HINTERGRUND: Langzeitnebenwirkungen der antiretroviralen Therapie werden u.a. auf mitochondriale Toxizität von NRTIs zurückgeführt, wobei es zu einer Dysfunktion der Atmungskette und nachgeschalteter Stoffwechselwege wie der de-novo-Pyrimidinsynthese kommen kann. Experimentell konnte gezeigt werden, dass das Pyrimidinnukleosid Uridin einige dieser Toxizitätseffekte reduzieren konnte. METHODIK: Nach Etablierung einer HPLC-Methodik zur Evaluation von Uridin im menschlichen Serum wurden Uridinspiegel von HIV-positiven Patienten mit Uridinspiegeln einer HIV-negativen Kontrollgruppe verglichen sowie mit Demografie, Nebenwirkungen bzw. Koerkrankungen, antiretroviraler Therapie und Therapiedauer korreliert. ERGEBNISSE: Die 182 HIV-Patienten wiesen signifikant niedrigere Uridinspiegel als die 30 Kontrollpersonen auf, blieben aber noch im physiologischen Normbereich gesunder Erwachsener. Demografische Faktoren sowie Marker der HIV-Infektion zeigten keine signifikante Korrelation mit Uridin. HIV-Patienten mit Begleiterkrankungen boten im Vergleich zu HIV-Patienten ohne Begleiterkrankungen signifikant verminderte Uridinspiegel. Bei Differenzierung nach den einzelnen Befunden zeigte sich, dass nur Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 und chronischen Lebererkrankungen wie Steatosis Hepatis signifikant erniedrigte Spiegel aufwiesen. Im Vergleich von 4 HIV-Patientengruppen mit unterschiedlicher antiretroviraler Therapie verhielten sich die Uridinspiegel analog zur potenziellen mitochondrialen Toxizität des jeweiligen Therapieregimes. Die Patientengruppe mit dideoxy-NRTI-haltiger Therapie wies die niedrigsten Uridinplasmaspiegel auf und zeigte im Vergleich zur Patientenguppe ohne antiretrovirale Therapie signifikant erniedrigte Uridinplasmaspiegel. Mit zunehmender Therapiedauer zeigte sich bei der Therapiegruppe mit dideoxy-haltiger HAART abfallende, bei den anderen 3 Therapiegruppen konstante bis leicht ansteigende Spiegel. SCHLUSSFOLGERUNG: Bei HIV-positiven Patienten scheint die Einnahme von (di)deoxy-NRTIs sowie Koerkrankungen wie Fettleber und Diabetes mellitus Typ 2 mit signifikant niedrigeren Uridinspiegeln assoziiert zu sein. Ob eine Uridinsubstitution zur Vermeidung von NRTI-assoziierten Langzeitnebenwirkungen sinnvoll ist, müssen weitere Untersuchungen zeigen. / BACKGROUND: Long-term side effects of antiretroviral therapy are mainly attributed to mitochondrial toxicity of nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NRTI) by causing respiratory chain dysfunction leading to inhibition of downstream metabolic pathways such as a de novo-pyrimidine synthesis. In vitro and in vivo studies indicated that uridine, a pyrimidine precursor, may prevent and reduce long term toxicity of NRTI treatment. METHODS: Uridine plasma levels of HIV-positive patients and HIV-negative controls were assessed by using high-performance liquid chromatography, compared to each other and correlated with demography, markers of HIV, comorbidities respectively long term side effects, antiretroviral therapy and duration of therapy. RESULTS: Uridine plasma levels of 182 patients were significantly decreased compared to HIV-negative controls, although still remaining in lower physiologic range of healthy adults. Demographic factors and markers of HIV-infection both evidenced no correlation with uridine plasma levels. HIV-patients with comorbidities showed significantly decreased uridine plasma levels compared to HIV-positives without comorbidities. This effect was mainly due to chronic liver disease such as fatty liver disease and diabetes mellitus type two. When comparing HIV-patients, divided into four different antiretroviral therapy containing groups, uridine plasma levels correlated with the potential mitochondrial toxicity of each treatment regimen. Furthermore, HIV-positive patients with dideoxy-NRTI containing therapy had statistically significant lower uridine plasma levels compared to HIV-positives without antiretroviral therapy. Regarding the observation period, patients with dideoxy-NRTI containing therapy showed decreasing uridine plasma levels whereas patients without such therapy had constant or slowly increasing levels. CONCLUSION: Dideoxy-NRTI containing HAART or comorbidities such as fatty liver disease and diabetes mellitus may be associated with statistically significant decreased uridine plasma levels in HIV-positive patients. Further investigation is necessary to evaluate whether supplementation of uridine may be beneficial to prevent or reduce NRTI side affects.

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HINTERGRUND: Die Leber nimmt bei der Regulierung und Aufrechterhaltung des Uridinplasmaspiegels eine zentrale Rolle ein. Die Synthese von Uridin hängt dabei wesentlich von der intakten Funktion hepatozytärer Mitochondrien und des mitochondrialen Enzymes Dihydroorotatdehydrogenase (DHODH) ab. Bei Patienten unter HIV-Therapie zeigten sich in Studien verminderte Uridinplasmaspiegel, wobei die dafür verantwortlich gemachte therapieassoziierte mitochondriale Toxizität durch Uridinsupplementation reduziert werden konnte. Schädigungen von Leber und Mitochondrien im Rahmen chronischer Lebererkrankungen wie Hepatitis C (CHC), B (CHB), alkoholischer und nichtalkoholischer Fettleber (AFLD und NAFLD) könnten ebenfalls zu einem Abfall des Uridinplasmaspiegels führen. METHODIK: Nach Etablierung einer HPLC-Methodik zur Evaluation von Uridin im menschlichen Serum wurden Uridinplasmaspiegel von Patienten mit oben genannten Erkrankungen mit denjenigen einer gesunden Kontrollgruppe verglichen. Ferner wurden die Spiegel mit Demografie, Genotypen, Viruslasten, antiviraler Therapie und Therapiedauer sowie mit sonographischen wie histologischen Leberbefunden und Laborparametern korreliert. ERGEBNISSE: Sämtliche 130 Patienten zeigten einen signifikant niedrigeren Uridinplasmaspiegel als die aus 14 Probanden bestehende gesunde Kontrollgruppe, lagen jedoch noch im physiologischen Normbereich gesunder Erwachsener. In absteigender Reihenfolge zeigten die grössten Unterschiede die Gruppen mit chronischer Hepatits C (n = 69), Hepatitis B (n = 37) sowie AFLD/AFLD (n = 24). Demographische Faktoren, chronischer Alkoholkonsum, histologischer Grad der Leberentzündung und -fibrose, sowie Diabetes mellitus zeigten keinen Einfluss. Spezifika der Virushepatitiden zeigten, abgesehen von der Viruslast bei CHC mit Tendenz zu eher niedrigen Uridinplasmasppiegeln bei hohen Lasten ebenfalls keine Signifikanzen. Eine Leberverfettung zeigte hinsichtlich des Uridinplasmaspiegels lediglich im Vergleich der Gruppe AFLD/NAFLD zur Kontrollgruppe signifikant reduzierte Werte. In Bezug auf das absolute wie relative Vorliegen einer Leberzirrhose zeigten sich ebenfalls signifikant erniedrigte Spiegel, und auch bei Korrelation des Child-Pugh-Index sowie laborchemischen Lebersynthesemarkern zeigten sich mit Zunahme der Leberschädigung reduzierte Uridinspiegel. SCHLUSSFOLGERUNG: Der Uridinplasmaspiegel scheint bei chronischen Lebererkrankungen wie Hepatitis C und B sowie alkoholischer und nichtalkoholischer Fettleber relativ erniedrigt zu sein, ebenso bei der Leberzirrhose. Um den Einfluss einer Mitochondrienschädigung genauer einzuordnen wären zukünftige Untersuchungen unter Einbezug oxidativer Marker ebenso interessant wie Überlegungen, Uridin bei fortgeschrittenen chronischen Lebererkrankungen zu substituieren. / BACKGROUND: The liver plays a pivotal role in regulating and maintaining uridine levels in plasma. Synthesis of uridine is mainly depending on the intact function of mitochondria and the mitochondrial enzyme dihydroorotate dehydrogenase in liver cells. HIV therapy associated mitochondrial toxicity, affecting reduced uridine plasma levels could be diminished by uridine supplementation. Moreover, in cases of liver or mitochondrial damage induced by chronic liver diseases such as hepatitis C (CHC) and B (CHB), alcoholic and non-alcoholic induced fatty liver (AFLD and NAFLD) can result in reduced uridine levels in plasma. METHODS: An HPLC-based method for evaluating uridine levels in human serum was established and utilized to compare uridine levels in patients suffering from the aforementioned diseases with controls. Moreover, uridine levels were evaluated with regard to (a) demographic data, (b) genotypes, (c) viral load, (d) antiviral treatment, (e) treatment duration, (f) sonographic and histological findings, and (g) laboratory values. RESULTS: Uridine levels in plasma of all 130 patients were significantly reduced compared to those of the 14 healthy individuals, however, were still within the physiological range observed in healthy adults. Maximum deviations decreased in the following order: Hepatitis C (n=69), hepatitis B (n=37) and AFLD/NAFLD (n=24). Demographic factors, chronic alcoholic diseases, histological grade of liver inflammation and fibrosis, as well as diabetes mellitus; had no impact on uridine plasma levels. Apart from CHC, which tends to reduce levels of uridine in plasma with a high viral load; specifics of the infectious hepatitis indicated no significant change. In cases of fatty liver, only when comparing the AFLD/NAFLD group to controls, significantly reduced levels of uridine in plasma could be confirmed. Additionally, in the case of existent relative or absolute cirrhosis, as well as with an increasing Child-Pugh-Index and decreasing liver synthesis products, significant reduced uridine plasma levels could be detected. CONCLUSION: The present data indicates reduced levels of uridine in plasma in cases of chronic liver diseases (such as hepatitis C and B), alcoholic and non-alcoholic steatohepatitis, as well as cirrhosis. To assess the impact of mitochondrial damage, future investigations should include oxidative markers and evaluate the potential of substituting uridine in cases of advanced chronic liver diseases.

(thesis): Palmar-plantar erythrodysesthesia (PPE) frequently accompanies the therapy with a continuous 5-FU infusion or peroral capecitabine (5-FU prodrug). In the most severe cases this adverse effect leads to discontinuation of a needful therapy. Local 10 % uridine ointment is used to prevent and treat the said adverse event. Nevertheless, this method is not generally accepted as an effective one because it has never been proved in a randomized controlled clinical trial. Most probably, a direct effect of a cytostatic compound on the skin of hands and foots causes PPE. The toxicity of 5-FU is mediated primarily by its incorporation into RNA and by thymidylate synthase (TS) inhibition and subsequent DNA synthesis disruption. The importance of particular 5-FU toxicity mechanisms varies in different cell types. For choosing the best PPE local antidote it is necessary to find out which molecular mechanism applies in keratinocytes. We have chosen pyrimidine nucleosides as the most suitable compounds for the local PPE therapy because the uridine ointment is already being used in several oncology centers in the Central Europe. In order to find out the 5-FU toxicity mechanism, we further tested the effect of calciumfolinate (CF) which strengthens the TS inhibition by 5-FU. We studied also uracil and...

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Für die Ätiopathogenese der Atherosklerose spielen eine Vielzahl von Mediatoren eine Rolle. Dabei werden durch das Endothel sowohl protektive als auch schädliche Mediatoren sezerniert. High Density Lipoproteine (HDL) stellen einen bedeutenden protektiven Marker für das kardiovaskuläre Risiko dar, u.a. durch die Aktivierung der endothelialen NO-Synthase (eNOS). HDL besteht zu 50 % aus Proteinen und zu 50 % aus Lipiden. Welche Komponenten des HDL für die eNOS Aktivierung verantwortlich sind, ist nicht bekannt gewesen. Im ersten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte erfolgreich gezeigt werden, dass die Lysophospholipide, Sphingosin-1-Phosphat (S1P) und Sphinsosylphosphorylcholin (SPC), die strukturelle Bestandteile der Lipidfraktion von HDL darstellen, für einen Teil der HDL induzierten eNOS Aktivierung durch Stimulation des S1P3-Rezeptors verantwortlich sind. Diese eNOS Aktivierung wird durch den intrazellulären Einstrom von Calcium und durch die Aktivierung der Akt-Kinase induziert. Im zweiten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte nachgewiesen werden, dass das oral verfügbare Lysophospholipid-basierte Medikament, FTY720, das ein strukturelles Analogon des S1P ist, den HDL induzierten Signaltransduktionsweg der eNOS Aktivierung in gleicher Weise induziert. Im dritten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte ein neuartiges endothelabhängig sezerniertes gemischtes Dinukleosidpolyphosphat, Uridin-Adenosin-Tetraphosphat (Up4A), identifiziert werden. Up4A ist ein Agonist an den P2X- und P2Y-Purinrezeptoren. Up4A induziert bei Applikation in eine isoliert perfundierte Rattenniere hauptsächlich über die Aktivierung des P2X1-Rezeptors und des P2Y2/P2Y4-Rezeptors eine starke Vasokonstriktion im renalen Perfusionsgebiet mit einhergehender Erhöhung des mittleren renalen Perfusionsdrucks. Die direkte Infusion von Up4A in vivo in eine WKY-Ratte führt zu einer signifikanten Erhöhung des mittleren arteriellen Blutdrucks. / In the pathogenesis of atherosclerosis many mediators are included. Therefore the endothelium plays a crucial part by secreting protective but also deleterious factors. High density lipoproteins are an established protective factor in the risk profile of cardiovascular events especially by activating the endothelial NO synthase (eNOS). HDL is composed of 50 % proteins and 50 % lipids. Which component of HDL is responsible for the eNOS activation was not known. In the first part of this dissertation it could be shown, that the lysophospholipids, sphingosine-1-phosphate (S1P) and sphingosylphosphorylcholine (SPC), which are structural compounds of the lipid fraction of HDL, are responsible for a significant part of the HDL induced eNOS activation by stimulating the specific S1P3 receptor. In the signal transduction mechanism the activation of Akt kinase and an influx of calcium is involved. In the second part of this dissertation it could be shown, that the orally active lysophospholipide based drug FTY720, which is a structural analogue of S1P, is able to induce the same signal transduction mechanism activated by HDL including the stimulation of the S1P3 receptor. In the last part of this dissertation a new endothelium dependent vasoconstrictor, the dinucleoside polyphosphate uridine-adenosine-tetraphosphate (Up4A), could be for the first time identified. Up4A is a potent agonist of the P2X- and P2Y-purinoceptors. Via activating the P2X1 receptor and the P2Y2/P2Y4 receptor Up4A induce a strong vasoconstriction in the renal perfusion system in the model of the isolated perfused rat kidney with an adjacent increase of the mean perfusion pressure. By injection of Up4A in vivo in a Wistar Kyoto rat the mean arterial pressure also increase significantly.