Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion. Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion. Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

ABSTRACT Aims/hypothesis: Obesity is associated with a dysregulation of beta-cell and adipocyte function. The molecular interactions between adipose tissue and beta-cells are not yet fully elucidated. We investigated, whether or not the adipocytokine nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt), which has been associated with obesity and type 2 diabetes mellitus (T2DM) directly influences beta-cell survival and function. Methods: The effect of Nampt on viability of INS-1E cells was assessed by WST-1 assay. Apoptosis was measured by Annexin V/PI and TUNEL assay. Activation of apoptosis signaling pathways was evaluated. Adenylate kinase release was determined to assess cytotoxicity. Chronic and acute effects of the adipocytokine Nampt and its enzymatic product nicotinamide mononucleotide (NMN) on insulin secretion were assessed by glucose stimulated insulin secretion in human islets. Results: While stimulation of beta-cells with the cytokines IL-1β, TNFα and IFN-γ or palmitate significantly decreased viability, Nampt showed no direct effect on viability in INS-1E cells or in human islets, neither alone nor in the presence of pro-diabetic conditions (elevated glucose concentrations and palmitate or cytokines). At chronic conditions over 3 days of culture, Nampt and its product NMN had no effects on insulin secretion. In contrast, both Nampt and NMN potentiated glucose stimulated insulin secretion acutely during 1h incubation of human islets. Conclusion/interpretation: Nampt did influence neither beta-cell viability nor apoptosis but acutely potentiated glucose stimulated insulin secretion.

Während der Schwangerschaft vollziehen sich im Körper der Frau verschiedene Adaptionsmechanismen, um eine bestmögliche Versorgung für das heranwachsende Kind zu gewährleisten. Bei fortschreitender Gravidität entwickelt sich eine physiologische Insulinresistenz. Gelingt es den maternalen Betazellen des Pankreas‘ nicht, diese zu kompensieren, kann eine diabetische Stoffwechsellage bis hin zur Ausbildung eines Gestationsdiabetes (GDM) entstehen. Adipozytokine beeinflussen direkt lokale und periphere metabolische, endokrinologische sowie immunologische Prozesse. Inwieweit sie in der Gravidität eine Rolle spielen, ist bislang nicht hinreichend geklärt. In verschiedenen Studien wurde eine Beziehung zwischen den Fettgewebshormonen und der Glukosetoleranz in der Schwangerschaft nachgewiesen. Im Rahmen dieser Dissertation sollte eine Analyse zur Glukosetoleranz und zu Adipozytokinserumspiegeln bei Frauen unmittelbar nach der Entbindung vorgenommen werden. Ergebnisse oraler Glukosetoleranztests von gesunden Frauen 24 Stunden postpartal (n=65) wurden mit denen einer nicht-schwangeren, gesunden Kohorte (n=30) verglichen. Maternale und neonatale anthropometrische Daten wurden in Zusammenhang zu Adipozytokinen gestellt. Im Vergleich zu Frauen mit normaler Glukosetoleranz (NGT) postpartal konnten in dieser Studie signifikant verminderte Blutglukose – sowie nüchtern – Proinsulinspiegel in der nicht-schwangeren Kontrollgruppe nachgewiesen werden, wohingegen die nüchtern-C-Peptidspiegel erhöht waren. Weiterhin zeigten sich postpartal signifikant niedrigere Adiponektin-, aber höhere sOB-R- (soluble leptin receptor) sowie Leptinspiegel der NGT-Mütter im Vergleich zur Kontrollgruppe. Zusätzlich konnte eine Beziehung zwischen Adipozytokinserumspiegeln und Parametern der Glukosetoleranz bzw. Adipositas demonstriert werden. Daraus lässt sich die These ableiten, dass Frauen in der frühen Phase nach der Entbindung ähnliche biochemische Konstellationen wie beim metabolischen Syndrom, der gestörten Glukosetoleranz oder bei Störungen des Adipozytokinsystems aufweisen.

ABSTRACT Aims/hypothesis: Obesity is associated with a dysregulation of beta-cell and adipocyte function. The molecular interactions between adipose tissue and beta-cells are not yet fully elucidated. We investigated, whether or not the adipocytokine nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt), which has been associated with obesity and type 2 diabetes mellitus (T2DM) directly influences beta-cell survival and function. Methods: The effect of Nampt on viability of INS-1E cells was assessed by WST-1 assay. Apoptosis was measured by Annexin V/PI and TUNEL assay. Activation of apoptosis signaling pathways was evaluated. Adenylate kinase release was determined to assess cytotoxicity. Chronic and acute effects of the adipocytokine Nampt and its enzymatic product nicotinamide mononucleotide (NMN) on insulin secretion were assessed by glucose stimulated insulin secretion in human islets. Results: While stimulation of beta-cells with the cytokines IL-1β, TNFα and IFN-γ or palmitate significantly decreased viability, Nampt showed no direct effect on viability in INS-1E cells or in human islets, neither alone nor in the presence of pro-diabetic conditions (elevated glucose concentrations and palmitate or cytokines). At chronic conditions over 3 days of culture, Nampt and its product NMN had no effects on insulin secretion. In contrast, both Nampt and NMN potentiated glucose stimulated insulin secretion acutely during 1h incubation of human islets. Conclusion/interpretation: Nampt did influence neither beta-cell viability nor apoptosis but acutely potentiated glucose stimulated insulin secretion.

Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion.Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt.Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion. Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

Während der Schwangerschaft vollziehen sich im Körper der Frau verschiedene Adaptionsmechanismen, um eine bestmögliche Versorgung für das heranwachsende Kind zu gewährleisten. Bei fortschreitender Gravidität entwickelt sich eine physiologische Insulinresistenz. Gelingt es den maternalen Betazellen des Pankreas‘ nicht, diese zu kompensieren, kann eine diabetische Stoffwechsellage bis hin zur Ausbildung eines Gestationsdiabetes (GDM) entstehen. Adipozytokine beeinflussen direkt lokale und periphere metabolische, endokrinologische sowie immunologische Prozesse. Inwieweit sie in der Gravidität eine Rolle spielen, ist bislang nicht hinreichend geklärt. In verschiedenen Studien wurde eine Beziehung zwischen den Fettgewebshormonen und der Glukosetoleranz in der Schwangerschaft nachgewiesen. Im Rahmen dieser Dissertation sollte eine Analyse zur Glukosetoleranz und zu Adipozytokinserumspiegeln bei Frauen unmittelbar nach der Entbindung vorgenommen werden. Ergebnisse oraler Glukosetoleranztests von gesunden Frauen 24 Stunden postpartal (n=65) wurden mit denen einer nicht-schwangeren, gesunden Kohorte (n=30) verglichen. Maternale und neonatale anthropometrische Daten wurden in Zusammenhang zu Adipozytokinen gestellt. Im Vergleich zu Frauen mit normaler Glukosetoleranz (NGT) postpartal konnten in dieser Studie signifikant verminderte Blutglukose – sowie nüchtern – Proinsulinspiegel in der nicht-schwangeren Kontrollgruppe nachgewiesen werden, wohingegen die nüchtern-C-Peptidspiegel erhöht waren. Weiterhin zeigten sich postpartal signifikant niedrigere Adiponektin-, aber höhere sOB-R- (soluble leptin receptor) sowie Leptinspiegel der NGT-Mütter im Vergleich zur Kontrollgruppe. Zusätzlich konnte eine Beziehung zwischen Adipozytokinserumspiegeln und Parametern der Glukosetoleranz bzw. Adipositas demonstriert werden. Daraus lässt sich die These ableiten, dass Frauen in der frühen Phase nach der Entbindung ähnliche biochemische Konstellationen wie beim metabolischen Syndrom, der gestörten Glukosetoleranz oder bei Störungen des Adipozytokinsystems aufweisen.:Bibliographische Beschreibung Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung in die Thematik 1.1 Kohlenhydratstoffwechsel in der Schwangerschaft 1.1.1 Adipozytokine 1.1.1.2 Adiponektin 1.1.1.2 Leptin und der lösliche Rezeptor (sOB-R)1.1.1 1.2 Promotionsprojekt - Ziel und Fragestellung 1.2.3 Hintergrund und Fragestellung 1.2.3 Methoden 1.2.3 Ergebnisse 2 Publikation 3 Zusammenfassung und Interpretation der Arbeit 4 Literatur I Erklärung über das eigenständige Abfassen der Arbeit II Publikation III Dank