Die Störung der intestinalen Mikrozirkulation gilt als ein kardinaler Mechanismus für die Entwicklung des Multiorganversagens bei Sepsis. Da das Intestinum für mikrozirkulatorische Studien klinisch kaum zugänglich ist, wurden die Auswirkungen einer Therapie mit den antioxidativen Substanzen Oxypurinol und U-74389G (Lazaroid) bzw. den vasoaktiven Substanzen Iloprost (Prostacyclin-Analogon) und Dopexamin auf die intestinale Mikrozirkulation und die systemische Mediatorfreisetzung in einem Tiermodell mit moderater und hoher Endotoxin-Belastung untersucht. Die intravitalmikroskopische Untersuchung der Kapillarperfusion in der Muskularisschicht bei Endotoxinämie erbrachte eine Verbesserung durch Oxypurinol- und Dopexamingabe. Die Perfusion der Mukosa konnte vor allem durch eine Iloprostapplikation gesteigert werden. Die Endotoxin-induzierte, intestinale Leukozytenadhärenz wurde insbesondere durch die Behandlung mit den antioxidativen Substanzen vermindert. Beide therapeutischen Optionen bewirkten eine ca. 60 %ige Reduktion der initialen Tumornekrosefaktor-alpha-Freisetzung in der Versuchsreihe mit der niedrigeren Endotoxin-Dosis. Parallel dazu konnte anhand von Malondialdehyd-Analysen gezeigt werden, dass Oxypurinol und U-74389G wirksam die intestinale, Radikal-induzierte Lipidperoxidation verringerten. Der intestinale mikrovaskuläre Blutfluss konnte durch beide vasoaktiven Substanzen - sowohl bei moderater als auch bei erhöhter Endotoxin-Dosierung - signifikant gesteigert werden. Die Ergebnisse beider Teilstudien bestätigten, dass sowohl reaktive Sauerstoffspezies als auch eine inadäquate Perfusion in der Mikrozirkulation wesentliche pathogenetische Faktoren bei Endotoxinämie bzw. Sepsis darstellen und entsprechende Therapieformen indiziert und effektiv sind. Eine kombinierte Gabe beider Substanzklassen erscheint daher sinnvoll und sollte in weiteren tierexperimentellen und klinischen Studien evaluiert werden. / The disturbance of the intestinal microcirculation is regarded as a pivotal mechanism in the development of multiorgan failure related to sepsis. Since the intestine is clinically not accessible for microcirculatory studies, the effects of a therapy with the antioxidants oxypurinol and U-74389G (lazaroid) as well as the vasoactive substances iloprost (a prostacyclin analogue) and dopexamine on the intestinal microcirculation and the systemic mediator release was studied in an animal model with moderate and high endotoxin challenge. The intravital microscopic examination of the capillary perfusion in the muscularis layer of the intestine during endotoxemia revealed an improvement by administration of oxypurinol and dopexamine. The perfusion of the mucosa could be increased by iloprost administration. The amount of the endotoxin induced, intestinal leukocyte adherence was especially decreased by the treatment with the antioxidants. Both therapeutic options caused a 60 % reduction in the initial tumor necrosis factor-alpha-release in the experiments with the lower endotoxin dose. Malondialdehyde analyses showed that oxypurinol and U-74389G reduced effectively the intestinal, radical-induced lipid peroxidation. The intestinal microvascular blood flow could be significantly increased by both vasoactive substances - as well as with moderately than also with elevated endotoxin-dosage. The results of the study confirmed that both reactive oxygen-species as well as an inadequate perfusion in the microcirculation represent essential pathogenetic factors during endotoxemia as well as sepsis and index corresponding therapy-forms and participates effective. A combined offering both substance-classes appears therefore meaningfully and should be evaluated in further experimental and clinical studies.

MicroRNAs (miRNAs) sind endogenene kurze RNA-Moleküle, die zentrale Aufgaben bei der Regulation der eukaryotischen Zellhomöostase erfüllen. MiRNAs wurden bereits als potente Immunregulatoren beschrieben. Trotz dieser Erkenntnisse blieb die Rolle dieser kurzen RNA Moleküle in Infektionen mit Mycobacterium tuberculosis weitgehend unerforscht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein miRNA-Expressionsprofil von Makrophagen generiert, die mit Mycobacterium tuberculosis infiziert waren. Dies ermöglichte die Identifizierung von miRNAs, welche bei der Infektion differenziell reguliert waren. Anhand eines ex-vivo-Modells von Todesrezeptor-induzierter Apoptose konnte gezeigt werden, dass miRNA-133b apoptoseresitente Zellen empfindlich gegen Tumornekrosefaktor-alpha (TNFalpha), TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) oder CD95 ligand (Fas/APO1 ligand) induzierte Zytotoxizität machte. Eine umfassende Studie führte zur Identifizierung der anti-apoptotischen Proteine Fas apoptosis inhibitory molecule (FAIM) und glutathione-S-transferase pi (GSTP1) als direkte Zielgene für miRNA-133b. Desweiteren zeigte sich die Expression von Osteoprotegerin (OPG) und Fettsäuresynthase (FASN), als miRNA-133b abhängig. Dies unterstrich die pleiotrope Art der pro-apoptotischen Aktivität dieser miRNA. Die Expression von miRNA-133b wurde durch Mitglieder der Toll-like Rezeptor (TLR)-Familie aktiviert. MiRNA-133b Transfektion führte zu einer verstärkten Aktivierung des Transkriptionsfaktors nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kappaB). Diese resultierte in erhöhten Mengen an Interleukinen 6 und 8 (IL6/8). Diese Ergebnisse stellen die erste detaillierte Charakterisierung von miRNA-133b im Zusammenhang der Todesrezeptor-vermittelten Apoptose und der angeborenen Immunität dar. Die erforschten molekularen Wechselwirkungen ergänzen und bereichern das Verständnis über die regulatorischen molekularen Mechanismen, die mit der Tumorentstehung und Entzündung verbunden sind. / MicroRNAs (miRNAs) are endogenous short RNA molecules which perform essential tasks in the regulation of eukaryotic cell homeostasis. During the past few years miRNAs have emerged as very potent immune regulators. Despite the consequences of this discovery for our understanding of immune response regulation hitherto virtually nothing is known about miRNA function during innate immunity to Mycobacterium tuberculosis. Herein, a miRNA expression profile of human macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis was generated. This led to the identification of miRNAs being differentially regulated during infection. By using an experimental ex-vivo model of death receptor (DR)-induced apoptosis it could be demonstrated that miRNA-133b rendered apoptosis-resistant cells sensitive to tumor necrosis factor-alpha (TNFalpha)-, TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)- or CD95 ligand (Fas/APO1 ligand)-activated cytotoxicity. Comprehensive analysis led to the discovery of the anti-apoptotic proteins Fas apoptosis inhibitory molecule (FAIM) and glutathione-S-transferase pi (GSTP1) as direct miRNA-133b targets. Moreover, underlining the pleiotropic and synergistic nature of miRNA activity, the expression of osteoprotegerin (OPG) and fatty acid synthase (FASN) could be further proven as miRNA-133b dependent. Expression of miRNA-133b increased following innate immune activation by members of the Toll-like receptor (TLR) family. MiRNA-133b enhanced the activity of the transcription factor nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kappaB). This translated into increased levels of the pro-inflammatory interleukins 6 and 8 (IL6/8). The results presented in this work represent the first detailed characterization of miRNA-133b in the context of DR-mediated apoptosis and innate immunity. The molecular interactions dissected herein improve the understanding of the regulatory processes associated with tumorigenesis and the immune response.