Die Atherosklerose und ihre Folgen sind für ca. 50% der Todesfälle in den USA, Europa und Japan verantwortlich. Die Prävention der Atherosklerose und ihrer klinischen Manifestationen wie der koronaren Herzkrankheit, der peripheren arteriellen Verschlußkrankheit und des ischämischen Zerebralinsultes sind wichtige Ziele. Das Gen des endothelialen leukozytären Adhäsionsmoleküls-1 (E-Selectin) sollte auf DNA-Polymorphismen untersucht werden, um einen möglichen genetischen Hintergrund von zellulären Interaktionen, die in den atherosklerotischen Prozeß involviert sind, zu untersuchen. Die Häufigkeit der S128R-Mutation der EGF-Domäne des E-Selectins in einem Kollektiv von 53 Patienten mit interventionsbedürftiger koronarer Herzkrankheit, deren durchschnittliches Alter fünfzig Jahre überschreitet, ist mit 13,2% ebenso hoch wie in einer Vergleichsgruppe freiwilliger Probanden (n = 102, Häufigkeit der Mutation: 15,7%). Die beobachtete geringere Frequenz der Mutation in höherem Alter stützt die Hypothese der Assoziation einer vorzeitigen Atherosklerose mit der statistisch signifikant erhöhten Frequenz der S128R-Mutation (Häufigkeit: 29,2%) in einem Patientenkollektiv unter fünzig Jahre (106, 107). Assoziationsanalysen zum Vergleich der Häufigkeiten des DNA-Polymorphismus in Abhängigkeit von den Risikofaktoren (männliches Geschlecht, Myokardinfarkt in der Eigenanamnese, positive Familienanamnese, Nikotinabusus, Hyper- bzw. Dyslipidämie, Diabetes mellitus, Adipositas und arterielle Hypertonie) zeigten keine statistisch signifikante Assoziation. / Atherosclerosis and its pathologic consequences are responsible for 50% of the deaths in the United States, Europe and Japan. The prevention of atherosclerosis and its clinical manifestations such as coronary heart disease, peripheral vascular disease and ischemic cerebral insult are fundamental goals. To contribute to the analysis of the genetic background of atherosclerosis especially endothelial dysfunction we searched for DNA-polymorphisms in the endothelial-leukocyte adhesion molecule-1 (E-selectin). The frequency of the S128R-mutation of the EGF-domain of the E-selectin in a collective of 53 patients with severe, an intervention requiring coronary heart disease (mean age above 50 years) is 13,2%, which is as high as in 102 volunteers (15,7%). The observed lesser frequency of the mutation in higher age supports the hypothesis of an association of premature atherosclerosis with a significant higher frequency of the S128R-mutation (29,2%) in patients with the same severe coronary heart disease under the age of 50. Association studies with risk factors for coronary heart disease (male sex, myocardial infarction, positive family history, cigarette smoking, hyperlipidaemia, low HDL-cholesterol, diabetes mellitus, obesity and hypertension) showed no associations.

Die koronare Herzkrankheit ist derzeit die häufigste Todesursache auf der Welt. Die Prävention der Arteriosklerose und ihrer klinischen Manifestationen wie der koronaren Herzkrankheit sind wichtige Ziele. Das Gen des endothelialen leukozytären Adhäsionsmoleküls-1 (ELAM-1,E-Selektin) sollte auf DNA-Polymorphismen untersucht werden, um einen möglichen genetischen Hintergrund von zellulären Interaktionen, die in den arteriosklerotischen Prozeß involviert sind, zu untersuchen. Eine signifikant höhere Mutationsrate (P=0,039) wurde bei 41 Patienten mit 40 Jahren oder jünger mit einer angiographisch nachgewiesenen schweren koronaren Arteriosklerose, im Vergleich zu 51 Patienten zwischen 40 und 50 Jahren, gefunden. Assoziationsanalysen zum Vergleich der Häufigkeiten des DNA-Polymorphismus in Abhängigkeit von den Risikofaktoren (männliches Geschlecht, Myokardinfarkt in der Eigenanamnese, positive Familienanamnese, Zigarettenrauchen, Hyperlipidämie (Hypercholesterinämie, Hypertriglyzeridämie), niedriges HDL-Cholesterin, Diabetes mellitus, Adipositas und arterielle Hypertonie) zeigten nur für die Hypertriglyzeridämie und die positive Familienanamnese eine statistisch signifikante Assoziation. Diese Daten lassen den Schluß zu, daß der DNA-Polymorphismus des endothelialen leukozytären Adhäsionsmoleküls-1 mit einer frühzeitigen schweren koronaren Arteriosklerose assoziiert ist. Der gefundene Polymorphismus ist ein zusätzlicher Risikofaktor bei einer positiven Familienanmnese. / Coronary heart disease is the major cause of death in the world. Prevention of atherosclerosis and its clinical manifestations such as coronary heart disease are fundamental goals. To contribute to the analysis of the genetic background of atherosclerosis especially endothelial dysfunction we searched for DNA polymorphisms in the endothelial-leukocyte adhesion molecule-1 (ELAM-1,E-selectin). A significantly higher mutation frequency (P=0,039) was observed in 41 patients aged 40 years or less with angiographically proven severe coronary atherosclerosis compared with 51 patients aged between 40 and 50 years. Association studies with risk factors for coronary heart disease (male sex, myocardial infarction, positive family history, cigarette smoking, hyperlipidaemia (hypercholesterolaemia, hypertriglyceridaemia), low HDL cholesterol, diabetes mellitus, obesity and hypertension) showed associations only for hypertriglyceridaemia and a positive family history. These data suggest that the polymorphisms in the ELAM-1 are associated with a higher risk for premature severe coronary atherosclerosis. DNA polymorphism in the ELAM-1 gene is an additional coronary risk factor if a positive family history exists.

Die Pathogenese der Hypertonie und der Arteriosklerose sind multifaktorieller Prozesse, welche die Interaktion von genetischen und Umweltfaktoren involviert. Die molekularen Mechanismen an den Gefäßen sind ähnlich, jedoch nicht im Detail verstanden. Bei beiden Gefäßerkrankungen ist das Endothel der zentrale Angriffspunkt, der zu einer chronischen Entzündungsreaktion führt, ist. Der Transkriptionsfaktor NF-kappaB ist der Hauptschalter bei der Aktivierung der Gene, die zu der Aktivierung von Leukozyten und zu der Entwicklung der Entzündungsreaktion führen. Die hier aufgezeigten Untersuchungen befassen sich mit dieser Problematik und sind in 4 Teilprojekte gegliedert. Teilprojekt 1 befasst sich mit der physiologischen Funktion von Bcl-3, einem Mitglied der IkappaBalpha Familie. Da über die Funktion von Bcl-3 wenig bekannt ist, sollte mit Hilfe des Yeast-Two-Hybrid Systems neue Interaktionspartner identifiziert werden. Insgesamt würden fünf Proteine identifiziert, die alle binäre Komplexe in vitro (Co-Immunopräzipitation und GST-puldown) und im Yeast-Two-Hybrid bilden. Wir konnten zeigen, dass Bcl-3 mit den Ankyrin Repeats zur gleichen Zeit mit (mindestens) zwei Proteinen interagieren kann. Die endogene Aktivität von p50/Bcl-3 Komplexe wird durch die Transfektion der Interaktionspartner gesteigert. Den größten Effekt hat dabei Jab1. In transienten Transfektionen modulieren Jab1, Tip60, Bard1 und Pirin modulieren die Transkriptionsaktivität von Bcl-3 in verschiedenen Zellinien und mit verschiedenen Reporterkonstrukten. Den stärksten aktivierenden Effekt auf p50/Bcl-3 übt Tip60 aus. Tip60, Jab1 und Pirin können ebenfalls in vivo mit Bcl-3 co-immunoprezipitiert werden, wenn beide Proteine transient transfiziert werden. Auf Grund dieser Ergebnisse spekulieren wir, dass Bcl-3 eine Adapterfunktion ausübt, die NF-kappaB p50/p52 mit anderen Transkriptionsfaktoren (NF-1, c-jun, thyroid rezeptor, HIV-Tat) bzw. basalen Transkriptionsfaktoren (Histonacetylasen, RNA Polymerasen) verbindet. Teilprojekt 2 hat sich mit neuen Risikofaktoren für die koronare Herzerkrankung beschafft. Es gibt Hinweise, dass ein infektiöses Agens neben etablierten Risikofaktoren ursächlich an der Pathogenese und Progredienz der Arteriosklerose beteiligt ist. Unter den möglichen Erregern haben Untersuchungen der letzten Jahre gezeigt, dass Chlamydia pneumoniae das infektiöse Agens sein könnte. Infektion mit C. pneumoniae führte zu einer Aktivierung von pro-koagulatorischen Faktoren (Tissue Faktor und PAI-1) und Zytokinen (Interleukin 6). vermehrt expremiert werden. Wir konnten zudem eine vermehrte membranständige Expression von Rho-A und Rac-1 nachweisen, welche durch Statine gehemmt wurde. Zudem zeigte sich eine vermehrte Sauerstoffradikalfreisetzung nach Infektion mit C.pneumoniae. Die untersuchten Faktoren werden durch den Transkriptionsfaktor NF-kappaB reguliert, der ebenfalls nach Infektion induziert wurde. IkappaBalpha wurde degradiert. Alle Prozesse wurden durch Zugabe von Statinen reduziert. Wir zeigen einen möglichen molekularen Mechanismus auf, wie durch eine C. pneumoniae Infektion das lokale Milieu in der arteriosklerotischen Plaque derart verändert wird, dass Prozesse gefördert werden, die zu einer instabilen Koronarsituation führen können. Ziel des Teilprojekts 3 war es, neue molekulare Mechanismen bei der Pathogenese Angiotensin II-vermittelter Endorganschäden herauszufinden. Wir haben dazu ein transgenes Tiermodell (dTGR) untersucht, welches das humane Renin- und Angiotensinogen-Gen überexprimiert und 3 bis 5-fach erhöhte Ang II-Spiegel aufweist. Ang II stimulierte die Transkriptionsfaktoren NF-kappaB und AP-1, sowie von ihnen regulierte pro-entzündliche Proteine. Wir sind der Hypothese nachgegangen, ob Entzündungsreaktionen eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese spielen könnten. Sowohl anti-entzündliche Inhibitoren, wie Aspirin in hoher Dosierung, die die Aktivierung von NF-kappaB verhindern, verringerten die Organschäden. Pleiotrope Eigenschaften des HMG-CoA-Reduktase-Hemmers Cerivastatin verminderten, cholesterinunabhängig, die Organschädigung. Auch hier ist der zu Grunde liegende Mechanismus eine Hemmung der Ang II induzeirten Entzündungsreaktion. Teilprojekt IV befasst sich mit der Präeklampsie, einer schwangerschaftsspezifischen Erkrankung, die durch das erstmalige Auftreten von arterieller Hypertonie und Proteinurie nach der 20. Schwangerschaftswoche charakterisiert ist. Die Präeklampsie ist unverändert eine der häufigsten Ursachen für mütterliche und kindliche Morbidität und Mortalität. Wir haben festgestellt, dass Schwangere mit Präeklampsie spezifische, agonistische Antikörper gegen den Angiontensin-II-AT1-Rezeptor (AT1-AA) entwickeln. Dieser Autoantikörper ist gegen die zweite extrazelluläre Schleife des AT1-Rezeptors gerichtet. Wir konnten zeigen, dass AT1-AA eine Aktivierung von NF-kappaB und AP-1 bewirken. Zudem konnten wir nachweisen, das vermehrt reaktive Sauerstoffmetabolite (ROS) induziert werden und dass dieser Prozess über die NADPH-Oxidase vermittelt ist. Auch konnten wir zeigen, dass die Expression der NADPH oxidase durch den AT1-AA induziert wird. Präeklamptische Plazenten weisen eine stärkere Produktion von ROS und eine vermehrte Expression der NADPH oxidase auf als gesunde Kontrollplazenten. Die Autoantikörper könnten einen wesentlichen endothelialen Schädigungsmechanismus bei Präeklampsie darstellen. Die konsekutive Aktivierung von NF-kappaB und AP-1 eine wichtige, mögliche Ursache, dass eine chronische vaskuläre Entzündungsreaktion iniitiert und unterhalten wird. / Atheroscleosis and hypertension are considered to be a complex process involving the interaction of genetic and environmental factors and the interplay between several cell types. Besides established risk factors for atherosclerosis and hypertension induced vascular pathology, chronic inflammation is regarded as a key event in the pathogenesis. The transcription factor family NF-kappaB is a key regulator of abroad rage of genes involved in inflammatory processes, proliferation and apoptosis. Aim of the investigations is to identify molecular mechanisms in vascular biology in order to understand pathophysiological vascular processes. The investigations are divided into 4 projects In project 1 we tried to identify the physiological role of the proto-oncoprotein Bcl-3, which is a member of the IkappaB family,. To gain insight into specific nuclear functions of Bcl-3 we have isolated proteins that interact with its ankyrin repeat domain. Using the yeast two-hybrid-system we identified four novel binding partners of Bcl-3 in addition to NF-kappaB p50 and p52, previously known to associate with Bcl-3. The novel Bcl-3 interactors Jab1, Pirin, Tip60 and Bard1 are nuclear proteins which also bind to other transcription factors including c-Jun, nuclear factor I (NFI), HIV-1 Tat or the tumor suppressor and PolII holoenzyme component Brca1, respectively. Bcl-3, p50, and either Bard1, Tip60 or Pirin are sequestered into quarternary complexes on NF-kappaB DNA binding sites, whereas Jab1 enhances p50-Bcl-3-DNA complex formation. Furthermore, the histone acetylase Tip60 enhances Bcl-3-p50 activated transcription through an NF-kappaB binding site, indicating that quarternary complexes containing Bcl-3 interactors modulate NF-kappaB driven gene expression. These data implicate Bcl-3 as an adaptor between NF-kappaB p50/p52 and other transcription regulators and suggest that its gene activation function may at least in part be due to recruitment of the Tip60 histone actetylase. Project 2 concentrated on investigating novel mechanism in arteriosclerosis. Recent reports link C. pneumoniae infection of arteriosclerotic lesions to the precipitation of acute coronary syndromes, which also feature tissue factor and plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1) overexpression. We investigated whether or not C. pneumoniae can induce thrombogenicity by upregulation of procoagulant proteins. Human vascular endothelial and smooth muscle cells were infected with a strain of C. pneumoniae isolated from an arteriosclerotic coronary artery. Tissue factor, PAI-1, and interleukin-6 expression was increased in infected cells. Western blotting We could show, that C.pneumoniae infection resulted in increased cell membrane-associated RhoA and Rac1, implying increased prenylation of these proteins. This effect was blocked by statin but circumvented by mevalonate. Cytochrome C assays showed that infected VSMCs produced increased reactive oxygen species that was blocked by statin. Infection increased nuclear transcription factor-kappaB expression in VSMCs that was dose-dependently suppressed by statin. Infected VSMCs produced and released RANTES and MCP-1. Statin dose-dependently blocked this production both at the mRNA and protein levels. These data provide evidence that C. pneumoniae infection can induce procoagulant protein and proinflammatory cytokine expression. This cellular response is accompanied by activation of NF-kappaB. Our results demonstrate how C. pneumoniae infection may initiate acute coronary syndromes. In project 3 we investigated molecular mechanism in Angiotensin II induced endorgan cardiovascular endorgan damage. Therefore we established a double transgenic rat (dTGR) model, in which rats transgenic for the humanangiotensinogen and renin genes are crossed. We show evidence that Ang II stimulates NF-kappaB and AP-1, which are involved with initiating chemokine and cytokine expression, leading to the above cascade in this model. Various pharmacological, such as the endothlin-1 receptor blocker bosentan, the immunosuppressant cyclosporin, the NF-kappaB inhibitor PDTC, the aldosteron antagonist spironolactone all ameliorated the ANG II-induced end-organ damage. However, all inhibitors were able to reduce NF-kappaB activation and inflammation. Stain also reduced cholesterol-independent the cardiovascular endorgan damage in dTGR. The pleiotrophic effects of statins reduced NF-kappaB and AP-1 activity, indicating that the local Angiotensin II induced inflammatory reaction is the key event in initiating the endorgan damage. Project 4 is focused on preeclampsia. Preeclampsia occurs after the 20th week of gestation and features hypertension and an increased peripheral vascular resistance; the mechanisms are unknown. The is a major cause of maternal and fetal morbidity We recently described autoantibodies (AT1-AA) directed at the AT1 receptor in the serum of preeclamptic patients, whose placentas are commonly infarcted and express tissue factor (TF). We proved AT1-AA specificity by coimmunoprecipitating the AT1 receptor with AT1-AA but not with nonspecific IgG. Angiotensin (Ang) II and AT1-AA both activated extracellular signal-related kinase, AP-1, and the TF promoter transfected VSMC and Chinese hamster ovary cells, but only when the AP-1 binding site was present. We then demonstrated TF expression in VSMC exposed to either Ang II or AT1-AA. All these effects were blocked by losartan. Nonspecific IgG or IgG from nonpreeclamptic pregnant women had a negligible effect. AT1-AA increased ROS production and the NADPH oxidase components, p22, p47, and p67 phox in Western blotting. AT1-AA activated NF-kappaB. IkappaBalpha expression was reduced in response to AT1-AA. The p22, p47, and p67 phox expression in placentas from preeclamptic patients was increased, compared with normal placentas. Furthermore, NF-kappaB was activated in placentas from preeclamptic women. We conclude that AT1-AA and Ang II both stimulate the AT1 receptor and initiate a signaling cascade resulting in TF expression. NADPH oxidase is potentially an important source of ROS that may upregulate NF-kappaB in preeclampsia These results show an action of AT1-AA on human cells that could contribute to the pathogenesis of preeclampsia. We suggest that AT1-AA through activation of NADPH oxidase could contribute to ROS production and inflammatory responses in preeclampsia.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren Untersuchungen zu zellulären Mechanismen ANCA-assoziierter systemischer Vaskulitiden. Es wurde dabei zunächst die ANCA-induzierte Aktivierung neutrophiler Granulozyten untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß die Quervernetzung der ANCA-Antigene auf der Oberfläche neutrophiler Granulozyten die Generation von Sauerstoffradikalen auslöst. Der zweite Komplex beschäftigte sich mit der Regulation der Apoptose neutrophiler Granulozyten, die einen zentralen Mechanismus für die Auflösung von Entzündungen darstellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Apoptose neutrophiler Granulozyten durch IL-8 verzögert und durch TNF-alpha akzeleriert wird. Dabei führt die Interaktion mit extrazellulären Matrixsubstanzen wie Fibronektin zu einer weiteren Akzeleration der TNF-alpha-induzierten Apoptose. Die Bedeutung der Tyrosin Phosphorylierung für diesen Prozess wird gezeigt, und Ly-GDI, ein regulatorisches Protein für kleine GTPase-Proteine der Ras-Superfamilie, wurde als ein Substrat der Tyrosin-Kinasen charakterisiert. Letztlich konnten neue Kandidaten-Proteine für die Regulation der Lebensspanne neutrophiler Granulozyten identifiziert werden. / Mechanisms of ANCA-associated vasculitis were studied. First, the activation of human neutrophils by ANCA was investigated. The data demonstrate the important role of cross-linking ANCA-antigens by the auto-antibodies on the cell surface for the initiation of a respiratory burst. The second issue was the regulation of neutrophil apoptosis that is central to the resolution of inflammation. These experiments indicate that apoptosis was delayed by IL-8 and accelerated by TNF-alpha. Interaction with extracellular matrix proteins, such as fibronectin resulted in further acceleration of apoptosis. The important role of protein tyrosine phosphorylation was demonstrated, and Ly-GDI, a regulator of GTPase-proteins of the ras-superfamily was characterized. Finally, proteins that may control the life span of neutrophils were identified.

Die Entstehung atherosklerotischer Gefässwandveränderungen ist ein chronischer Prozess, welcher durch vaskuläre pro-atherosklerotische Wachstumsfaktoren und anti-atherosklerotisch wirkende Modulatoren in der Gefässwand reguliert wird. Angiotensin II ist sowohl in in-vitro als auch in in-vivo Studien als ein zentraler pro-atherosklerotischer Wachstumsfaktor identifiziert worden. Pro-atherosklerotische in-vitro Effekte von Angiotensin II resultieren in einer massiven Zunahme atherosklerotischer Läsionen durch Angiotensin II im Tiermodell. Die pro-atherosklerotische Funktion von Angiotensin II wird parallel durch klinische Daten unterstützt, in denen gezeigt wird, dass die Angiotensin II Blockade durch ACE-Inhibitoren oder AT1-R Antagonisten zu einer Reduktion atherosklerotischer Gefässwandveränderungen führt, was letztendlich in einer Senkung der kardiovaskulären Mortalität resultiert. Demgegenüber stehen multiple atherosklerose-hemmende Faktoren in der Gefässwand. In der Gruppe dieser Faktoren spielen die nukleären Hormonrezeptoren der Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) eine wichtige pathophysiologische und klinische Rolle. Aktiviert durch endogene Liganden supprimieren PPARs pro-atherosklerotische Abläufe in der Gefässwand. Eine zusätzliche Aktivierung wird durch exogene, synthetische Liganden erreicht, welche in der Therapie metabolischer Erkrankungen bereits klinisch eingesetzt werden. Zwei PPAR Isoformen sind in der Gefässwand überwiegend exprimiert, PPARa und PPARg. Beide Isoformen vermitteln anti-atherosklerotische Effekte durch die transkriptionelle Regulation unterschiedlicher Zielgene. Wir untersuchten die PPAR-vermittelte Regulation dieser Zielgene und konnten neue molekulare Wirkmechanismen, welche den anti-atherosklerotischen Wirkungen von PPARa- und PPARg-Liganden zugrunde liegen identifizieren. In weiterführenden Arbeiten konnten wir zeigen, dass multiple bidirektionale Interaktionen zwischen Angiotensin II und PPARs bestehen, welche einen wesentlichen Einfluss auf die Entstehung und Progression atherosklerotischer Gefässveränderungen haben. / The development of atherosclerosis is a chronic process, which is tightly regulated by pro-atherosclerotic vascular growth factors and anti-atherosclerotic modulators in the vessel wall. Angiotensin II has been identified in in-vitro and in-vivo studies as a central pro-atherosclerotic growth factor. Angiotensin II-infusion in mice results in a profound induction of atherosclerotic lesions in the aorta. In parallel, clinical studies have demonstrated that blockade of the renin-angiotensin-system by AT1R-antagonists or ACE-inhibitors significantly lowers the incidence of atherosclerotic diseases. The pro-atherosclerotic actions of angiotensin II are counterbalanced by multiple anti-atherosclerotic modulators present in the vessel wall. The peroxisome proliferators-activated receptors (PPARs), including the isoforms alpha and gamma, are ligand-activated nuclear hormone receptors, present in the vascular wall, and exerting major anti-atherosclerotic actions. They function as transcriptional regulators of target genes involved in atherogenesis. We investigated PPAR-mediated target gene expression in vascular and inflammatory cells, and identified new anti-atherosclerotic mechanisms of these receptors. Finally we characterized bidirectional interactions between angiotensin II and PPARs, which might play a major role in the development of atherosclerosis in humans.

Plasmalemmale Kalzium- und Kaliumkanäle sind wichtige Regulatoren der kontraktilen Kraft glatter Gefäßmuskelzellen. Bei Untersuchungen an einer Vielzahl nicht humaner glatter Muskelzellen wurden verschiedene Kalzium- und Kaliumkanaltypen identifiziert. Allerdings ist über das Vorkommen, die biophysikalisch-pharmakologischen Eigenschaften, Regulation, Bedeutung und differentielle Expression von spannungsabhängigen Kalzium- und Kaliumkanälen in humanen arteriellen Gefäßmuskelzellen noch wenig bekannt. In dieser Arbeit wurden spannungsabhängige Kalzium- und Kaliumkanalströme in frisch-isolierten Gefäßmuskelzellen humaner Koronararterien analysiert. Die wichtigsten Ergebnisse waren: (1) Gefäßmuskelzellen humaner Koronararterien exprimieren funktionell aktive spannungsabhängige L-Typ-Kalziumkanäle. (2) Die hohe Permeationsrate von L-Typ-Kanälen in Lösungen mit physiologischer Ca2+-Konzentration wird durch die (1- Kanaluntereinheit bestimmt. (3) L-Typ-Kanäle der C-Klasse werden durch G-Proteine und Proteinkinase C moduliert. (4) Die Expression von L-Typ-Kanälen in Gefäßmuskelzellen wird differentiell reguliert. (4) Vier diverse Kaliumkanalströme kommen in Gefäßmuskelzellen humaner Koronararterien vor: IK(dr), IBK(Ca), IK(ATP) und STOCs. (5) Spontane transiente Auswärtsströme (STOCs) werden durch Ca2+-Sparks ausgelöst. (6) Ca2+-Sparks entstehen durch Öffnung von Ca2+-Freisetzungskanälen (Ryanodinrezeptoren) des sarkoplasmatischen Retikulums. (7) KATP-Kanäle fungieren als Zielstruktur für diverse endogene und synthetische Vasodilatatoren. (8) Ca2+-Sparks und STOCs bewerkstelligen die Feineinstellung des myogenen Gefäßtonus. (9) Der Ca2+-Spark/STOC-Signalweg stellt potenziell ein neuartiger Angriffsort für Hormone und Pharmaka dar, über den der Gefäßtonus von geringlumigen Arterien beeinflusst werden kann. Diese Ergebnisse tragen zum Verständnis der Bedeutung von plasmalemmalen Ionenkanälen bei chronischen Gefäßerkrankungen wie Atherosklerose und Hypertonie bei und eröffnen möglicherweise neue therapeutische Möglichkeiten. / Plasmalemmal calcium- and potassium channels represent important regulators of the contractile force of smooth muscle. Studies on various human smooth muscle cells have identified different calcium and potassium channels. However, relatively little is known on the presence, biophysical and pharmacological properties, regulation, function, and differential expression of voltage-dependent calcium and potassium channels in human coronary arteries. In this study, voltage-depedent calcium and potassium channels in human coronary arteries were studied. The main findings are: (1) Smooth muscle cells of human coronary arteries exhibit functional voltage-dependent, L-type calcium channels. (2) The high permeation rate of L-type channels in solutions with physiological calcium concentrations is determined by the (1 channel subunit. (3) C-class L-type channels are modulated by G proteins and protein kinase C. (4) The expression of L-type channels in vascular smooth muscle cells is differentially regulated. (4) Four diverse potassium channel currents are present in smooth muscle cells from human coronary arteries: IK(dr), IBK(Ca), IK(ATP) and STOCs. (5) Spontaneous transient outward currents (STOCs) are induced by Ca2+ sparks. (6) Ca2+ sparks are generated by the opening of calcium release channels (ryanodine receptors) in the sarcoplasmic reticulum. (7) KATP channels function as target for diverse endogeneous and synthetic vasodilators. (8) Ca2+ sparks and STOCs control the myogenic tone of arterial vessels. (9) The Ca2+ spark/STOC signaling pathway represents a novel target for hormones and drugs to regulate the diameter of small, resistance-sized arteries. These results contribute to a better understanding of the role of plasmalemmal ion channels in chronic vascular disease, such as atherosclerosis and hypertension. They may open novel therapeutic possibilites in the treatment of chronic vascular disease.

In der Literatur finden sich zahlreiche Hinweise dafür, daß die hämorheologischen Meßgrößen wie Hämatokrit, Erythrozytenaggregation und Erythrozytenrigidität, sowie Vollblut- und Plasmaviskosität bei Patienten mit Atherosklerose bzw. bereits bei Personen mit kardiovaskulären Risikofaktoren pathologisch verändert sind. Offen ist dagegen derzeit die Frage, ob derartige Veränderungen reversibel sind. Die vorliegende Arbeit sollte deshalb der Frage nachgehen, ob sich im Verlauf einer stationären Anschlußheilbehandlung (AHB) neben einer Normalisierung klassisch kardiovaskulärer Risikofaktoren auch positive Veränderungen rheologischer Parameter beobachten lassen. Dazu wurden 64 männliche und weibliche Patienten zu Beginn und am Ende ihrer vierwöchigen kardiologischen AHB untersucht. Es wurden der Blutdruck, Gewicht und Gesamtcholesterin, sowie die hämorheologischen Parameter Plasmaviskosität, Hämatokrit und Fibrinogen bestimmt. Bis auf geschlechtsspezifische Hämatokritwertunterschiede wurden keine statistisch signifikanten Differenzen der rheologischen Werte im Gruppenvergleich der verschiedenen Patientengruppen gefunden. Im Verlauf der AHB kam es neben einer statistisch signifikanten Reduktion klassisch kardiovaskulärer Risikofaktoren zu einer statistisch signifikanten, von koronarer Herzkrankheit und Risikofaktoren unabhängigen Verminderung der Plasmaviskosität und des Hämatokrits. Keine statistisch signifikanten Änderungen zeigten sich diesbezüglich des Fibrinogenspiegels. Desweiteren wurden einige schwach positive Korrelationen zwischen der Änderung klassischer Risikofaktoren und der Änderung hämorheologischer Faktoren aufgezeigt. Diese Ergebnisse bestätigen Zusammenhänge zwischen kardiovaskulären Risikofaktoren und hämorheologischen Meßgrößen. Sie implizieren weiterhin, daß es im Verlauf einer kardiovaskulären Rehabilitation nicht nur zu der erhofften Reduktion diverser Risikofaktoren kommt, sondern daß auch hämorheologische Kenngrößen günstig beeinflußt werden. / The fact that hemorheological variables such as hematocrit, red cell flexibility and aggregability, plasma and blood viscosity are pathologically altered in the presence of cardiovascular risk factors and diseases is evidenced by a large and growing amount of data. The question whether and how such abnormalities might be reversible is still largely unanswered. This investigation was therefore aimed at determining the hemorheological effects of a 4-week cardiovascular rehabilitation programme in 64 male and female patients with cardiovascular disease and/or risk factors. Blood pressure, body weight and total cholesterol were measured together with hemorheological parameters such as plasma viscosity, hematocrit and fibrinogen. With the exception of gender-specific hematocrit differences, no significant differences were found regarding rheological values between various groups. In the course of the rehabilitation programme, a reduction of conventional cardiovascular risk factors was noted and a statistically significant reductions of plasma viscosity and hematocrit were found which were independent of coronary heart disease. No significant changes were seen in fibrinogen levels. Moreover, a weak positive correlation was observed between conventional risk factors and changes in hemorheological variables. These results confirm the links between conventional risk factors and hemorheological measurements. They also imply that, during a rehabilitation programme, a reduction of various risk factors may be associated with positive changes in hemorheological variables. In conclusion, this study has demonstrated a change in some hemorheological variables in the course of a complex rehabilitation programme for cardiac patients.

Das Ziel: der Arbeit war die Überprüfung der Aussagekraft der MRA in time-of-flight-technique der Arteria caroits bei 1,0 Tesla im Vergleich zur intaarteriellen DSA und der Wertigkeit in der Einsatzfähigkeit in der klinischen Routine bei der Diagnostik von Carotisstenosen. 101 Patienten wurden zur Abklärung einer Stenose der Arteria carotis vergleichend mittels TOF-MRA und i.a. DSA der Arteriae carotis untersucht. Morphologische Veränderungen wurden für sämliche Gefässe erfasst, wobei die Stenosen der Arteriae carotis entsprechend den NASCET-Kriterien graduiert wurden (geringgrade, mittelgradige,hochgradige Stenose oder Verschluss).Die Ergebnisse wurden mit folgenden drei verschiedenen statistischen Tests ausgewertet: Kappa Test, gewichteter Kappa Test und Intraklassenkorrelationskoeffizient. Von den 84 in die Auswertung eingebezogenen Gefässen wurden 66 Stenosen in der DSA als geringgradig klassifiziert. In dieser Kategorie wurden 60 dieser Stenosen von der MRA korrekt als geringgradig klassifiziert. In der DSA wurden 60 Stenosen der Arteria carotis als mittelgradig klassifiziert. 29 dieser Stenosen wurden von der MRA korrekt als mittelgradig eingeschätzt. 21 Stenosen wurden von der DSA als hochgradig klassifiziert. 20 dieser Stenosen wurden von der MRA korrekt als hochgradige Stenosen eingeschätzt. Die 16 kompletten Gefäsverschlüsse wurden alle von der MRA detektiert. Der Kappa Test ergab eine starke Korrelation der Ergebnisse. Insgesamt zeigte sich eine gute Überstimmung zwischen MRA und DSA. Aber gerade im Bereich der mittelgradigen Stenosen neigte die MRA dazu den Stenosegrad zu überschätzen. Das Ziel der Gefässdiagnostik ist eine präzise und reproduzierbare Bestimmung des Stenosegrades. Die Magnetresonanzangiographie kann als eine akkurate und zuverlässige Methode zur Bestimmung von Carotisstenosen angesehen werden / The purpose was to evaluate the efficiacy of the time-of-flight MRA of the carotid artery with a 1.0 Tesla system in comparison to intraarterial digital subtraction angiography for the assessment of carotid artery disease. 101 patients with suspected stenosis of the carotid artery were examined with a 1.0 Tesla scanner in time-of-flight-technique and with the selective i.a. DSA in parallel. Morphological pathologies were registered for all arteries, stenosis of the internal carotid artery of both examinations were blindly graded by applying the NASCET criteria (mild, moderately, severely or occluded). Three different assessment methods were conducted for the MRA data. Kappa, weighted kappa, intraclass correlation were calculated for MRA results compared to DSA. Of the 84 common carotid bifurcation, 66 were classified as mild stenosis by DSA. In this category, MRA correctly identified 60 of these as mild stenosis. Among 60 common carotid artery bifurcation graded as moderate by DSA, 29 were correctly graded as moderate by MRA. Among 21 common carotid artery bifurcation graded as severe by DSA, 20 of these were correctly graded by the MRA. There were 16 complete occlusions which were all correctly graded by MRA. A good kappa value was calculated for the data. In general the MRA were considered to find a good agreement with the DSA, but tended to overestimate stenosis, especially in the range of moderate stenosis. The aim of diagnosis is exact grading of carotid stenosis. MRA with its high agreement with DSA can be regarded as an accurate screening method of the common carotid bifurcation.

Diese Arbeit beschreibt die Farb-Duplex-Sonographie bei Vaskulitiden, insbesondere bei der Arteriitis temporalis (AT), bei der Takayasu-Arteriitis und bei Vaskulitis-Overlap-Syndromen. Dabei wird die erstmals von uns beschriebene charakteristische echoarme Wandschwellung der Temporalarterien (Halo-Phänomen) bei akuter AT erläutert. Dieser Befund wird durch ein Arterienwandödem erklärt und verschwindet unter Therapie mit Kortikosteroiden innerhalb von durchschnittlich 16 Tagen. Zusätzlich lassen sich Stenosen und akute Verschlüsse der Temporalarterien in der Akutphase der Erkrankung darstellen. An den ersten 30 konsekutiven Patienten mit akuter AT führten wir eine kontrollierte, prospektive Studie durch. Diese ergab, dass das Halo-Phänomen bei 73 %, Stenosen und/oder Verschlüsse bei 80 %, und alle drei pathologischen Befunde bei 93 % der Patienten mit der klinischen Diagnose einer akuten AT nachweisbar waren. Die Sensitivität gegenüber der Temporalarterien-Histologie betrug jeweils 76 %, 86 % und 95 %. Die Spezifität des Halo-Phänomens betrug 100 % und von Stenosen/Verschlüssen 93 % gegenüber der klinischen Diagnose. Inzwischen hat der Autor dieser Arbeit 742 Untersuchungen an 630 Patienten durchgeführt. Davon hatten 80 Patienten eine akute AT und 104 weitere Patienten eine akute Polymyalgia rheumatica (PMR). Sensitivität und Spezifität sind vergleichbar mit den Ergebnissen der zuvor genannten kontrollierten Studie. Dabei liegt die Sensitivität der Sonographie sogar über derjenigen der Histologie, da längere Gefäßabschnitte untersucht werden. Bei eindeutigem klinischen und sonographischen Befund erscheint es möglich, auf die Biopsie zu verzichten. Außerdem wird der sonographische Befund der peripheren Riesenzellarteriits an der A. brachialis dargestellt. Zusätzlich fanden wir bei 10 von 33 konsekutiven Patienten mit akuter AT entzündliche Veränderungen an vielen anderen Arterien. Diese Befunde belegen, dass die akute AT stärker generalisiert ist, als bisher angenommen. Selbst bei einer Wegener`schen Granulomatose kann es zum Befall großer Gefäße, wie der Arteria carotis interna kommen, der sich sonographisch darstellen lässt, wie ein weiterer Patient zeigt. Die PMR kann gemeinsam mit der AT vorkommen. Umgekehrt war bei 7 von 102 Patienten mit PMR ohne klinische Zeichen einer AT die Sonographie der Temporalarterien wegweisend für die Diagnose einer begleitenden AT. Bei der Takayasu-Arteriitis finden sich ebenfalls charakteristische, allerdings hellere Wandschwellungen. Drei Patientinnen werden beschrieben, bei denen die Sonographie bereits im prästenotischen Frühstadium für die Diagnose wegweisend war. Die Duplex-Sonographie ist eine faszinierende Methode, wenn sie bei Patienten mit Verdacht auf eine Vaskulitis großer Gefäße angewandt wird, weil es mit ihr schnell, nicht-invasiv und mit vorhandener Technik gelingt, eine Diagnose zu stellen. / Color Duplex sonography is an excellent tool in the diagnosis of vasculitides, particularly for giant cell arteritis (GCA), for Takayasu`s artertis, and for vasculitis overlap syndromes. We described a characteristic dark wall-swelling of the temporal arteries (halo) in acute GCA that is due to an edema. It resolves within about 16 days with corticosteroid therapy. Additionally stenoses and occlusions of the temporal arteries are found in acute disease. A prospective, controlled study was performed on 30 patients with acute GCA. Sensitivity was 73 % (halo), 80 % (stenoses and/or occlusions), and 93 % (at least one of the three findings) for the clinical diagnosis, and 76 %, 86 %, and 95 % for positive histology. Specificity for the clinical diagnosis was 100 % (halo) and 93 % (stenoses, occlusions). Until now the author has performed 742 investigations in 630 patients including 80 patients with acute GCA and 104 more patients with acute polymyalgia rheumatica (PMR). Sensitivity and specificity are comparable to the results of the study. Sensitivity of sonography is even superior to that of histology because a longer segment of the artery can be investigated. In cases with typical clinical and ultrasound findings biopsy may not be necessary any more. Additionally we described the ultrasound image of large-vessel GCA in the brachial artery. In 10 of 33 consecutive patients with acute GCA we found inflammatory changes in many arteries other than the temporal arteries. Thus a generalized vasculitis occurs more frequently in GCA than assumed up to now. Even in Wegener`s granulomatosis large vessels like the internal carotid artery may be involved. We described the ultrasound image of one patient. In 102 patients with PMR and no clinical symptoms of GCA sonography of the temporal arteries delineated typical findings of GCA. In Takayasu`s arteritis sonography also shows a characteristic wall swelling which is brighter than in GCA. We described three patients in which sonography aided in establishing the diagnosis already in the early prestenotic stage of the disease. Duplex sonography is a fascinating method that can be used in the diagnosis of patients with suspected large vessel vasculitis like GCA and Takayasu`s arteritis. It is fast, non-invasive, and the equipment is widely available.

Hintergrund: Die Verletzung eines großen, venösen Gefäßes während eines lapa-roskopischen Eingriffs könnte die Entstehung einer fulminanten Gasembolie begüns-tigen. Die Verwendung von Helium als Insufflationsgas könnte aufgrund der geringen Löslichkeit ein deutlich erhöhtes Auftreten klinisch relevanter Gasembolien verursa-chen. Methodik: Bei insgesamt 20 Versuchstieren wurde unter Verwendung von CO2 [n=10] oder Helium [n=10)] als Insufflationsgase die Vena Cava inferior laparoskopisch inzi-diert. Nach 30 Sekunden wurde die Vene abgeklemmt, die Inzision laparoskopisch genäht und die Vene wieder geöffnet. Perioperativ wurden kontinuierlich Herzfre-quenz (HF), mittlerer arterieller Blutdruck (MAP), pulmonal arterieller Druck (PAP), pulmonal arterieller Verschlußdruck (PAWP), zentralvenöser Druck (ZVD), endexspi-ratorisches CO2 (ETCO2), Herzminutenvolumen (HMV), arterielle Blutgase (pH, Pa-CO2, PaO2) und arterielle Sauerstoffsättigung bestimmt. Ergebnisse: Die Letalität betrug 0% (mittlerer Blutverlust CO2, 157±50 ml; Helium, 173±83 ml). HMV und MAP zeigten in beiden Gruppen nach Inzision der Vene einen Abfall, der jedoch nach kurzer Zeit wieder vollständig kompensiert wurde. Das en-dexspiratorische CO2 stieg signifikant nach Beginn der CO2 Insufflation an (p / Background: Injury of venous vessels during elevated intraperitoneal pressure is thought to cause possible fatal gas embolism, and helium may be dangerous be-cause of its low solubility. Methods: Twenty pigs underwent laparoscopy with either CO2 (n=10) or helium (n=10) with a pressure of 15 mmHg and standardized lacera-tion (1 cm) of the vena cava inferior. After 30 s, the vena cava was clamped, closed endoscopically by a running suture and unclamped again. During the procedure changes of cardiac output (CO), heart rate (HR), mean arterial pressure (MAP), cen-tral venous pressure (CVP), pulmonary artery pressure (PAP), pulmonary artery wedge pressure (PAWP), end tidal CO2 pressure (PETCO2), and arterial blood gas analyses (pH, pO2 and pCO2) were investigated. Results: No animal died during the experimental course (mean blood loss during laceration: CO2, 157±50 ml; helium, 173±83 ml). MAP and CO values showed a decrease after laceration of the vena cava in both groups that had already been completely compensated for before sutur-ing. PETCO2 increased significantly after CO2 insufflation (P