Studienobjekte: Um angemessene Reaktionen auf die gebotene Stresssituation zu bekommen wurden 29 Probanden, davon 14 Männer und 15 Frauen verglichen. Dabei wurde auf einen breiten Querschnitt der beruflichen Tätigkeit geachtet. Versuchsaufbau: Die Probanden wurden anhand von Rechenaufgaben an einem Computer in Stress gesetzt, die dadurch auftretenden Reaktionen der Atmung wurden mittels Spirometrie aufgezeichnet. Gleichzeitig wurden durchgehend der Blutdruck und die Herzfrequenz bestimmt, zudem in regelmäßigen Abständen die Blutgase sowie Urin-Katecholamine abgenommen. Versuchsort: Universität Würzburg, Abteilung für Betriebsmedizin Versuchspersonen: 15 Frauen im Alter von 17-31 sowie 15 Männer von 19-33 Jahren nahmen an den Versuchen teil. Ergebnisse: Bezugnehmend auf die Urin-Katecholamine zeigte sich ein Anstieg während der Stressphase, sowohl bei Frauen, als auch bei Männern. RQ, VO2, VCO2, Vt sowie VE ergaben allesamt einen Anstieg während der Stressphase bei beiden Geschlechtern. Die Atemfrequenz fiel stressinduziert ab. Der Blutdruck stieg erwartungsgemäß, sowohl systolisch als auch diastolisch an. Der periphere Widerstand verzeichnete seinen höchsten Wert direkt im Anschluss an das Testende. Zusammenfassung: Während Stressbelastung kam es wohl als Ausdruck einer vermehrten Glucoseutilisation zu einem RQ Anstieg, gleichzeitig im Rahmen der Kompensationsmechanismen zu einem Abfall der Atemfrequenz bei gleichzeitigem Anstieg des Atemzugvolumens. Trotz Anstiegs der Blutdruckwerte bei gleichzeitig erhöhten Katecholaminen kam es zu einem Abfall des peripheren Widerstandes, was als Zentralisationsmechanismus zu deuten ist. Im Anschluss an die Stressbelastung erreichte dieser seinen höchsten Wert, somit ist von einer vermehrten Gefährdung eines gefäßstenosierenden Prozesses akut nach Beendigung einer psychischen Belastungssituation auszugehen. / Construction of experiment: The persons have been stressed by arithmetical problems at a computer, the achieved reactions of breathing were recorded by spirometrie. Meanwhile blood preasure and heart rate were determined, moreover in regular intervals blood gases and urine-catecholamines. Place of experiment: University of Würzburg, department of employment medicine Objects of experiment: 15 women in age between 17 and 31, 14 men between 19-33 were compared. Nearby we took care about a cross-section of the professions. Results: Refered to the urine-catecholamines an increase during the stress period was seen by men and women. The breathing rate declined stress induced. Blood preasure increased, as expected, systolic and diastolic. The highest peripheral resitance was achieved directly after the stress period. Conclusion: During stress we have seen, probably as an expression increased glucosis utilization a rise of the respiratory quotient, simultaneous as an expression of compensation mechanisms a decline of the breathing rate simultaneous an increase of breath-volume. Inspite of an increase of the blood pressure by simultaneous rised catecholamines we have seen a decrease of the peripheral resistance, that has to be seen as a mechanism of centralisation. After the stress exposition the peripheral resistance gained its highest result, therefore is to be assumed that there is an acute endanger of an vessel-restricting process directly after the finish of a psychical strain of situation.

Antikörper gegen Saccharomyces cerevisiae bei Morbus Crohn - eine Familienstudie Einleitung: Antikörper gegen Saccharomyces cerevisiae (ASCA) stellen einen spezifischen und sensitiven Marker für Morbus Crohn (MC) dar. Die Ursache für die krankheitsspezifische Prävalenz dieser Antikörper ist ungeklärt. Um zu untersuchen, ob genetische oder Umweltfaktoren bei der Entstehung von ASCA eine Rolle spielen, wurde eine Familienstudie durchgeführt. Methoden: 74 Patienten mit MC, 25 Patienten mit Colitis ulcerosa (CU), ihre 267 gesunden Angehörigen ersten Grades und 38 Ehepartner wurden in die Studie eingeschlossen. Als Kontrollen wurden 38 Seren von gesunden Probanden sowie 31 Seren von Patienten mit verschiedenen Autoimmunerkrankungen auf die Prävalenz von ASCA mittels indirekter Immunfluoreszenz und ELISA getestet. Ergebnisse: ASCA fand sich bei 68,8 Prozent (p kleiner als 0,0005) aller Patienten mit MC, während ASCA bei Patienten mit CU und Kontrollen nicht signifikant erhöht war. Patienten mit Erkrankung alleine des Dünndarmes und mit Befall von Dünn- und Dickdarm zeigten eine signifikant erhöhte Prävalenz von ASCA gegenüber Patienten mit reinem Kolonbefall (61,1 Prozent, 76,6 Prozent vs. 47,6 Prozent, p kleiner als 0,025). 20,4 Prozent (p kleiner als 0,01) der Angehörigen ersten Grades von MC-Patienten, aber auch 11,6 Prozent (n.s.) der Angehörigen von CU-Patienten waren ASCA-positiv. Es fand sich kein Schwerpunkt in der vertikalen und horizontalen Verteilung von ASCA in den Generationen bei Angehörigen ersten Grades. Der ASCA-Status von Angehörigen war unabhängig vom Geschlecht, Zusammenleben des Angehörigen mit dem Patienten in einem Haushalt und ebenfalls statistisch nicht signifikant korreliert mit dem ASCA-Status des Patienten. Es fand sich kein Zusammenhang zwischen subklinischen Beschwerden von Angehörigen und der Prävalenz von ASCA. Weiterhin war ASCA bei Ehepartnern von MC-Patienten nicht erhöht. Diskussion: ASCA stellt einen spezifischen und sensitiven Marker für MC dar. Die Prävalenz von ASCA bei Patienten ist abhängig vom Befallsmuster des Gastrointestinaltraktes. Da sich diese Antikörper bei 20,4 Prozent der gesunden Angehörigen ersten Grades und nicht bei Ehegatten finden, ist die Prävalenz von ASCA am ehesten genetisch bedingt und reflektiert einen Defekt in der Immunregulation. Eine Rolle von Umweltfaktoren bei der Genese von ASCA ist jedoch nicht ausgeschlossen. Die Prävalenz von ASCA bei Verwandten von CU-Patienten könnte auf einen gemeinsamen genetischen Hintergrund von MC und CU hinweisen; ASCA würde in diesem Zuammenhang eine Prädisposition für die Entwicklung einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung darstellen. / Anti-Saccharomyces cerevisiae Antibodies in Inflammatory Bowel Disease: a Family Study Background: Antibodies to the yeast Saccharomyces cerevisiae (ASCA) have been discribed as specific and sensitive markers for Crohn´s disease (CD). The reason for this disease specific generation of antibodies is not clear. Therefore, a family study was performed to evaluate whether the antibody production was due to genetic or environmental factors. Methods: 74 patients with CD, 25 patients with ulcerative colitis (UC), their healthy 267 first-degree relatives, and 38 spouses were included. As controls, 38 sera from healthy persons and 31 sera from patients with various autoimmune disorders were tested for ASCA by indirect immunofluorescence and ELISA. Results: ASCA werde detected in 68,8 per cent (p smaller than 0,0005) of the patients with CD, while ASCA was not found significant in controls, UC patients included. Small bowel disease or involvement of small and large bowel shows significant more frequent antibodies to saccharomyces cerevisiae than pure colon involvement (61,1 per cent, 76,6 per cent vs. 47,6 per cent, p smaller than 0,025). 20,4 per cent (p smaller than 0,01) of the first-degree relatives of patients with CD were ASCA-positive, but also 11,6 per cent (n.s.) of the relatives of patients with UC. There was no difference in the horizontal or vertical distribution of ASCA in the first-degree relatives. ASCA status of relatives was not related to sex or the fact whether these persons lived in the same household with the patients or not. Also there was no statistical significant relation between ASCA status of the MC patients and their relatives. ASCA was not related to subclinical complains of relatives associated with CD. ASCA was not found significant in spouses. Conclusions: ASCA are specific and sensitive markers for CD. The prevalence of ASCA also depends on site of bowel involvement. Since these antibodies are found in 20,4 per cent of healthy first-degree relatives and not in spouses, the generation of ASCA may be mainly related to genetic influence and reflects a defect in immune regulation although environmental factors may also play a certain role. The prevalence of ASCA in relatives of UC patients may point to a common genetic background of both diseases and ASCA would be one predisposing factor for inflammatory bowel disease in this context.

Die Fanconi-Anämie ist eine autosomal-rezessiv vererbte Krankheit, die mit progredientem Knochenmarksversagen, Fehlbildungen und Tumoren einhergeht. Diagnostiziert wird diese Krankheit durch eine vermehrte Chromosomenbrüchigkeit nach Behandlung mit Diepoxybutan oder Mitomycin C oder durch einen erhöhten Anteil von Zellen in der G2-Phase in der Durchflußzytometrie. Bei einigen Patienten wurden Verläufe mit stabilen Blutbildern beschrieben. Als Erklärung wurde das Vorhandensein einer Mosaikkonstellation bei diesen Patienten diskutiert. Hier wird ein FA-Patient der Komplementationsgruppe A beschrieben, bei dem es im Alter von 2 Jahren zu einer Thrombozytopenie kam und ein dysplastisches Knochenmark vorlag. Zusätzlich liegt bei dem Patienten noch ein Wachstumshormonmangel bei dysplastischer Hypophyse vor. Im Alter von 3 ½ Jahren kam es zu einer deutlichen Stabilisierung des Blutbildes; auch fand sich bei wiederholten Knochenmarkspunktionen ein normozelluläres Mark. Nachdem zuvor die Diagnose FA mittels Chromosomenbruchanalyse und Durchflußzytometrie gestellt und später durch Untersuchung von Fibroblasten bestätigt worden war, stellte sich jetzt die Frage eines Mosaiks. Weitere Zellzyklusanalysen ergaben annähernd normale Befunde. Bei einer weiteren, im Alter von 6 Jahren durchgeführten Chromosomenbruchanalyse zeigte sich eine bimodale Verteilung der MMC-Sensitivität. Auf Grund dieser Bimodalität, also der Koexistenz von defekten und intakten Zellen, kann von der Existenz einer Mosaikkonstellation ausgegangen werden, die für das Auftreten intakter Zellen verantwortlich ist und dadurch zu einer Stabilisierung des Blutbildes geführt hat. Die erste Mutation des Patienten wurde auf Exon 10 gefunden, wo anstelle von Glutaminsäure ein Stopcodon gebildet wird. Ob die Mosaikkonstellation im vorliegenden Fall durch intragenes Crossover oder Genkonversion entstanden ist, kann erst nach der Identifizierung der Mutation auf dem zweiten Allel des Patienten abgeklärt werden. / Fanconi anaemia is an autosomal-recessive inherited disease, which is associated with progredient bone-marrow failure, malformations and tumors. It is diagnosed on the basis of an increased chromosome instability after treatment with di-epoxy-butane or mitomycin C, or because of an accumulation of cells in the G2-phase of flow cytometric testing. In the case studies of several patients the development of stable blood counts has been described. A possible explanation for this phenomenon might be the existence of mosaicism. Here is described a patient belonging to complementation group A, who developed thrombocytopenia at the age of 2 and who had dysplastic bone-marrow. In addition, the patient had a growth hormone deficiency in connection with a dysplastic pituitary stalk. At the age of 3 ½ years, the blood count became stable and the bone-marrow normal. After FA had initially been diagnosed by testing for chromosome instability and by flow cytometry, a result which was later confirmed by the examination of fibroblasts, the question now arose whether the patient had developed a mosaic. Further cell cycle analysis tests gave almost normal results. Another testing for chromosome instability at the age of 6 showed a bimodal distribution of MMC-sensitivity. Because of this co-existence of defect and intact cells, the formation of a mosaic is probable, which is responsible for the appearance of intact cells and has led to the stabilisation of the blood count. The first mutation of the patient’s genome was found on exon 10, where a stop codon was produced instead of glutamin acid. Whether the mosaicism in this case was caused by intragene crossover or gene conversion, can only be clarified once the mutation on the patient’s second allele has been identified.

Die Deletion des AT2-Rezeptors (AT2-KO) führt zu erhöhter Blutdruckempfindlichkeit und vaskulärer Hypertrophie durch Aktivitätszunahhme der P70S6-Kinase. Die Vasodilatation von Blutgefäßen wird maßgeblich durch beta1-adrenerge Rezeptoren vermittelt. Die Deletion von alpha2-adrenergen Rezeptoren (alpha2-KO) führt zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz nach Aortenstenose. Der Mortalitätanstieg ist mit erhöhten Plasmanoradrenalin-Spiegeln (a2A-KO), bzw. Plasmaadrenalin-Spiegeln (a2C-KO) assoziiert. / The deletion of AT2-receptors causes increased blood-pressure sensitivity and vascular hypertrophy by increased P70S6-Kinase activity. Vasodilation is mainly mediated by beta1-adrenoceptors. The deletion of alpha2-adrenoceptors leads to heart failure after aortic banding. The increased mortality is associated with elevated plasma levels of norepinephrine (a2A-KO) or epinephrine (a2C-KO).

ZIEL: Die tiefe anteriore Rektumresektion stellt heutzutage die Standardoperation bei malignen Neoplasien des Mastdarmbereiches dar. Postoperativ ergeben sich aber trotz Erhalt des Sphinkterapparates bei der konventionellen End-zu-End-Rekonstruktion teilweise erhebliche Funktionsverluste, die neben Inkontinenz durch den Verlust des Rektumreservoires zu erhöhter Stuhlfrequenz, imperativem Stuhldrang und Stuhlfragmentation führen können. Der koloanale J-Pouch soll durch Erzeugung eines künstlichen Reservoirs als Rektumersatz die postoperativen Funktionsverluste kompensieren. In der Frühphase führt er zu einer Reduktion der Stuhlfrequenz und des imperativen Stuhldranges bei einer niedrigeren Anastomoseninsuffizienzrate. Langfristig können jedoch, durch übermäßige Pouchgröße bedingt, Evakuationsprobleme im Sinne einer Überkontinenz auftreten. Ziel der durchgeführten experimentellen Studie war es, Erkenntnisse über die ideale Pouchgröße sowie Anastomosensicherheit zu gewinnen. MATERIAL&METHODEN: Es wurde an 36 Göttinger Miniaturschweinen eine tiefe anteriore Rektumresektion durchgeführt und nachfolgend randomisiert eine der folgenden Rekonstruktionsverfahren angewandt: End-zu-End-Anastomose, Seit-zu-End-Anastomose, kleiner J-Pouch (4cm), großer J-Pouch (8cm). Intraoperativ wurde mittels Laser-Doppler-Flowmetrie die Anastomosendurchblutung beurteilt. Nach einer Einheilungsphase von 4 Monaten wurde an den Schweinen eine Defäkographie mittels Bariumsulfat durchgeführt. Anschließend wurde erneut die Durchblutung gemessen und nach Resektion des anastomosentragenden Abschnittes die Anastomosenregion auf maximal tolerable tangentiale Wandspannung sowie Zugbelastbarkeit getestet. ERGEBNISSE: Zwischen den 4 Gruppen ergab sich zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied bezüglich der Mikrozirkulation im Anastomosenbereich. In der Defäkographie wiesen die End-zu-End- und Seit-zu-End-Konfigurationen signifikant verkürzte Defäkationszeiten auf. Der kleine Pouch zeigte im Vergleich mit den herangezogenen Kontrolltieren ein physiologisches Defäkationsmuster auf. Der große Pouch jedoch wies stark überhöhte Entleerungszeiten oder teilweise sogar ein unvollständiges Entleeren auf. Die Messung der maximal tolerablen tangentialen Wandspannung sowie der Reißfestigkeit ergab tendenziell höhere Werte für die Pouchkonfigurationen, die sich jedoch nicht als signifikant erwiesen. SCHLUSSFOLGERUNG: Aufgrund der Anastomosensicherheit alleine kann keines der Rekonstruktionsverfahren favorisiert werden. Betrachtet man die Ergebnisse der Defäkationsmessung muß nach tiefer anteriorer Rektumresektion dem kleinen Pouch als Rekonstruktionsverfahren klar der Vorzug gegenüber den anderen getesteten Operationsmethoden gegeben werden. End-zu-End- sowie Seit-zu-End Anastomosen fielen durch extrem verkürzte Entleerungszeiten auf, der große Pouch dagegen durch stark verzögerte und unvollständige Entleerungen. / AIM: The deep anterior rectal resection is nowadays the golden standard for malignant neoplasias in the rectal region. Despite saving the anal sphincter region with an end-to-end-reconstruction many patients present with postoperative problems like high stool-frequency and fragmented stooling due to the loss of the rectal reservoir. The coloanal J-pouch is supposed to alliviate those problems by creating an artificial reservoir. In the early postoperative period it leads to a reduction of stool-frequency and the imperative need of going to the bathroom. In the long run however an oversized pouch can lead to evacuating problems. The aim of the presented experimental study was to determine the ideal pouch-size and investigate the anastomotic strenght in the different reconstruction-procedures. MATERIAL&METHODS: We performed a deep anterior rectal resection in 36 mini-pigs. The following rectal reconstruction was randomised done by one out of four different procedures: end-to-end-anastomosis, side-to-end-anastomosis, small pouch (4cm), large pouch (8cm). Intraoperatively the anastomotic microcirculation was measured by laser-doppler-flowmetry. after an anastomotic healing of 4 months a defaecography was performed in the pigs by using radiological detectable barium. later the anastomotic microcirculation was measured again. after resecting the anastomotic region the maximum tensile strenght of the different anastomotic reconstructions was tested. RESULTS: there was no difference in between the anastomotic microcirculation of the different groups at any time. the defaecography showed extreme shortened evacuation-times in the end-to-end- and side-to-end-configurations. The small pouch presented with nearly physiological defaecation-patterns, compared to the control-group. The large pouch however showed evacuation-times way above the normal limits or even incomplete evacuation. The measured maximum tensile strenght of the two pouch-procedures were slightly above those of the other methods, however they did not differ significantly. RESUMEE: Due to the anastomotic situation none of the methods can be favored. Looking at the results of the defaecography however the small pouch-reconstruction has to be the procedure of choice after deep anterior rectal resection. End-to-end- as well as side-to-end-anastomotic-reconstructions showed notably reduced evacuating-times while the large pouch had problems with complete evacuation at all.

Pläne zur Dezentralsierung sind ein integrierter Bestandteil der Gesundheitssektorreform in einer zunehmenden Anzahl von Ländern. Die Fähigkeit derartiger Reformen, die Qualität und Effizienz des Gesundheitssystem zu verbessern, ist nur durch begrenzte wissenschaftliche Evidenz untermauert. Diese Studie beabsichtigt die Auswirkungen der Dezentralisierung auf ein spezielles Feld der Seuchenkontrolle, die Leprakontrolle, in Kolumbien und Brasilien zu untersuchen. Sie analysiert die zuzuordnende Gesetzgebung, epidemiologische Indikatoren und lokale Publikationen. Zudem wurden 39 semi-strukturierte Interviews mit Schlüsselinformanten durchgeführt. In beiden Ländern stellte die Devolution der technischen Verantwortlichkeit und der finanziellen Ressourcen die implementierte Form der Dezentralisierung dar. Der Zugang zu präventiven und kurativen Diensten wie auch die Einbindung der Bevölkerung in Entscheidungsprozesse verbesserten sich nur in Brasilien eindeutig. Die Dezentralisierung zu privaten Gesundheitsdiensten in Kolumbien hatte zweifelhafte Auswirkungen auf die Qualität der Leistungen und mehr noch auf die öffentliche Gesundheitsvorsorge (Public Health). Der Finanzfluss (einschließlich der Finanzadquisition durch staatliche Steuern statt durch Versicherungsgesellschaften) schien in Brasilien besser kontrolliert zu sein. Leprakontrolle in Brasilien profitierte von der Dezentralisierung, in Kolumbien nahm sie massiven Schaden. / Decentralization policies are an integrated component of health sector reform in an increasing number of countries. The ability of such policies to improve the health system’s quality and efficiency is backed up by limited scientific evidence. This study intends to evaluate the impact of decentralization on a specialized field of disease control (leprosy control) in Colombia and Brazil. It analyzes the respective juridical base, epidemiological indicators and local publications. Furthermore, 39 semi-structured interviews with key informants were conducted. In both countries, the devolution of technical responsibility and financial resources to the municipalities was the implemented form of decentralization. Access to preventive and curative health care and the community participation in decision-making improved clearly only in Brazil. The decentralization to private providers in Colombia had dubious effects on service quality in general and still more on Public Health. The flow of finances (including finance collection through state-owned taxes instead of insurance companies) seemed to be better controlled in Brazil. Leprosy control in Brazil took advantage of the decentralization process; in Colombia, it came close to a collapse.

Der Transkriptionsfaktor NF-ATc (Nuclear Factor of Activated T cells) kontrolliert die Genexpression in T-Lymphozyten. In dieser Arbeit, in der Jurkat-T-Zellen und embryonale 293-Zellen als Modellsysteme verwendet wurden, konnte gezeigt werden, daß die N-terminale transaktivierende Domäne TAD-A von NF-ATc in vivo induzierbar durch den Phorbolester TPA, in vitro durch die MAP-Kinase Erk2 phosphoryliert wird. In Transfektionsexperimenten mit einer TAD-A-Mutante, in der alle fünf Serinreste, die theoretisch durch MAP-Kinasen phosphoryliert werden können, durch Alaninreste ersetzt worden waren, konnte gezeigt werden, daß diese Phosphorylierung nicht notwendig für die Aktivierung von TAD-A ist. Vielmehr gelang der Nachweis, daß verschiedene MAP-Kinasen-Signalwege ihre Wirkung auf NF-ATc über die transkriptionellen Koaktivatoren CBP und p300 entfalten, die an die N-terminale transaktivierende Domäne TAD-A von NF-ATc binden und dessen Aktivität kontrollieren. Der Nachweis, daß konstitutiv aktive Mutanten von c-Raf und Rac synergistisch die CBP/p300-vermittelte TAD-A-Aktivierung verstärken, unterstreicht die wichtige Rolle, die CBP/p300 bei der Integration von T-Zell-Aktivierungssignalen spielt. / NF-ATc (Nuclear Factor of Activated T cells), an inducibly expressed transcription factor, controls gene expression in T lymphocytes. We show here that the transcriptional co-activators CBP/p300 bind to and control the activity of the inducible N-terminal transactivation domain of NF-ATc, TAD-A. Similar to the N terminal transactivation domain of c-Jun, TAD-A is inducibly phosphorylated, but this phosphorylation is dispensable for the interaction with CBP/p300. Constitutive active versions of c-Raf and Rac synergistically enhance the CBP/p300-mediated increase of TAD-A activity, indicating the important role CBP/p300 plays in the integration of T cell activation signals.

Das Endothel verfügt im wesentlichen über drei dynamische Funktionseinheiten zur Migration und Zellkontaktbildung: Ein intrazelluläres Gerüst, bestehend einerseits aus den sogenannten Stressfasern, welche die Zelle durchziehen und vornehmlich an Zell-Zell-Kontakten und Zell-Matrix-Kontakten anhaften und so der Zelle Stabilität geben, und andererseits aus kontraktilen Aktin-Myosinbündeln, welche die Zelle befähigen, sich fortzubewegen oder ihre Form zu ändern, beispielsweise Ausläufer zu bilden. Zell-Zell-Kontakte, die es den Zellen ermöglichen, fest aneinander zu haften und sich so einerseits gegenseitig zu stützen und andererseits eine regulierbare Barriere zwischen intravasalem Raum und Interstitium zu bilden. Zell-Matrix-Kontakte, welche die Zelle fest mit dem Untergrund verankern und ein Unterspülen der Zelle verhindern. Besonders während der Migration der Endothelzelle unterliegen diese Systeme ständigem Auf- und Abbau. Diese Funktionseinheiten werden durch Rho-Proteine reguliert. Man unterscheidet drei wichtige Vertreter dieser Gruppe: Rac, CDC42 und RhoA. Es wurde die Prenylierung von Proteinen und damit auch die Prenylierung von Rho-Proteinen durch den HMG-CoA-Reduktase-Hemmer Lovastatin unterdrückt. In einer zweiten Versuchsserie wurden alle Rho-Proteine unselektiv durch Toxin-B, einem Toxin aus Clostridium difficile, und anschließend selektiv RhoA durch C3-Toxin aus Clostridium botulinum inaktiviert. Es wurden die Effekte auf Primärkulturen von Endothelzellen aus dem Truncus pulmonalis des Schweins, besonders im Hinblick auf Migration, Stressfasersystem, Zell-Zell- und Zell-Matrix-Kontakte, mit Hilfe immuncytochemischer Methoden beobachtet. Es konnte gezeigt werden, daß die Rho-Proteine wesentlich für die Bildung von Zellausläufern, wie zum Beispiel Lamellopodien, und die Migration in Endothelzellen sind. Zudem konnte belegt werden, daß Aufbau und Aufrechterhaltung des Aktinfilamentsystems und des kontraktilen Apparates der Endothelzellen im wesentlichen über das geranylierte RhoA reguliert werden. Die Effekte der unselektiven Rho-Protein-Hemmung unterschieden sich hier kaum von denen der selektiven RhoA-Hemmung. Auch die Unterdrückung der Geranyl-Prenylierung zeigte vergleichbare Ergebnisse. Die Aufrechterhaltung der Zell-Zell-Kontakte ist allerdings RhoA-unabhängig, da es trotz selektiver RhoA-Hemmung durch C3-Toxin nicht zur Auflösung der Zell-Zell-Kontakte kam. Diese werden vielmehr über Rac und/oder CDC42 gesteuert, denn erst durch die Blockierung aller Rho-Proteine durch Toxin-B kam es zur Lückenbildung zwischen den Zellen. Auch hier spielt die Geranylierung der Rho-Proteine eine wichtige Rolle, da die Geranylierungshemmung ähnliche Effekte wie die Hemmung durch Toxin-B zeigte. Die Ausbildung und Aufrechterhaltung der Fokalkontakte erfolgt im wesentlichen auch über die geranylierten Rho-Proteine, wobei RhoA hier die entscheidende Rolle zuzukommen scheint. Somit konnte in dieser Arbeit die entscheidende Rolle der Rho-Proteine und im speziellen die des RhoA-Proteins bei der Regulation wesentlicher Funktionseinheiten der Endothelzelle aufgezeigt werden. / The effects of Lovastatin, Clostridium difficile toxin B and Clostridium botulinum toxin C3 on endothelial cells of porcine pulmonary trunk were analized. Lovastatin is a well known hydroxymethylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA) reductase inhibitor, that prevents isoprene synthesis and thereby lipid modification of Rho proteins carboxy terminus, which is essential for membrane association and activation. Toxin B, the causative agent of antibiotic associated pseudomembraneous colitis, inactivates the Rho proteins Rho, Rac and CDC 42 by glucolysation. C3 toxin, the causative agent of botulism, selectively inactivates Rho by adenosine diposhate ribosylation. Effects of these inhibitors on migration, stressfibres, adherens junctions and focal adhesions were observed by immunocytochemical means and interpreted with regard to their dependency on Rho proteins. Results: Prenylation of Rho proteins is essential for maintainance as well as for rearrangement of the filamentous actin system and migration in porcine endothelial cells. Toxin B, that inhibits Rho, Rac and CDC42 prevented migration completely. Injection of C3-toxin TRITC-Phalloidin staining revealed a complete breakdown of filamentous actin in endothelial cells. Polymerization as well as maintainance of filamentous actin is dependent on prenylated Rho proteins, especially Rho. Treatment of endothelial cells with Lovastatin did not have an evident effect on distribution of Catenins. The prenylation of Rho proteins seems to be not essential for keeping mature adherens junctions intact. Treatment with toxin B induced a disruption of adherens junctions. Catenins and VE-Cadherin were arranged discontinuous between adjacent cells. Large gaps between resting and migrating cells developed. Selective inhibition of Rho by injection of C3 toxin did not cause a change in Catenin or VE-Cadherin distribution. Therefore we conclude that not Rho, but Rac or CDC42 are necessary to uphold continuity of cell contacts. Focal adhesions were reduced under Lovastatin treatment. Toxin B and C3-toxin prevented assembly and maintainance of focal adhesion contacts. Therefore we conclude that Rho plays the crucial role for focal adhesion regulation in endothelial cells.

Die den Zellstoffwechsel und das Zytoskelett betreffenden Adaptationsvorgänge in Endothelzellen unter rheologischer Beanspruchung sind von besonderem klinischen Interesse, da Gefäßwandschäden eine entscheidende pathogenetische Relevanz bei der Entstehung vaskulärer Erkrankungen wie z.B. der Arteriosklerose zukommt. Der intrazelluläre Signalweg, über den die Zelle einen rheologischen Reiz in eine entsprechende Zellantwort umsetzt, ist bisher weitgehend ungeklärt geblieben, wobei eine Erhöhung der zytosolischen Calciumkonzentration als Signalgeber diskutiert wurde. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, einen Messplatz zu etablieren, der es gestattet, Veränderungen in der zytosolischen Calciumkonzentration in kultivierten Endothelzellen nach Applikation von Ca2+-erhöhenden Agonisten, Calciumionophoren sowie während rheologischer Beanspruchung in Echtzeit zu dokumentieren. Die Eignung des verwendeten rheologischen Systems für Scherstressexperimente konnte durch die Beobachtung der für Endothelzellen unter rheologischer Beanspruchung typischen zytoskelettalen Umbauvorgänge im Sinne einer Neuordnung der Aktinfilamente mit der Ausbildung von Stressfasern gezeigt werden. Erstmalig konnte dabei auch die Reaktion mikrovaskulärer Endothelzellen der MyEnd-Zelllinie der Maus auf Scherstressbeanspruchung gesehen werden. Bei diesen Zellen konnte eine Vermehrung des F-Aktin-Gehaltes beobachtet werden, im Gegensatz zu kultivierten Endothelzellen des Truncus pulmonalis des Hausschweins blieb aber eine signifikante Bildung von Stressfasern aus. Diese unterschiedliche Verhalten ist wahrscheinlich der andersartigen Zellmorphologie der MyEnd-Zellen zuzuschreiben. Es konnte in zwei verschiedenen Endothelzellsystemen gezeigt werden, daß Gefäßendothelzellen den Kontakt mit verschiedenen endogenen Stimuli bzw. Calciumionophoren mit einer zytosolischen Calciumerhöhung unterschiedlichen Ausmaßes beantworten. Bei einsetzendem oder sich verstärkenden Flüssigkeitsscherstress konnte von uns hingegen keine Calciumantwort beobachtet werden. An der Induktion zytoskelettaler Umbauvorgänge scheint Calcium als Botenstoff in den hier untersuchten Zellsystemen also nicht primär beteiligt zu sein / The adjustment processes in endothelial cells under rheological demand induced by changes in cell metabolism are of particularly clinical interest, as vessel wall damage has a decisive influence on formation of vascular deseases as e.g. atherosclerosis. The intracellular signal pathway the cell uses to transmit a rheological stimulus into a corresponding cell answer has previously remaind unclarified. In this publication we were able to establish a measuring technique that allows to document changes in cytosolic free calcium in the presence of Ca2+-increasing agonist, calcium ionophores as well as during rheological demand. The suitability of the used rheological system could be proved by observation of the cytoskeleton reorganization processes, that are typical for endothelial cells under rheological demand. A reorientation of actin filaments and formation of shear stress fibers could be observed. For the first time we could see in this context the reaction of microvacular endothelial cells of the mice MyEnd-population on rheological demand. In these cells we could notice an increase of F-actin, but in contrast to cultivated pulmonary endothelial cells of the pig we could not observe a significant formation of shear stress fibers. This different behaviour is probably due to the different cell morphology of MyEnd cells. In two different endothelial cell systems could be shown that vessel endothelial cells answer on stimulation with varying endogeneous agonists and calcium ionophores with an elevation of cytosolic free calcium. No increase in cytosolic free calcium could be shown subsequently to starting or increasing rheological demand. In the investigated cell populations calcium seems not to be involved as a messenger for cytoskeletal reorganization.

Die Plasmamembran Kalzium-ATPase (PMCA) ist ein in den meisten eukaryontischen Zellen exprimiertes Enzym. Sie katalysiert den Transport von Kalziumionen aus der Zelle und besitzt gegenüber Kalzium eine hohe Affinität jedoch geringe Transportkapazität. Trotz der guten biochemischen Charakterisierung der Pumpe ist ihre Funktion in Zellen wie Kardiomyozyten, die zusätzlich über andere Kalzium-Transportsysteme wie den Natrium/Kalzium-Austauscher verfügen, weiterhin unklar. Erste Ergebnisse aus dem eigenen Labor an PMCA-überexprimierenden L6-Myoblasten zeigten einen Einfluss des Enzyms auf deren Wachstum und Differenzierung. Um diese Erkenntnisse auf den Herzmuskel zu übertragen war im Vorfeld ein transgenes Rattenmodel generiert worden, welches die hPMCA4CI unter einem myokardspezifischen Promotor überexprimierte. Dieses Modell stand für die vorliegende Arbeit zur weiteren Charakterisierung zur Verfügung. Untersucht wurde zunächst das Wachstumsverhalten von Primärkulturen neonataler Kardiomyozyten unter Stimulation mit fetalem Kälberserum, Noradrenalin und dem Platelet Derived Growth Factor BB, jeweils im Vergleich zwischen transgenen und Wildtyp-Kardiomyozyten. Dabei zeigte sich ein beschleunigtes Wachstum der PMCA-überexprimierenden Zellen. In einem zweiten Ansatz wurden Untersuchungen angestellt, um die subzelluläre Lokalisation der PMCA innerhalb der Herzmuskelzelle aufzudecken. Dabei wurden im Speziellen die Caveolae als Ort der möglichen Lokalisation untersucht, kleine, ca. 50-100 nm große Einstülpungen der Plasmamembran, mit charakteristischer Lipid- und Proteinzusammensetzung, darunter auch viele Rezeptoren und Signaltransduktionsmoleküle. Insgesamt konnte mit den Methoden der Detergenzextraktion, Doppelimmunfluoreszenz, Präparation Caveolae-reicher Membranen und Immunpräzipitation gezeigt werden, dass die PMCA zu einem großen Teil in Caveolae lokalisiert ist. Zusätzlich konnte in der Immunpräzipitation eine Interaktion der PMCA mit dem Caveolae-assoziierten Zytoskelettprotein Dystrophin dargestellt werden. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die PMCA über eine Steuerung der lokalen Kalziumkonzentration im Bereich der Caveolae modulierend in wachstumsregulierende Signaltransduktionswege von Kardiomyozyten eingreifen kann. / The plasma membrane calcium ATPase (PMCA) is an enzyme expressed in most eucariotic cells. It catalyses the transport of calcium ions out of the cell and has a high calcium affinity but only a low transportation capacity. Despite the good biochemical characterization of the pump, its function remains unclear in cells like cardiomyocytes that have other calcium transporting systems like the sodium-calcium-exchanger. First results from the own laboratory examining PMCA overexpressing L6-myoblasts showed an influence of the enzyme on cellular growth and differentiation. To transfer these results to the heart muscle, a transgene rat model, overexpressing the hPMCA4CI under the control of a myocardium specific promoter, had been generated in advance. This model was now available for further characterization. First the growth pattern of primary cultures of neonatal cardiomyocytes was studied under stimulation with fetal calf serum, norepinephrine and the platelet derives growth factor BB in comparison of transgene and wildtype cardiomyocytes. These experiments showed an accelerated growth of the PMCA-overexpressing cells. Additionally to these experiments further tests were done to unravel the PMCA’s subcellular localization within the cardiomyocyte. The caveolae were especially examined as places of the potential localization, small invaginations of the plama membrane, about 50-100 nm in diameter, with a characteristic lipid and protein pattern, among them many receptors and signal transduction molecules. With the methods of detergent extraction, double immunofluorescence staining, preparation of caveolae-rich membranes and immunoprecipitation it was shown, that a high percentage of the PMCA is localized in caveolae. In addition to that an interaction of the PMCA with the caveolae associated cytoskeletal protein dystrophin could be shown. In conclusion these results indicate, that the PMCA can modulate growth regulating signal transduction pathways of cardiomyocytes by controlling the local caveolar calcium concentration.