Zusammenfassend konnte durch unsere Daten die eingangs gestellte Hypothese, dass Patienten mit SFN eine lokal und systemisch erhöhte Expression pro-inflammatorischer und algetischer Zytokine haben, auf lokaler Ebene bei der Untergruppe mit LD-SFN bestätigt werden. Bei der Untergruppe mit NLD-SFN waren keine Unterschiede bei den Zytokinexpressionen zwischen proximalen und distalen Hautbiopsien im Vergleich zu Kontrollprobanden nachweisbar. Zudem zeigten sich deutliche Unterschiede bei den Quotienten der IENFD zwischen beiden Untergruppen. Dies legt die Vermutung nahe, dass die Unterteilung in LD-SFN und NLD-SFN klinisch bedeutsam und ein möglicher Grundstein für das Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen der SFN sein könnte. Hieraus könnten sich Fortschritte in der Diagnostik ergeben und gezielte symptomatische und vielleicht sogar kausale Therapien auf lokaler Ebene bei der SFN entwickeln. / A subgroup of patients with small fiber neuropahties with a lenght-dependent distribution pattern concerning the reduction of intraepidermal nerve fibers (LD-SFN) have a higher cytokine gene expression of pro-inflammatory cytokines in affected skin.

Es konnte bisher vielfach gezeigt werden, dass Zytokine im Zusammenhang mit depressiven Störungen stehen. Darauf aufbauend untersuchten wir die Expression mehrerer Zytokine bei depressiv Erkrankten. Wir verglichen die Serumkonzentrationen der Interleukine (IL) IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12 und IL-13, des Granulozyten-Makrophagen-Koloniestimulierenden Faktors (GM-CSF), des Interferons-gamma (IFN-) und des Tumornekrosefaktors-alpha (TNF-) bei 64 Probanden mit einer akuten depressiven Symptomatik und bei 206 nicht-depressiven Probanden. Depressive Patienten wiesen im Vergleich zu den nicht-depressiven Probanden erhöhte Konzentrationen von IL-2, IL-5, IL¬¬-12, IL-13, GM-CSF, IFN- und TNF- auf. Bei Aufteilung der Gruppen in nicht-adipöse (BMI < 30) und adipöse (BMI ≥ 30) Probanden zeigten nicht-adipöse Depressive (n = 40) erhöhte Konzentrationen von IL-5, IL-12, IL-13, GM-CSF, IFN- und TNF- im Vergleich zu den nicht-adipösen Probanden ohne eine Depression (n=85). Adipöse Depressive (n = 24) zeigten erhöhte Konzentrationen von IL-5, IL-12 und IFN- verglichen mit adipösen Probanden ohne eine Depression (n = 121). Verschiedene Zytokinkonzentrationen waren in Abhängigkeit von körperlicher Aktivität, Berufstätigkeit und Schlafverhalten verändert, was eine Assoziation der Zytokinproduktion mit Verhaltensaspekten nahelegt. Die Ergebnisse unterstützen die Annahme einer Überexpression pro-inflammatorischer Zytokine bei der Depression und erweitern das Spektrum der Zytokine, die möglicherweise mit Depressionen assoziiert sind, um GM-CSF, IL-5 und IL-13. Veränderungen dieser Zytokine könnten zur Erklärung beitragen, warum allergische und asthmatische Erkrankungen häufig mit einer Depression einhergehen.

In Deutschland unterliegt die Reproduktionsmedizin umfassenden gesetzlichen Regelungen. Fertilisierte Oozyten müssen im Pronukleus-Stadium selektiert werden, hierbei darf maximal eine Anzahl von drei Embryonen kultiviert werden. Studien der vergangenen Jahre zielten vornehmlich auf die Entwicklung eines detaillierten Scoring-Systemes (Zygoten Screening im Pronukleus Stadium), um jeweils die Embryonen mit dem größten Entwicklungspotenzial zu selektieren. 99 Patientinnen wurden inkludiert und durchliefen entweder eine IVF oder ICSI Prozedur. Die fertilisierten Oozyten wurden im Pronukleus-Stadium beurteilt. TNF alpha und LIF, beides in der Reproduktionsmedizin bekannte Zytokine, wurden in gepoolten Kulturmedien an den Tagen 3 und 5 gemessen. 865 Oozyten wurden hierbei gewonnen, 438 zeigten positive Fertilisations-Zeichen, es fand sich eine Fertilisationsrate von 62,6%. Die Schwangerschaftsrate betrug 24,7%. Die mittlere PN Scores zeigten sich signifikant niedriger bei nicht konzipierenden Frauen (15.8 versus 17.2). Die mittlere TNF alpha Konzentration zeigte sich sowohl an Tag 3 als auch an Tag 5 signifikant erniedrigt in schwangeren Frauen gegenüber denen, welche nicht konzipierten (0.43pg/ml versus 0.59pg/ml). Die mittlere LIF Konzentration hingegen war signifikant erhöht bei schwangeren Frauen (56.2pg/ml versus 22.2pg/ml an Tag 3). Zusammenfassung: Das PN-Scoring bleibt eine gute Methode zur prognostischen Einschätzung des weiteren Entwicklungspotenziales von Präimplantationsembryonen. Höhere Konzentrationen von LIF und niedrigere Konzentrationen von TNF alpha in Kulturmedien scheinen eine favorable Rolle in der Embryogenese zu spielen. / German law comprehensively regulates IVF procedures and the selection of embryos for further cultivation. By law, fertilized oocytes have to be selected at the pronucleus-stadium, and a maximum of three embryos are allowed to be cultivated. Studies of the past years therefore aimed to elaborate a detailed scoring system (zygote scoring system at the pronucleus stage) in order to select those embryos with the highest potential for further favorable development. METHODS: 99 patients were included in our prospective trial and underwent either IVF or ICSI procedure. Fertilized oocytes were assessed at the pronucleus stage (day 1). TNF alpha and LIF, both cytokines known to be involved in embryonic development, were measured in pooled culture media on day 3 and 5. RESULTS: A total of 865 oocytes were collected, 438 showed positive signs of fertilisation, a fertilisation-rate of 62.6 % was achieved. Pregnancy rate per embryo transfer was 24.7 %. Mean PN-scores were significantly lower in women conceiving (15.8) than in those not conceiving (17.2). Mean TNF alpha concentration in culture media on day 3 was 0,54pg/ml and 0.37pg/ml on day 5 and was significantly lower in women conceiving (0.43pg/ml versus 0.59pg/ml on day 3). Mean LIF concentration on day 3 was 31.5pg/ml and 35.5pg/ml on day 5 and was significantly higher in women conceiving (56.2pg/ml versus 22.2pg/ml on day 3). CONCLUSION: PN-scoring remains a valuable tool for assessing fertilized oocytes for their further developmental potential at the pronucleus stage. Higher concentrations of LIF and lower concentrations of TNF alpha in culture media seem to play a putative favorable role in embryogenesis.

Das Bestreben, den Aufbau, die Funktion sowie die Entwicklung des Immunsystems zu verstehen, steht schon lange Zeit im Zentrum des Interesses vieler Forschungsarbeiten, insbesondere um auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse neue Behandlungsansätze für immunologisch relevante Krankheitsbilder zu entwickeln. Stillen könnte ein wichtiger Faktor sein, der bei der Entwicklung und Differenzierung von T-Zell-Subpopulationen und Zytokinmustern im Säuglings- und Kindesalter eine bedeutende Rolle spielt. Die Zielsetzung der hier vorgelegten Promotionsarbeit war es, den potentiellen Effekt des Faktors Stillen auf die Entwicklung, die Verteilung und die Differenzierung von Zell-populationen sowie die Expression von Zytokinen bei gesunden Kindern zu untersuchen. Dies geschah insbesondere im Hinblick auf einen möglicherweise vorhandenen Shift der relativen Verteilung der TH1- und TH2-Zytokinen, da in retrospektiven Kohortenstudien bereits gezeigt werden konnte, dass gestillte Kinder eine geringere Anfälligkeit gegenüber schwerwiegenden bakteriellen Infektionen (BACHRACH ET AL., 2003) sowie einer verminderten Inzidenz von Autoimmunerkrankungen (KOLETZKO ET AL., 1989; PISACANE ET AL., 1994) aufweisen. Die Studienkohorte bestand aus 196 gesunden Kindern im Alter zwischen 26 Tagen und 12 Jahren und 352 Tagen. Diese wurde in vier Altersgruppen unterteilt (<1, 1- <3, 3- <6 und 6-<13 Jahre) und mittels eines Fragebogens im Hinblick auf ein möglicherweise vorhandenes Bias bezüglich exogener Einflussfaktoren wie Impfungen, Nikotinexposition (FELESZKO ET AL., 2006) und allergische Erkrankungen in der Familie (HRDÝ ET AL., 2010), die in diesem Zusammenhang diskutiert werden, überprüft. Dabei zeigten sich keine signifikanten Unter-schiede zwischen den Gruppen. Alle immunologischen Parameter wurden in peripherem, heparinisiertem Blut ermittelt. Zunächst wurde mittels Durchflusszytometrie (FACS) eine Phänotypisierung, anhand von antikörpermarkierten Oberflächenantigenen der T-, B- und NK-Zellpopulationen („Immun-status“), durchgeführt. Des Weiteren wurden die mononuklearen Zellen des peripheren Blutes (PBMC) mittels PMA und Ionomycin stimuliert und die Zytokinsekretion durch Brefeldin blockiert. Durch FACS-Analyse wurde die nach 20-24 stündiger Anregung in der Kultur vorhandene intrazellulärer Zytokinexpression von IL2, IFNγ, TNFα, IL4, IL10, TGFβ und IL17 in den T-Zellpopulationen ermittelt. In einem zweiten Schritt wurde der Quotient aus IFNγ und IL4 berechnet, um das Verhältnis zwischen TH1 und TH2 zu analysieren. Das Datenmaterial zeigt die Entwicklung der T-Zell-Subpopulationen mit dem Alter. Junge Kinder zeigen eine durch regulatorische T-Zellen (Treg) bzw. TH0-Zellen vorherrschende TGFβ und IL2-Expression, während ältere Kinder das gesamte Repertoire an TH1 (IFNγ, TNFα) und TH2-Zytokinen (IL4), insbesondere durch T-Gedächtniszellen, exprimieren. Diese Ergebnisse bestätigten bereits zuvor beschriebene – vom Faktor Stillen unabhängige – altersabhängige Veränderungen der Zellpopulationen und der Zytokinexpression. Aus diesem Grund konnte von einer „normalen Verteilung“ der Studienkohorte ausgegangen werden. Zwischen gestillten und nicht-gestillten Kindern hat sich gezeigt, dass sich die Größe und das Verhältnis der übergeordneten Zellpopulationen (T-Helferzellen, zytotoxische T-Zellen) sowie die Reifung der T-Zellen (naive T-Zellen, T-Gedächtniszellen) bezogen auf das Alter nicht unterscheiden. Hingegen zeigt der Faktor Stillen in der Tat einen Einfluss auf die TH1/TH2-Balance. Bei gestillten Kindern lässt sich eine stärkere Gewichtung in Richtung der TH2-Zytokine feststellen (niedrigere IFNγ/IL4-Ratio), so dass davon auszugehen ist, dass Stillen einen so genannten TH2-Shift induziert. Dieses gegenüber nicht-gestillten Kindern „verschobene“ Gleichgewicht bleibt bis zur Altersgruppe der 6-13 Jährigen konstant. Gestillte Kinder haben zudem, im Vergleich zu Formula-ernährten Kindern, ein höheres Vermögen TH1-Zytokine wie TNFα und IFNγ zwischen dem dritten und sechsten Lebensjahr zu bilden. Diese Daten entsprechen nicht einem vorherrschenden TH2-Muster und einer Allergiedisposition, aber sie können die geringere Inzidenz von bakteriellen Infektionen im Vorschulalter (TH1-Antworten benötigt) und von TH1-vermittelten Autoimmunerkrankungen bei gestillten Kindern erklären. Aufgrund der Ergebnisse wird deutlich, dass Muttermilch einen bedeutenden Einfluss auf das Immunsystem hat. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass der Einfluss der Muttermilchernährung über den eigentlichen Zeitraum des Stillens hinausreicht. Eine Prägung des Immunsystems durch die Muttermilch, während der frühen Kindheit, erscheint deshalb sehr wahrscheinlich. Diese Ergebnisse sollten selbstverständlich durch weiterreichende Studien, die eventuell vorhandene weitere Störgrößen wie genetische Prädispositionen oder auch Umwelttoxine einschließen, verifiziert werden. Zudem wäre es von Interesse welche in der Muttermilch enthaltene Stoffe zu diesem TH2-Shift beitragen oder ob es sich bei den Einflussfaktoren vielmehr um in der Muttermilch nicht enthaltene Stoffe handelt, die in Formula-Nahrung enthalten sind, wie zum Beispiel Kuhmilchantigene. Schlussendlich bleibt festzuhalten, dass Muttermilch erwiesene positive Vorteile mit sich bringt, wie geringere Infektionsraten (Atemwegsinfektionen, Otitis media) und eine Risiko-verminderung für bestimmte Erkrankungen (Diabetes mellitus Typ1, Morbus Crohn, Multiple Sklerose) im späteren Leben. Die Ergebnisse dieser Arbeit können bestätigen, dass das Stillen mit Muttermilch tatsächlich einen Einfluss auf die Entwicklung des individuellen Immunsystems hat, der auch nach dem Abstillen weiter anhält. Eine wichtige Rolle kann diese Erkenntnis bei der Beratung werdender Mütter spielen, gerade in Hinblick auf ein gegebenenfalls erhöhtes endogenes familiäres Risiko für beispielsweise Autoimmunerkrankungen. Folgearbeiten sind sicher wünschenswert, um den pathophysiologischen Hintergrund dieser beobachteten Daten besser zu verstehen. / The aspiration to understand the construction, the function as well as the development of the immune system is for a long time in the centre of the interest of many research projects, in particular to develop new attempts of treatment for immunological relevant clinical pictures on basis of the won knowledge. Breast-feeding could be an important factor which plays an important role by the development and differentiation of T-cell subsets and cytokine profiles in infancy and childhood. The objective of the doctorate work presented here was to examine the potential effect of the factor breast-feeding for the development, the distribution and the differentiation of cell populations as well as the expression of cytokines with healthy children. This happened in particular in view of a possibly available Shift of the relative distribution of the TH1 and TH2 cytokines, because in retrospective cohort studies could be already demonstrated, that breastfed children show a lower susceptibility for serious bacterial infections (BACHRACH ET AL.,2003) as well as a decreased incidence of autoimmune illnesses (KOLETZKO ET AL.,1989; PISACANE ET AL.,1994). The study cohort existed of 196 healthy children at the age between 26 days and 12 years and 352 days. This was divided into four age groups (<1, 1-<3, 3-<6 and 6-<13 years) and by means of a questionnaire in view of a possibly available Bias with regard to exogenous factors of influence like vaccinations, nicotine exposition (FELESZKO ET AL.,2006) and allergic illnesses in the family (HRDÝ ET AL.,2010) which are discussed in this connection, checks. Besides, no significant differences appeared between the groups. All immunological parametres were determined in peripheral, heparinised blood. First a phenotype determination, on the basis of antibody-marked surface antigens of the T-, B- and NK-cell populations ("immune status"), was carried out by means of flow cytometry (FACS). Besides the mononuclear cells of the peripheral blood (PBMC) were stimulated by means of PMA and Ionomycin and the cytokine secretion was blocked by Brefeldin. By FACS analysis the cytokin expression of IL2, IFN γ, TNF α, IL4, IL10, TGF β and IL17 in the T-cell subpopulations was determined. In the second step the quotient from IFN γ and IL4 was calculated to analyse the relation between TH1 and TH2. The data material shows the development of the T-cell subsets with the age. Young children show one by regulatory T-cells (Treg) or TH0-cells prevailing TGF β and IL2 expression, while older children can produce the whole repertoire of TH1-(IFN γ, TNF α) and TH2-cytokines (IL4), in particular by memory T-cells. These results already confirmed before described – from the factor breast-feeding independent – changes of the cell populations and the cytokine production dependent on age. That's why could be gone out from a „normal distribution“ of the study cohort. Between breastfed and non-breastfed infants has appeared that the size and the relation of the higher cell populations (T-helper cells, zytotoxic T-cells) as well as the maturation of the T- cells (naive T-cells, memory T-cells) did refer to the age make no distinction. Indeed, however, breastfeeding shows an influence on the TH1/TH2-balance. Breastfed children show a stronger weighting in the direction of the TH2-Zytokine (lower IFN γ/IL4-Ratio), so that is to be assumed from the fact that breast-feeding induces a so-called TH2-Shift. These towards non-breastfed children "postponed" balance remains up to the age group of the 6-13 year-old steady. Besides, breastfed children have a higher ability, in comparison to Formula-fed children, to produce TH1-Zytokine like TNF α and IFN γ between the third and sixth year of life. These data do not correspond to a prevailing TH2 pattern and an allergy arrangement, but they can explain the lower incidence of bacterial infections in the pre-school age (TH1-answers needed) and from TH1-provided auto immune illnesses with breastfed children. On account of the results becomes clear that breastmilk has an important influence on the immune system. In particular it could be shown that the influence of breastmilk stretches beyond the real period of the breast-feeding. Therefore, an imprinting of the immune system by breastmilk, during the early childhood, seems very likely. These results should be verified of course by the handing on studies which enclose, perhaps, available other sturgeon dimensions like genetic prearrangements or also environmental toxins. Besides, it would be of interest which ingredients of breastmilk to this TH2-Shift contribute or whether it concerns with the factors of influence rather materials not contained in the mother's milk which are included in Formula food, as for example cow's milk antigens. Finally remains to stick that mother's milk brings proved positive advantages with itself, how lower infection rates (breath way infections, Otitis media) and a risk decrease for certain illnesses (diabetes mellitus Typ1, Morbus Crohn, multiple sclerosis) in the later life. The results of this work can confirm that the breast-feeding with mother's milk really has an influence on the development of the individual immune system. An important role can play this knowledge with the consultation of mothers, just in view of an endogenous informal risk raised if necessary for example auto immune illnesses. Subsequent works are surely desirable to understand the pathophysiological background of these observed data better.

Die vorliegende Querschnittstudie untersuchte Serumkonzentrationen pro- und antiinflammatorischer Zytokine und deren Modulation durch körperliche Aktivität bei Patienten mit Adipositas, definiert durch einen Body Mass Index (BMI)≥ 30 kg/m², im Vergleich zu nicht-adipösen Probanden (BMI< 30 kg/m²). Weiterhin war der spezifische Einfluss der zentralen (viszeralen) Adipositas auf diese Zytokine Gegenstand dieser Studie. Dazu wurden die Serumkonzentrationen von Interleukin (IL)-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12, IL-13, Granulozyten-Makrophagen-Kolonie stimulierendem Faktor (GM-CSF), Interferon (IFN)-γ und Tumornekrosefaktor (TNF)-α bei adipösen und zentral-adipösen Patienten sowie bei nicht-adipösen Probanden bestimmt und zwischen den einzelnen Gruppen verglichen. Weiterhin wurden Korrelationen der Zytokinserumkonzentrationen mit Adipositas-relevanten Körpermaßen berechnet. Durch objektive Aktivitätsaufzeichnung mittels Aktometrie wurde darüber hinaus der Einfluss physischer Betätigung auf die Zytokinspiegel untersucht. Es zeigten sich signifikant erhöhte pro- und antiinflammatorische Zytokinkonzentrationen bei adipösen und zentral-adipösen Patienten. Weiterhin war eine geringere körperliche Aktivität mit höheren Konzentrationen bestimmter Zytokine assoziiert. Die Konzentrationen mehrerer Zytokine korrelierten darüber hinaus mit bestimmten adipometrischen Daten. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Adipositas mit inflammatorischen Prozessen assoziiert ist, die eine Veränderung der Produktion pro- und antiinflammatorischer Zytokine zur Folge haben, und sie weisen darauf hin, dass diese inflammatorischen Prozesse durch physische Aktivität abgemildert werden könnten. Einschränkend ist jedoch zu bedenken, dass eine Querschnittstudie nur Hinweise auf mögliche Kausalzusammenhänge, aber keine Belege hierfür bieten kann.

Cytokines activate cell surface receptors to control and regulate immunity and hematopoiesis. Despite its enormous potential, pharmaceutical use of cytokines is in most cases hampered by their pleiotropic functionality, which renders cytokine-based therapies exceptionally difficult to control. Although there is growing evidence that the functional plasticity of cytokine receptors is largely encoded in the spatiotemporal dynamics of receptor complexes, no mechanistic correlation has hitherto been achieved. Two related aspects, the spatiotemporal organization and the activation mechanism of cytokine receptors in the plasma membrane, have further remained a topic of intensive and controversial debate. To shed to light into the mechanistic principles responsible for functional selectivity, this thesis aimed to quantitatively explore the molecular and cellular determinants governing cytokine receptor assembly and signaling using the type II interleukin-4 (IL-4) receptor as model system. To this end, by taking advantage of IL-4 and interleukin 13 (IL-13) agonists binding the receptor subunits IL-4Rα and IL-13Rα1 with different affinities and rate constants, an in vitro kinetic characterization of the receptor system was combined with live cell microscopy on the single molecule level and flow cytometry as well as in silico modeling approaches. The quantification of kinetics by a dedicated solid-phase detection method with the extracellular receptor domains tethered onto artificial membranes confirmed that the affinity and stability of the two-dimensional molecular interactions determine receptor dimerization levels and dynamics. Single molecule localization microscopy at physiological cell surface expression levels, however, revealed efficient ligand-induced receptor dimerization, largely independent of the two-dimensional receptor binding affinities, in line with similar STAT6 activation potencies observed for different IL-4 variants. Detailed spatiotemporal analyses and single molecule co-tracking of receptor subunits and ligands in conjunction with spatial-stochastic modeling identified confinement by actin-dependent membrane micro-compartments as an important cellular determinant for sustaining transient receptor dimers. By correlating downstream cellular responses with various three-dimensional binding affinities and kinetics of engineered IL-13 variants, distinct roles of ligand association and dissociation kinetics were uncovered. Whereas the extent of membrane-proximal effector activation is dependent on the association rate by controlling the number of formed receptor complexes in the plasma membrane, the lifetime of receptor complexes determines the potency of a ligand for inducing more distal responses and is, due to accumulation of signaling complexes in endosomes, directly connected to the kinetics of early signaling events.

"Soaring stress hormones hit fertility" (Hohe Spiegel an Stresshormonen mindern die Fertilität) titelt die British Broadcasting Corporation (BBC) online im Juni 2001. Stress ist als schwangerschaftsgefährdendes Element vielfach in klinischen Studien untersucht worden. Gegenstand dieser Arbeit war es, die durch Stress ausgelöste Abortkaskade immunologisch mit anderen Abortstimuli zu vergleichen und zu untersuchen, ob eine gemeinsame abortive "Endstrecke" über die Prothrombinase fibrinogen like protein 2 (fgl2) existiert. In den Versuchen im Mausmodell zeigte sich, dass der pathophysiologische Mechanismus, der zum Abort führt, entscheidend von dem Abort auslösenden Stimulus abhängt. So scheint Stress einen Abort primär über TNF-alpha und Apoptose zu vermitteln. Stark inflammatorische Reize, wie sie bei mikrobiellen Infektionen mit erhöhter Expression von LPS und erhöhten Werte an IL-12 auftreten, induzieren eine Koexpression von TNF-alpha und IFN-gamma. Die Ko-Expression dieser beiden Th1-Zytokinen scheint notwendig zu sein, um die Prothrombinase fgl2 heraufzuregulieren. Die klinischen Daten dieser Arbeit, die an Plazentagewebe von Patientinnen mit Spontanabort beziehungsweise einer Präeklampsie erhoben wurden, zeigen einen deutlichen, lokalen Anstieg des Th1-Zytokin TNF-alpha und eine vermehrte Expression von fgl2 Protein im Gefäßendothel im Vergleich zu Plazentagewebe von unkomplizierten Schwangerschaften. Gleichzeitig konnte eine deutliche Fibrinablagerung beobachtet werden. Eine solche Immunkonstellation könnte durchaus die erfolgreiche Implantation und die ausreichende Ernährung des heranwachsenden Embryos/Fötus einschränken und wichtige, pathophysiologische Grundlage für die Manifestation eines Spontanaborts oder einer Präeklampsie sein. / "Soaring stress hormones hit fertility" is the headline of the British Broadcasting Cooperation online in June 2001. Stress is known to be harmful during pregnancy as many clinical studies demonstrated. The aim of this work was to compare the immunological mechanism of a stress-induced abortion with other abortive stimuli and whether there exists a shared final route via up-regulation of fibrinogen-like protein 2 (fgl2). In the experiments in mice it turned out that the pathophysiological mechanism by which the abortion is mediated depend on the abortive stimuli. It has been demonstrated that stress induces the mRNA expression of TNF-alpha and increases apoptosis. Strong inflammatory stimuli as represented by the injection of IL-12, which is normally upregulated by bacterial LPS, induces the mRNA co-expression of TNF-alpha and IFN-gamma in comparison to normal pregnancies in mice. It seems that this co-expression of TNF-alpha and IFN-gamma is needed for induction of the novel prothrombinase fgl2. The clinical data of this work show an up-regulation of TNF-alpha as well as fgl2 in the pregnancy complications, spontaneous abortion and pre-eclampsia, especially in endothelial cells. This up-regulation was associated with an increase in fibrin deposition. Such an immune constellation might interfere with successful implantation as well as sufficient nutrition of the growing embryo/fetus. This could be one of the pathophysiological trigger for the manifestation of a spontaneous abortion or a pre-eclampsia.

Diese Arbeit beschreibt Ergebnisse einer in-vitro Untersuchung der Antipsychotika Chlorpromazin, Haloperidol, Clozapin, N-Desmethylclozapin und Quetiapin bezüglich ihrer Wirkung auf die Zytokinproduktion. Dafür wurde Vollblut von gesunden Probandinnen invitro mit dem Immunmodulator Toxic-Shock-Syndrome-Toxin-1 (TSST-1) stimuliert. Dabei wurden die Konzentrationen der Zytokine Interleukin (IL)-1ß, IL-2, IL-4, IL-6, IL-17 und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) im unstimulierten Blut und im stimulierten Blut, jeweils mit und ohne Zusatz der Antipsychotika gemessen. Es zeigte sich, dass TSST-1 eine signifikante Stimulation der Produktion aller getesteten Zytokine bewirkte und dass es über diese Stimulation mit TSST-1 hinaus zu einer Erhöhung von IL-17 unter allen getesteten Antipsychotika kam. Aufgrund dieser Ergebnisse ist es denkbar, dass Antipsychotika, in Ergänzung zu ihrer Wirkung an Dopaminrezeptoren, auch über diese immunologische Eigenschaft Wirkungen und Nebenwirkungen entfalten können. Weiterhin könnte die IL-17-Produktion ein Biomarker in der Behandlung mit Antipsychotika sein, der wiederum zur individuellen Vorhersage von Wirkungen und Nebenwirkungen beitragen könnte.

Erstes Ziel der Arbeit war es Methoden aufzubauen, die die funktionellen Eigenschaften von peripheren Monozyten ermitteln sollten, um die Rolle dieser Zellen bei der essentiellen Hypertonie zu erfassen. Es wurde versucht, die immunologischen Mechanismen der Entzündung oder Voraktivierung dieser Zellen zu charakterisieren. Der Aktivierungsgrad der peripheren Monozyten von Patienten mit essentieller Hypertonie im Vergleich zu Normalkontrollen wurde anhand ihrer Zytokinsekretion untersucht. Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass die peripheren Monozyten von essentiellen Hypertonikern im Vergleich zu normotensiven Probanden nach Stimulation vermehrt IL-1ß und TNF-alpha sezernieren, verursacht durch eine transkriptionelle Hochregulation. Neben spezifischen Mediatoren sezernieren aktivierte Monozyten eine Reihe unspezifischer toxischer Effektormoleküle wie z.B. Sauerstoffsuperoxid. Der Gipfel der Chemilumineszenzaktivität als Maß der Superoxidproduktion peripherer Monozyten von Hypertonikern war nach Stimulation signifikant höher im Vergleich zu den Kontrollen. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die Hypothese generiert, dass den voraktivierten Monozyten von Hypertoniepatienten eine entscheidende Rolle bei der Initiierung von Gefäßwandläsionen zu kommen könnte, welche die frühen arteriosklerotischen Veränderungen bei diesen Patienten im Vergleich zur gesunden Normalbevölkerung mitbegründen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde daher die Adhäsion peripherer Monozyten von Hypertonikern an humane Endothelzellen im Vergleich zu Monozyten von normotensiven Gesunden überprüft. Die Adhäsion der Monozyten von Hypertonikern war signifikant erhöht. Interessanterweise führte die Vorinkubation mit einem AT1-Rezeptorantagonisten bei den Patientenmonozyten zu einer Reduzierung der Sekretion proinflammatorischer Zytokine und der Endothelzelladhäsion. Die vorgestellten Befunde sind für die Pathogenese der vorzeitigen sowie vermehrten atherosklerotischen Veränderungen essentieller Hypertoniker von Bedeutung und unterstützen die Hypothese einer inflammatorischen Genese der Atherosklerose. / Immunopathogenic mechanisms may be involved in the pathogenesis of atherosclerosis and hypertensive disease. The possible role of monocytes in the pathology of atherosclerosis in hypertension has been a matter of great interest. It was demonstrated that monocytes from hypertensive patients secrete significantly higher levels of proinflammatory cytokines after stimulation with lipopolysaccharide or angiotensin II compared with normotensive individuals. The upregulation of IL-1ß and TNF-alpha expression was also seen at the RNA-level. The increased secretion of these cytokines is considered to be a marker for activated circulating monocytes. To investigate the direct impact of these preactivated monocytes, the adhesion of monocytes from normal controls and hypertensive patients to vascular endothelial cells was determined spontaneously and after in vitro stimulation. Oxygen species release as a further activation marker was analyzed for monocytes by chemiluminescence. Spontaneous adhesion of monocytes from patients and the adhesion after stimulation were significantly increased compared with normal controls. Preincubation with an AT1 receptor antagonist diminished the cytokine secretion and the adhesion in both groups to comparable levels. In monocytes, peak levels of chemiluminescence after stimulation were significantly higher in patients. The data indicate that preactivated monocytes from hypertensives may be of pathogenic importance in atherosclerosis. Prevention of angiotensin II-mediated activation of monocytes from hypertensive patients by an AT1 receptor antagonist may be a novel therapeutic approach to prevent vascular alterations in hypertension.

! BACKGROUND: Exposure to Environmental Tobacco Smoke (ETS) is elevating blood levels of inflammatory mediators and chemoattractants which seem to play an important role in the development of several diseases (e.g. Chronic Obstructive Pulmonary Disease). First evidences showed that men and women might differ in their proneness for these diseases. The aim of this study was to investigate whether there are effects of ETS during pregnancy on inflammatory cytokines in cord blood and in mother’s blood and if there are any differences between male and female newborns. METHODS: Within the LiNA (Lifestyle and environmental factors and their influence on Newborn Allergy Risk) study, whole blood samples of 460 mother-child pairs were analyzed for the concentrations of IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-4, IL-5, INF-gamma, TNF-alpha and MCP-1 using cytrometic bead asseys. The association between ETS exposure and cytokines was calculated using the Mann-Whitney-U-test and adjusted with a multiple regression model for parental atopy, parental education status and cat ownership. The exposure assessment is based on questionnaire data on smoking behaviour of the parents and measurement of indoor benzene concentration. RESULTS: Female newborn, being exposed in utero to 10 cigarettes a day or more, had significantly higher blood concentrations of IL-8, IL-6 and MCP-1 whereas there have been no elevations in male newborn being exposed to the same amount of cigarettes. Furthermore a significantly decreased amount of INF-gamma was found in cord blood of male newborns but not in female newborns. General increasing levels of TNF-alpha in cord blood where found for daily smoke exposure without relating it to the exact number of cigarettes. CONCLUSION: The data of this study refer to gender-specific differences in the susceptibility to ETS exposure. The induction of inflammatory signals in cord blood in response to cigarette smoke exposure is stronger in female than in male newborn. / Die vorliegende Arbeit ist Teil einer umweltepidemiologischen Kohortenstudie (LiNA), in der der Einfluss von Umwelt- und Lebensbedingungen auf die Entwicklung von Immunsystem und Allergien bei Neugeborenen unter Einbezug der vorgeburtlichen Zeit untersucht wird. In welchem Maße sich eine Rauchbelastung während der Schwangerschaft auf die Zytokinmuster der Neugeborenen im Nabelschnurblut auswirkt und inwiefern dies mit dem Zytokinmuster der Mutter korreliert, sollte das Ziel dieser Dissertation sein. Dafür wurden Daten von insgesamt 629 Mutter-Kind-Paaren erhoben, Zytokin- und Chemokinbestimmungen, sowie die des Gesamt-IgE aus den Blutproben der 34. SSW und denen der Nabelschnur vorgenommen. Interessanterweise konnten geschlechterspezifische Unterschiede im Zytokinspektrum der Neugeborenen gefunden werden. Bei den weiblichen Neugeborenen zeigte sich eine deutliche Erhöhung proinflammatorischer Marker, wenn deren Mütter dem Rauch von mehr als 10 Zigaretten pro Tag ausgesetzt waren. Dieser Anstieg war weder im Blut der männlichen Neugeborenen noch im Blut der Schwangeren in der 34. SSW zu beobachten. Zusätzlich konnte beobachtet werden, dass auch einzig die männlichen Neugeborenen stark negativ mit ihrer IFN-gamma-Produktion auf die passive Rauchbelastung reagieren. Die mit dieser Arbeit ermittelten Daten, dass das Immunsystem beim Neugeborenen geschlechterspezifisch unterschiedlich auf Tabakrauch zu reagieren scheint, sind erstmals in der Literatur zu finden. Die Erforschung des Immunsystems und dessen Beteiligung an zahlreichen Erkrankungen, besonders den chronisch Inflammatorischen, ist durchaus relevant im medizinischen Alltag. Diese Arbeit trägt einen weiteren Baustein dazu bei und gibt Anstoß für weitere Studien.