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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-24200
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2420/


Welle, Armin

Einfluss von endogenem NO auf die Expression von HO-1 mRNA in der Rattenleber

Effect of endogenous nitric-oxide on hepatic heme oxygenase-1 mRNA expression in the ratliver

Dokument1.pdf (709 KB) (md5sum: 961953c231ba484df8eea650e2df4f36)

Kurzfassung in Deutsch

Das HO/CO-System spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der physiologischen Leberfunktionen sowie der Leberzellintegrität. NO besitzt ebenfalls hepato-protektive Eigenschaften. Zahlreiche Studien beschreiben eine Induktion der HO-1 Genexpression unter dem Einfluss von exogenem NO. Der Einfluss von endogen synthetisiertem NO auf die HO-1 Genexpression ist bis jetzt jedoch weitgehend unbekannt. Ziel der vorliegenden Studie war es deshalb, eine potentielle Interaktion zwischen endogener NO-Synthese und der Regulation der HO-1 in der normalen Rattenleber zu untersuchen. Wir verwendeten hierfür ein in vivo Versuchsmodell an narkotisierten Ratten. Nach der Präparation der Tiere wurden in den jeweiligen Versuchsgruppen Inhibitoren der verschiedenen Enzymisoformen der NOS appliziert. Außerdem erfolgte in weiteren Versuchsgruppen die Applikation des cNOS-Inhibitors L-NAME in Kombination mit dem Vasodilatator Dihydralazin sowie mit dem natürlichen Substrat der NOS, L-Arginin. Anschließend wurde die Expression von HO-1 mRNA in der entnommenen Leber mittels Northern-Blot Analyse evaluiert und mit der von Kontrolltieren verglichen. Außerdem wurde durch Ultraschall-Blutflussmessung der Einfluss einer endogenen NO-Blockade auf die Leberperfusion untersucht. Inhibition der NO-Synthese durch L-NAME, einem präferentiellen Inhibitor der konstitutiven Isoform der NO-Synthetase, führte zu einer dosisabhängigen Induktion der HO-1 mRNA in der Leber der Versuchstiere. SMT, ein Inhibitor der induzierbaren Isoform der NOS, zeigte keine Wirkung auf die HO-1 mRNA Expression. Der Effekt von L-NAME auf die HO-1 Genexpression beruhte auf hämo-dynamischen Veränderungen in der Leber. Die Inhibition der NO-Synthese resultierte in einer Verminderung des hepatischen Blutflusses und damit in einer Störung der Leberzellintegrität. Im Gegensatz hierzu führte die kombinierte Applikation von L-NAME mit dem NO-unabhängigen Vasodilatator Dihydralazin, trotz NO-Blockade nicht zum Abfall des hepatischen Blutflusses. Es manifestierte sich keine Leberzellschädigung und die Induktion der HO-1 Genexpression blieb aus. Endogenes, durch die konstitutive NO-Synthetase produziertes NO, unterdrückt unter physiologischen Bedingungen die HO-1 Genexpression in der Rattenleber. Ein Defizit an vasodilatatorisch wirkendem NO führt zu einem Abfall der Leberperfusion und hierdurch zu einer ischämisch bedingten Leberzellschädigung. Diese Störung der Leberzellintegrität verursacht die Induktion des Stressenzyms HO-1. Die Leberzellschädigung, sowie die konsekutive HO-1 Induktion kann verhindert werden, wenn die hepatische Perfusion trotz des bestehenden NO-Defizits aufrechterhalten wird.


Kurzfassung in Englisch

Backround & aims: The heme oxygenase / carbon monoxide system plays a crucial role in the maintenance of liver function and integrity. Like carbon monoxide, nitric oxide also exerts potent hepatoprotective effects. It was the aim of this study to investigate a potential interaction between endogenous nitric oxide synthesis and the hepatic regulation of heme oxygenase-1.
Methods: Expression of heme oxygenase-1 and other heat shock proteins were analyzed by Northern, Western blot, and heme oxygenase activity in rat liver tissue and HEPA 1-6 cells. Regional blood flow was measured by ultrasonic flow probes.
Results: Inhibition of nitric oxide synthesis by L¬NAME, a preferential inhibitor of the constitutive nitric oxide synthase, led to a dose dependent induction of heme oygenase-1 mRNA, protein and activity in the rat liver, while SMT, an inhibitor of the inducible nitric oxide synthase, did not. The effect of L¬NAME was based on hemodynamic changes within the liver circulation. Inhibition of the nitric oxide synthase led to a decline in hepatic arterial and portal venous blood flow, and subsequently to liver cell damage. In contrast, the combined administration of L-NAME and the NO-independent intestinal vasodilator dihydralazine completely restored portal venous flow, abolished the liver cell damage, and prevented the upregulation of heme oxygenase-1 despite inhibition of nitric oxide production.
Conclusion: Nitric oxide is a major suppressor of hepatic heme oxygenase-1 gene expression in the normal liver. Endogenous nitric oxide synthesis by the constitutive isoform of nitric oxide synthase suppresses heme oxygenase-1 gene expression in the liver via maintenance of hepatic blood flow. This interdependence has important implications for the development of strategies aimed at modulating the activity of these hepatoprotective mediator systems.


SWD-Schlagwörter: Hämoxygenase , Stickstoffmonoxid , Stickstoffmonoxid-Synthase , Leber , Leberperfusion
Freie Schlagwörter (deutsch): HO-1 , CO , NO
Freie Schlagwörter (englisch): Heme-oxygenase-1 , Nitric-oxide , carbon monoxide , Liver
Institut: Anaesthesiologische Univ.-Klinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Pannen, Benedikt (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.10.2005
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 03.04.2006
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