinton SK, Libby P, Rosenfeld ME.

Components of the protein fraction of oxidized low density lipoprotein stimulate interleukin-1 alpha production by rabbit arterial macrophage-derived foam cells.

Journal of lipid research. Oct 1995;36(10):2232-2242.

6. Z. S. Cellular Adhesion and Adhesion Molecules. Turk J Biol. 1998;25:1-15.

7. Varki A. Selectin ligands. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Aug 2 1994;91(16):7390-7397.

8. Itabe H. Oxidized low-density lipoproteins: what is understood and what remains to be clarified. Biological & pharmaceutical bulletin. Jan 2003;26(1):1-9.

9. von Andrian UH, Mackay CR. T-cell function and migration. Two sides of the same coin. The New England journal of medicine. Oct 5 2000;343(14):1020-1034.

10. Ross GD, Vetvicka V. CR3 (CD11b, CD18): a phagocyte and NK cell membrane receptor with multiple ligand specificities and functions. Clinical and experimental immunology. May 1993;92(2):181-184.

11. Todd RF, 3rd. The continuing saga of complement receptor type 3 (CR3).

The Journal of clinical investigation. Jul 1 1996;98(1):1-2.

12. Chi Z, Melendez AJ. Role of cell adhesion molecules and immune-cell migration in the initiation, onset and development of atherosclerosis. Cell adhesion & migration. Oct-Dec 2007;1(4):171-175.

13. Mazzone A, Ricevuti G. Leukocyte CD11/CD18 integrins: biological and clinical relevance. Haematologica. Mar-Apr 1995;80(2):161-175.

14. Barreiro O, Yanez-Mo M, Serrador JM, et al. Dynamic interaction of VCAM-1 and ICAM-1 with moesin and ezrin in a novel endothelial docking structure for adherent leukocytes. The Journal of cell biology. Jun 24 2002;157(7):1233-1245.

15. Muller WA. Leukocyte-endothelial-cell interactions in leukocyte transmigration and the inflammatory response. Trends in immunology. Jun 2003;24(6):327-334.

16. Buechley RW, Drake RM, Breslow L. Relationship of amount of cigarette smoking to coronary heart disease mortality rates in men. Circulation. Dec 1958;18(6):1085-1090.

17. Ginsberg HN, MacCallum PR. The obesity, metabolic syndrome, and type 2 diabetes mellitus pandemic: Part I. Increased cardiovascular disease risk and the importance of atherogenic dyslipidemia in persons with the metabolic syndrome and type 2 diabetes mellitus. Journal of the cardiometabolic syndrome.

Spring 2009;4(2):113-119.

61

18. Kokubo Y, Kamide K. High-normal blood pressure and the risk of cardiovascular disease. Circulation journal : official journal of the Japanese Circulation Society. Aug 2009;73(8):1381-1385.

19. Selye H. A syndrome produced by diverse nocuous agents. 1936. The Journal of neuropsychiatry and clinical neurosciences. Spring 1998;10(2):230-231.

20. Selye H. Stress and distress. Comprehensive therapy. Dec 1975;1(8):9-13.

21. Lüllmann-Rauch R. Histologie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart. 2009;3.

Auflage:431-432.

22. Klinke RP, H.C.; Silbernagl, S. Physiologie. Thieme Verlag, Stuttgart.

2010;6. Auflage:537-547.

23. Dunn AJ, Swiergiel AH. The role of corticotropin-releasing factor and noradrenaline in stress-related responses, and the inter-relationships between the two systems. European journal of pharmacology. Apr 7 2008;583(2-3):186-193.

24. Baker C, Richards LJ, Dayan CM, Jessop DS. Corticotropin-releasing hormone immunoreactivity in human T and B cells and macrophages:

colocalization with arginine vasopressin. Journal of neuroendocrinology. Nov 2003;15(11):1070-1074.

25. Veenema AH, Reber SO, Selch S, Obermeier F, Neumann ID. Early life stress enhances the vulnerability to chronic psychosocial stress and experimental colitis in adult mice. Endocrinology. Jun 2008;149(6):2727-2736.

26. Theoharides TC, Singh LK, Boucher W, et al. Corticotropin-releasing hormone induces skin mast cell degranulation and increased vascular permeability, a possible explanation for its proinflammatory effects.

Endocrinology. Jan 1998;139(1):403-413.

27. Pike JL, Smith TL, Hauger RL, et al. Chronic life stress alters sympathetic, neuroendocrine, and immune responsivity to an acute psychological stressor in humans. Psychosomatic medicine. Jul-Aug 1997;59(4):447-457.

28. Kostich WA, Chen A, Sperle K, Largent BL. Molecular identification and analysis of a novel human corticotropin-releasing factor (CRF) receptor: the CRF2gamma receptor. Molecular endocrinology. Aug 1998;12(8):1077-1085.

29. Chalmers DT, Lovenberg TW, De Souza EB. Localization of novel corticotropin-releasing factor receptor (CRF2) mRNA expression to specific subcortical nuclei in rat brain: comparison with CRF1 receptor mRNA expression.

The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience.

Oct 1995;15(10):6340-6350.

30. Lovenberg TW, Chalmers DT, Liu C, De Souza EB. CRF2 alpha and CRF2 beta receptor mRNAs are differentially distributed between the rat central nervous system and peripheral tissues. Endocrinology. Sep 1995;136(9):4139-4142.

31. Kokkotou E, Torres D, Moss AC, et al. Corticotropin-releasing hormone receptor 2-deficient mice have reduced intestinal inflammatory responses.

Journal of immunology. Sep 1 2006;177(5):3355-3361.

32. Vaughan J, Donaldson C, Bittencourt J, et al. Urocortin, a mammalian neuropeptide related to fish urotensin I and to corticotropin-releasing factor.

Nature. Nov 16 1995;378(6554):287-292.

62

33. Wilbert-Lampen U, Straube F, Trapp A, Deutschmann A, Plasse A, Steinbeck G. Effects of corticotropin-releasing hormone (CRH) on monocyte function, mediated by CRH-receptor subtype R1 and R2: a potential link between mood disorders and endothelial dysfunction? Journal of cardiovascular pharmacology. Jan 2006;47(1):110-116.

34. Yanagisawa M, Kurihara H, Kimura S, Goto K, Masaki T. A novel peptide vasoconstrictor, endothelin, is produced by vascular endothelium and modulates smooth muscle Ca2+ channels. Journal of hypertension. Supplement : official journal of the International Society of Hypertension. Dec 1988;6(4):S188-191.

35. Barton M, Yanagisawa M. Endothelin: 20 years from discovery to therapy.

Canadian journal of physiology and pharmacology. Aug 2008;86(8):485-498.

36. Iwasa S, Fan J, Miyauchi T, Watanabe T. Blockade of endothelin receptors reduces diet-induced hypercholesterolemia and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice. Pathobiology : journal of immunopathology, molecular and cellular biology. 2001;69(1):1-10.

37. Chatterjee K. Neurohormonal activation in congestive heart failure and the role of vasopressin. Am J Cardiol. May 2 2005;95(9A):8B-13B.

38. McMurray JJ, Ray SG, Abdullah I, Dargie HJ, Morton JJ. Plasma endothelin in chronic heart failure. Circulation. Apr 1992;85(4):1374-1379.

39. Hertog MG, Hollman PC, Katan MB, Kromhout D. Intake of potentially anticarcinogenic flavonoids and their determinants in adults in The Netherlands.

Nutrition and cancer. 1993;20(1):21-29.

40. Bojic M, Debeljak Z, Tomicic M, Medic-Saric M, Tomic S. Evaluation of antiaggregatory activity of flavonoid aglycone series. Nutrition journal.

2011;10:73.

41. Rusznyak SS-G. Vitamin P: Flavonols as Vitamins. Nature. 1936;128(27).

42. Cholesterol Treatment Trialists C, Mihaylova B, Emberson J, et al. The effects of lowering LDL cholesterol with statin therapy in people at low risk of vascular disease: meta-analysis of individual data from 27 randomised trials.

Lancet. Aug 11 2012;380(9841):581-590.

43. Nakamura H, Arakawa K, Itakura H, et al. Primary prevention of cardiovascular disease with pravastatin in Japan (MEGA Study): a prospective randomised controlled trial. Lancet. Sep 30 2006;368(9542):1155-1163.

44. Shepherd J, Blauw GJ, Murphy MB, et al. Pravastatin in elderly individuals at risk of vascular disease (PROSPER): a randomised controlled trial. Lancet.

Nov 23 2002;360(9346):1623-1630.

45. Bustos C, Hernandez-Presa MA, Ortego M, et al. HMG-CoA reductase inhibition by atorvastatin reduces neointimal inflammation in a rabbit model of atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology. Dec 1998;32(7):2057-2064.

46. Galis ZS, Sukhova GK, Lark MW, Libby P. Increased expression of matrix metalloproteinases and matrix degrading activity in vulnerable regions of human atherosclerotic plaques. The Journal of clinical investigation. Dec 1994;94(6):2493-2503.

47. Ludwig A, Lorenz M, Grimbo N, et al. The tea flavonoid epigallocatechin-3-gallate reduces cytokine-induced VCAM-1 expression and monocyte adhesion to endothelial cells. Biochemical and biophysical research communications. Apr 9 2004;316(3):659-665.

63

48. Ades EW, Candal FJ, Swerlick RA, et al. HMEC-1: establishment of an immortalized human microvascular endothelial cell line. The Journal of investigative dermatology. Dec 1992;99(6):683-690.

49. Xu Y, Swerlick RA, Sepp N, Bosse D, Ades EW, Lawley TJ.

Characterization of expression and modulation of cell adhesion molecules on an immortalized human dermal microvascular endothelial cell line (HMEC-1). The Journal of investigative dermatology. Jun 1994;102(6):833-837.

50. Tsuchiya S, Yamabe M, Yamaguchi Y, Kobayashi Y, Konno T, Tada K.

Establishment and characterization of a human acute monocytic leukemia cell line (THP-1). International journal of cancer. Journal international du cancer. Aug 1980;26(2):171-176.

51. Mittar D. PR, McIntyre C. Flow Cytometry and High-Content Imaging to Identify Markers of Monocyte-Macrophage Differentation. BD Biosciences.

2011:23-13500-13500.

52. Systems RD. QuantiGlo Elisa Assay Principle. rndsystems.com.

2013;2013.

53. Nickel T, Deutschmann A, Hanssen H, Summo C, Wilbert-Lampen U.

Modification of endothelial biology by acute and chronic stress hormones.

Microvascular research. Dec 2009;78(3):364-369.

54. Thomas JA, Marks BH. Plasma norepinephrine in congestive heart failure.

Am J Cardiol. Feb 1978;41(2):233-243.

55. Wood SK, Valentino RJ. The brain norepinephrine system, stress and cardiovascular vulnerability. Neurosci Biobehav Rev. Mar 2017;74(Pt B):393-400.

56. Slotkin TA, Stadler A, Skavicus S, Seidler FJ. Adolescents and adults differ in the immediate and long-term impact of nicotine administration and withdrawal on cardiac norepinephrine. Brain Res Bull. Apr 2016;122:71-75.

57. Atsumi W, Tani S, Tachibana E, Hirayama A. Combined Evaluation of the Plasma Arginine Vasopressin and Noradrenaline Levels May be a Useful Predictor of the Prognosis of Patients with Acute Decompensated Heart Failure.

Int Heart J. Jul 31 2018;59(4):791-801.

58. Arts IC, Hollman PC. Polyphenols and disease risk in epidemiologic studies. The American journal of clinical nutrition. Jan 2005;81(1 Suppl):317S-325S.

59. Fernandes I, Perez-Gregorio R, Soares S, Mateus N, de Freitas V. Wine Flavonoids in Health and Disease Prevention. Molecules. Feb 14 2017;22(2).

60. Youdim KA, Martin A, Joseph JA. Incorporation of the elderberry anthocyanins by endothelial cells increases protection against oxidative stress.

Free Radic Biol Med. Jul 1 2000;29(1):51-60.

61. Tousoulis D, Psaltopoulou T, Androulakis E, et al. Oxidative stress and early atherosclerosis: novel antioxidant treatment. Cardiovasc Drugs Ther. Feb 2015;29(1):75-88.

62. Kawai Y. Immunochemical detection of food-derived polyphenols in the aorta: macrophages as a major target underlying the anti-atherosclerotic activity of polyphenols. Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 2011;75(4):609-617.

63. Kawai Y, Nishikawa T, Shiba Y, et al. Macrophage as a target of quercetin glucuronides in human atherosclerotic arteries: implication in the

anti-64

atherosclerotic mechanism of dietary flavonoids. The Journal of biological chemistry. Apr 4 2008;283(14):9424-9434.

64. Chisholm LJ, Dovgan PS, Agrawal DK, McGregor PE, Edwards JD.

Modulation of monocyte adherence to endothelial cells by endothelin-1 involvement of Src (p60src) and JAK1-like kinases. Journal of vascular surgery.

Feb 1996;23(2):288-300.

65. Dhabhar FS, Malarkey WB, Neri E, McEwen BS. Stress-induced redistribution of immune cells--from barracks to boulevards to battlefields: a tale of three hormones--Curt Richter Award winner. Psychoneuroendocrinology. Sep 2012;37(9):1345-1368.

66. Hu Y, Liu K, Yan M, Zhang Y, Wang Y, Ren L. Effects and mechanisms of icariin on atherosclerosis. International journal of clinical and experimental medicine. 2015;8(3):3585-3589.

67. Huang WC, Wu SJ, Tu RS, Lai YR, Liou CJ. Phloretin inhibits interleukin-1beta-induced COX-2 and ICAM-1 expression through inhibition of MAPK, Akt, and NF-kappaB signaling in human lung epithelial cells. Food & function. Jun 10 2015;6(6):1960-1967.

68. Huang WY, Liu YM, Wang J, Wang XN, Li CY. Anti-inflammatory effect of the blueberry anthocyanins malvidin-3-glucoside and malvidin-3-galactoside in endothelial cells. Molecules. 2014;19(8):12827-12841.

69. Udomkasemsab A, Ngamlerst C, Adisakwattana P, Aroonnual A, Tungtrongchitr R, Prangthip P. Maoberry (Antidesma bunius) ameliorates oxidative stress and inflammation in cardiac tissues of rats fed a high-fat diet.

BMC Complement Altern Med. Dec 27 2018;18(1):344.

70. Chao PY, Lin KH, Chiu CC, Yang YY, Huang MY, Yang CM. Inhibitive effects of mulberry leaf-related extracts on cell adhesion and inflammatory response in human aortic endothelial cells. Evidence-based complementary and alternative medicine : eCAM. 2013;2013:267217.

71. Lim S, Yoon JW, Kang SM, et al. EGb761, a Ginkgo biloba extract, is effective against atherosclerosis in vitro, and in a rat model of type 2 diabetes.

PloS one. 2011;6(6):e20301.

72. McGregor PE, Agrawal DK, Edwards JD. Technique for assessment of leukocyte adherence to human umbilical vein endothelial cell monolayers.

Journal of pharmacological and toxicological methods. Oct 1994;32(2):73-77.

73. Chisholm LJ, Agrawal DK, Pearson TJ, Edwards JD. Endothelin-1 induces tyrosine phosphorylation in human blood monocytes. Molecular and cellular biochemistry. Jun 7 1996;159(1):33-38.

74. Feuvrier E, Aubert M, Mausset AL, et al. Glucocorticoids provoke a shift from alpha2- to alpha1-adrenoreceptor activities in cultured hypothalamic slices leading to opposite noradrenaline effect on corticotropin-releasing hormone release. Journal of neurochemistry. Mar 1998;70(3):1199-1209.

75. Yokotani K, Murakami Y, Okada S, Hirata M. Role of brain arachidonic acid cascade on central CRF1 receptor-mediated activation of sympatho-adrenomedullary outflow in rats. European journal of pharmacology. May 11 2001;419(2-3):183-189.

76. Fuior EV, Deleanu M, Constantinescu CA, et al. Functional Role of VCAM-1 Targeted Flavonoid-Loaded Lipid Nanoemulsions in Reducing Endothelium Inflammation. Pharmaceutics. Aug 3 2019;11(8).

65

77. Deng Y, Lei T, Li H, Mo X, Wang Z, Ou H. ERK5/KLF2 activation is involved in the reducing effects of puerarin on monocyte adhesion to endothelial cells and atherosclerotic lesion in apolipoprotein E-deficient mice. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. Aug 2018;1864(8):2590-2599.

78. Lee CC, Dudonne S, Kim JH, et al. A major daidzin metabolite 7,8,4'-trihydroxyisoflavone found in the plasma of soybean extract-fed rats attenuates monocyte-endothelial cell adhesion. Food Chem. Feb 1 2018;240:607-614.

66 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 modifiziert nach Libby et al.4 : Initiation, Progression und

Komplikation koronaratherosklerotischer Plaques ... 3

Abbildung 2 modifiziert nach Chi et al.12: Initialer Schritt der Diapedese der Monozyten in das Endothelgewebe ... 5

Abbildung 3 nach Bojić et al.40: Flavan-Basis ... 12

Abbildung 4: Berechnung der prozentualen monozytären Adhäsion an HMEC-1-Zellen33 ... 29

Abbildung 5 modifiziert nach R&D Systems: QuantiGlo® ELISA Prinzip52 ... 31

Abbildung 6: Adhäsionsassay CRH ... 40

Abbildung 7: Adhäsionsassay Noradrenalin ... 41

Abbildung 8: Adhäsionsassay CRH/CRH+Flavonoid ... 42

Abbildung 9: Adhäsionsassay NOR/NOR+Flavonoid ... 43

Abbildung 10: ET-1 ELISA NOR-Stimulation... 44

Abbildung 11: ET-1 ELISA Kostimulation NOR+Flavonoid ... 46

Abbildung 12: rt-PCR Darstellung der Noradrenalin-Stimulation ... 47

Abbildung 13: rt-PCR Darstellung der Noradrenalin/Flavonoid-Kostimulationen ... 49

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Verwendete Flavonoid-Konzentrationen ... 23

Tabelle 2: rtPCR-Reaktionszyklus ... 35

67 Danksagung

Hiermit möchte ich mich bei allen bedanken, die maßgeblich zum Gelingen meiner Arbeit beigetragen haben. Mein Dank gilt an erster Stelle Fr. Priv.-Doz.

Dr. med. Ute Wilbert-Lampen als Leiterin der Arbeitsgruppe, für meine Übernahme als Doktorandin in der Ersten Medizinischen Klink, des Weiteren für die formelle Betreuung meiner Arbeit und für die Bereitstellung des hervorragend ausgestatteten Forschungslabors. Sie bot mir die Möglichkeit der Teilnahme an einem äußerst interessanten Projekt.

Mein großer Dank gilt an dieser Stelle Dr. med. Korbinian Lackermair als dem Betreuer meiner Arbeit. Er schlug mir zu Beginn meines zweiten Studienabschnitts die Teilnahme an der Arbeitsgruppe vor. Mit seiner grundsätzlich optimistischen Haltung stand er jederzeit, auch bei Rückschlägen stets motivierend an meiner Seite. Ich danke ihm für diese sowohl fachliche als auch menschliche Unterstützung, seine wertvollen Ratschläge waren unverzichtbar für den Erfolg dieser Arbeit. Auch über die Promotion hinaus ist er als Arzt Vorbild für mich.

Zu großem Dank bin ich Frau Zeljka Sisic verpflichtet. Mit viel Geduld, einer stets unerschöpflich positiven Energie und immer guter Laune führte sie mich durch die Grundzüge des experimentellen Arbeitens im Forschungslabor. Es gab kein Problem, das mit ihrer Erfahrung und Hartnäckigkeit nicht gelöst werden konnte.

Vielen Dank auch an Frau Bianca Hildebrand und Julia Arcifa für das zur Verfügung stellen von technischen Hilfsmitteln und wertvollen Ratschlägen.

Insbesondere möchte ich meinem Mann Alexander, meinen Eltern und Schwiegereltern danken, die mich mit ihrer Liebe, ihrem Verständnis und ihrer Kraft stets unterstützt haben.

68

ÄHNLICHE DOKUMENTE