Endotheliale Stickstoffmonoxidsynthase-vermittelte Effekte von HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren und körperlicher Aktivität im experimentellen SchlaganfallmodellKaren Gertz112454#340324356748910511121314467#34815Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis1617181920 Verwendete Publikationen21 Selbständigkeitserklärung2223Danksagung Eidesstattliche Erklärung24 Lebenslauf und Publikationsliste25 Publikationen (kumulativer Impactfaktor, Stand 2003: 48,3)2627deInhaltsverzeichnisHilfe Ergebnisse

Die Ergebnisse der Arbeit werden in den unter 7. der Dissertationsschrift genannten Publikationen wie folgt aufgeführt und entsprechend zitiert:

Referenz #1: Endres M, Gertz K, Lindauer U, Katchanov J, Schultze J, Schrock H, Nickenig G, Kuschinsky W, Dirnagl U, Laufs U (2003) Mechanisms of stroke protection by physical activity. Ann Neurol 54 (5): 582-590

Referenz #2: Gertz K, Laufs U, Lindauer U, Nickenig G, Bohm M, Dirnagl U, Endres M (2003) Withdrawal of statin treatment abrogates stroke protection in mice. Stroke 34 (2): 551-557

Referenz #3: Laufs U, GertzK, Dirnagl U, Bohm M, Nickenig G, Endres M (2002) Rosuvastatin, a new HMG-CoA reductase inhibitor, upregulates endothelial nitric oxide synthase and protects from ischemic stroke in mice. Brain Res 942 (1-2): 23-30

Referenz #4: Laufs U, Gertz K, Huang P, Nickenig G, Bohm M, Dirnagl U, Endres M (2000) Atorvastatin upregulates type III nitric oxide synthase in thrombocytes, decreases platelet activation, and protects from cerebral ischemia in normocholesterolemic mice. Stroke 31 (10): 2442-2449

Referenz #5: Laufs U, Endres M, Custodis F, Gertz K, Nickenig G, Liao JK, Bohm M (2000) Suppression of endothelial nitric oxide production after withdrawal of statin treatment is mediated by negative feedback regulation of rho GTPase gene transcription. Circulation 102: 3104-3110

eNOS Hochregulation durch körperliche Aktivität sowie Atorva- und Rosuvastatin

Mittels RT-PCR konnte nach chronischer Vorbehandlung mit Atorvastatin und Rosuvastatin eine dosisabhängige Induktion der eNOS-mRNA in Aorten und Hirngewebe im Vergleich zur Kontrollgruppe erhoben werden.

In den NOS-Aktivitätsassays aus Mausaorten ergab sich nach chronischer Vorbehandlung mit Rosuvastatin eine gesteigerte Umsetzung von L-Arginin zu L-Citrullin. Durch „Western Blot“-Analysen wurde eine erhöhte eNOS-Proteinsynthese in Endothelzellen nach Rosuvastatinvorbehandlung ermittelt, was in den „Northern Blot“-Experimenten mit einer Zunahme der eNOS-mRNA korreliert werden konnte (Referenz #2, #4).

Ähnliche Ergebnisse ließen sich nach regelmäßiger körperlicher Aktivität erheben. So führte sowohl freiwilliges als auch forciertes Laufen zu einer in der RT-PCR gefundenen Erhöhung der eNOS-mRNA bzw. zu einer im „Western-Blot“ gezeigten vermehrten eNOS-Proteinsynthese sowie zu einer im NOS-Aktivitätsassay ermittelten gesteigerten Umsetzung von L-Arginin zu L-Citrullin in Aorten (Referenz #1).

Neuroprotektion durch körperliche Aktivität sowie Atorva- und Rosuvastatin

Sowohl chronische Statinvorbehandlung mit Atorva- und Rosuvastatin als auch körperliches Training führten zu verminderten Schlaganfallvolumina in vivo (Referenz#1, #3, #4). Freiwilliges Laufen zeigte eine signifikante Verbesserung des aCBF während einer zerebralen Ischämie. Ebenso verbesserte regelmäßiges Training die endothelabhängige Vasodilatation auf Acetylcholin. Dieser Effekt war nach NOS-Inhibition aufgehoben. Außerdem ließ sich in eNOS-defizienten Mäusen kein neuroprotektiver Effekt nach freiwilligem Laufen nachweisen (Referenz #1).

Effekte nach Absetzen der Atorvastatinbehandlung

Zwei Tage nach Absetzen der chronischen Atorvastatinvorbehandlung fand sich dagegen eine in der RT-PCR detektierte drastische Repression der eNOS-mRNA aus Aorten und Hirngewebe. Vier Tage nach Absetzen zeigte sich die eNOS-mRNA Expression im Kontrollniveau. Kongruent dazu kam es nach akutem Absetzen zu einem schnellen Verlust der neuroprotektiven Wirkung. Zwei Tage nach Absetzen ließ sich keine Protektion mehr erheben. Vier Tage nach Absetzen waren keine Unterschiede mehr in den Schlaganfallvolumina zu verzeichnen (Referenz #2).

Die „Western Blot“-Analysen zytosolischer und membranständiger Proteinfraktionen ergaben für die Rho-GTPase, einem negativen Regulatorenzym der eNOS-mRNA-Stabilität, eine Anreicherung im Zytosol und erniedrigten Anteil in der Zellmembran nach chronischer Statinvorbehandlung. Akutes Absetzen der Behandlung führte dagegen nach zwei Tagen zu überschießender Akkumulation des Rho-Proteins in der Zellmembran und zu einer massiven Abnahme des Rho-Proteins im Zytosol. Vier Tage nach Absetzen fand sich sowohl die zytosolische als auch die membranständige Rho-Proteinkonzentration wieder im Kontrollbereich (Referenz #2, #4, #5).

Effekte auf Thrombozytenfunktion nach Atorvastatinbehandlung

Chronische Vorbehandlung mit Atorvastatin führt dosisabhängig zu einer in der RT-PCR gemessenen Zunahme der thrombozytären eNOS-mRNA und zu verringerten Plasmaspiegeln der Thrombozytenaktivitätsparameter PF4 und beta-TG im ELISA-Experiment. Zusätzlich findet sich eine verminderte Thrombusbildung und verlängerte Blutungszeit in vivo. In eNOS-defizienten Mäusen waren die Plasmaspiegel von PF4 und beta-TG nach Atorvastatinvorbehandlung dagegen nicht verändert (Referenz #4).

Zwei Tage nach Absetzen der Statinbehandlung kam es jedoch zu einer signifikanten Erhöhung von PF4 und beta-TG. Vier Tage nach Absetzen zeigten sich die gemessenen Thrombozytenaktivitätsparameter wieder im Kontrollbereich. Nach Absetzen der Statinbehandlung lag die experimentell induzierte Thrombusbildung bereits nach vier Tagen wieder im Kontrollniveau (Referenz #2).