Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Marion Wurr

 

Untersuchungen zur Bedeutung der induzierbaren Cyclooxygenase für die Atherogenese bei Cholesterin-gefütterten Kaninchen

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103686

title (engl.)

Investigations on the significance of inductable cyclooxygenase in  atherogenesis in cholesterol-fed rabbits

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/wurrm_ss13.pdf

abstract (deutsch)

Die Atherosklerose ist beim Menschen die häufigste Erkrankung des mittleren und höheren Lebensalters,  Herzinfarkt und Schlaganfall sind die häufigsten Todesursachen. Die Behandlung der Atherosklerose erfolgt durch Beeinflussung der Risikofaktoren wie Hypercholesterinämie, Adipositas, Hypertonie, Diabetes mellitus. Experimentelle Behandlungsansätze sind antiphlogistische Therapie und Wiederherstellung der beeinträchtigten endothelialen Stickstoff-monoxidsynthese (NSAR, DHEA). Bei der Prostaglandinsynthese ist das Schlüsselenzym die Cyclooyxygenase, wobei 2 Isoenzyme unterschieden werden (COX-1 und COX-2). Diese COX-2 ist das Isoenzym, welches sich vor allem in entzündlich verändertem Gewebe findet. Deshalb können hochselektive COX-2-Inhibitoren wie Celecoxib eine Bedeutung für die Prophylaxe der Atherosklerose besitzen. Auch durch die Medikation mit dem Steroidhormon DHEA konnte im Tiermodell eine Reduktion der Plaquegröße (bis zu 50 % der Kontrollgruppe) nachgewiesen werden (Gordon et al., 1988). Durch die durchgeführte Studie sollte die Bedeutung der COX-2 und der von diesem Enzym gebildeten Prostanoide, als auch die Bedeutung, die die wahrscheinlich COX-unabhängigen Isoprostane für die Atherosklerose besitzen, untersucht werden. Dazu testeten wir die Wir- kung des selektiven COX-2-Inhibitors Celecoxib bei cholesterin-gefütterten Kaninchen  und verglichen ihn mit der Wirkung des Stero-idhormons DHEA. Vier Tiergruppen wurden über einen Verlauf von 12 Wochen analysiert. Eine Gruppe bildete die gesunde Kontrolle. Die drei weiteren Gruppen erhielten zur Induktion der Atherosklerose eine Cholesterindiät: eine Gruppe lief als Kontrolle, eine erhielt DHEA und die letzte Celecoxib als Medikation. Im Versuch wurden im 14-tägigen Abstand im 24-Stunden-Urin Prostanoide, Nitrat und Nitrit mittels Gaschromatographie/ Tandem-Massenspektrometrie (GC-MS/MS) bestimmt. Außerdem erfolgte im Abstand von je vier Wochen die Messung der Plättchenaggregation im Blut und die Bestimmung von Cholesterin und Triglyceriden im Plasma. Optisch wurden die Aorten der Tiere mittels Plaqueplanimetrie nach Ende des Versuchs und Tötung der Tiere vermessen. Die Cholesterinwerte stiegen in den drei cholesteringefütterten Gruppen im Versuchsablauf hochsignifikant (p < 0,001) an. Zwischen diesen drei Gruppen bestehen keine signifikanten Unterschiede. Während die Triglyceridwerte innerhalb der gesunden Kontrollgruppe nur geringfügig anstiegen, lag in den drei cholesteringefütterten Gruppen ein signifikanter Anstieg der TGL-Werte vor. Dabei ist zu vermerken, dass es unter der Medikation von DHEA und Celecoxib einen signifikanten Einfluss auf die TGL-Werte im Plasma gab, da die Cholesterinkontrollgruppe signifikant höhere Werte im Vergleich zu diesen Gruppen aufwies. Bei den im 24-Stunden Urin gemessenen Werten traten erhebliche Schwankungen und teilweise bereits signifikante Unterschiede bei den Ausgangswerten auf. Auswirkungen des unterschiedlichen Urinvolumens wurden dabei bereits durch den Bezug sämtlicher Werte auf Kreatinin vermieden. Schlussfolgerungen konnten also aus diesen Werten nicht gezogen werden. Mögliche Ursachen könnten die teils sehr lange Lagerung der Proben (bis zu zwei Jahren) und das Nichtvorhandensein von adäquaten Stoffwechselkäfigen mit daraus resultierendem möglichem Einfluss der angewendeten Materialien sein. Die Aggregationsmessung erlaubte aufgrund von Schwankungen, Streuungen und einer zu geringen Anzahl von Werten keine brauchbare Auswertung. Bei der Messung des Plaquesanteils konnte bewiesen werden, dass durch die Cholesterindiät die Atherosklerose ausgelöst werden kann. Durch die Medikation mit Celecoxib ließ sich die Atheroskleroserate in dem von uns durchgeführten Versuch hoch-signifikant im Vergleich zur Cholesterinkontrolle und DHEA-Gruppe verringern. Ein signifikanter Einfluß des DHEA konnte hier nicht nachgewiesen werden, wie dies in anderen Studien gezeigt wurde (Gordon et al. 1988). Die Bedeutung für die Reduktion der Atheroskleroserate durch die COX-2-Hemmung konnte mit Hilfe der durchgeführten Studie nicht nachvollzogen werden. Weitere Studien sollten mit größeren Kollektiven, speziellen Stoffwechselkäfigen und kürzerer Probenlagerung durchgeführt werden. Der Versuch konnte nur zeigen, dass die COX-2 eine Rolle im Mechanismus der Atherogenese besitzt, da durch den selektiven COX-2-Inhibitor Celecoxib eine Verringerung der Plaquesrate erreicht wurde. Ein möglicher Mechanismus liegt in dem Einfluß des Celecoxib auf die Triglyceride, da deren Werte durch den COX-2-Hemmer im Plasma, wie in diesem Versuch nachgewiesen, vermindert wurden.

 

abstract (englisch)

Atherosclerosis is the most prevalent disease in middle and later years of human life. Heart attacks and strokes are among the most frequent causes of death. Treatment of atherosclerosis is performed by therapy of the risk factors like hypercholesterolaemia, adipositas, hypertension, diabetes mellitus. Experimental therapeutic approaches are antiphlogistical therapy and regeneration of the affected nitrate monoxide synthesis (NSAID, DHEA). Cyclooxygenase is the key enzyme in the synthesis of prostaglandines, which is divided in two isoenzymes (COX-1 and COX-2). Isoenzyme COX-2 is found exspecially in inflammatory modified tissue. Therefore highly selective COX-2 inhibitors may be important for prophylaxis of atherosclerosis. Also by medication of the steroid hormon DHEA a reduction of plaque area (to 50% of control group) could be proved (Gordon et al. 19988). Our study intended to examine the significance of COX-2 and the COX-2-formed prostanoids, as well as the significance of COX-2-independent isoprostanes on atherosclerosis. For that purpose we tested the effect of the selective COX-2-inhibitor Celecoxib on rabbits fed with cholesterol and compared this with the effect of the steroid hormone DHEA in 4 groups. The first group was the healthy control. Three further groups got a cholesterol enriched diet to induce atherosclerosis: one group formed a control group without medication, one was medicated with DHEA and the last with celecoxib. During the experiment there were taken samples of 24-h-urine every 14 days to analyse prostanoides, nitrate and nitrite with gaschromatography/ tandem-massspektrometry (GC-MS/MS). Additionally the aggregation of thrombocytes in blood as well as cholesterol and triglycerides in plasma were analysed every 4 weeks. The aortas of the animals were measured optically after the end of the experiment and euthanasia of the rabbits by plaque planimetry. In all three cholesterol fed groups the values of cholesterol in plasma rised highly significant (p<0,001). Among the three groups there were no significant differences. As the values of triglycerides in the healthy control just slightly rised, in the three cholesterol fed groups there is a significant increase of the TGL-values. It has to be mentioned, that DHEA and Celecoxib influenced the TGL-values significantly, because the cholesterol control group already showed significant higher values than these groups. The values measured in 24-h-urine varied considerably and partly significant differences were mentionend in the starting values. All parameters referred to creatinine to avoid the influence of different urine volume. So it was impossible to get reasonable conclusions. Causes for the variation of the values could probably be the long storage of the samples (up to two years) and missing of metabolism-cages. Variations and less numbers of values in measurement of aggreagation alowed no useful evaluation. The measurement of plaque areas could proof that cholesterol diet can induce atherosclerosis. In this study medication with Celecoxib the rate of atherosclerosis could reduce highly significant. A significant influence of DHEA couldn’t be proved as before shown in other studies (Gordon et al. 1988). The importance for reducing the rate of atherosclerosis by COX-2-inhibition couldn´t be shown in this study. Further studies should work with bigger collectives, special metabolism cages and shorter time of storage. The study just showed that COX-2 plays a role in mechanism of atherosclerosis because medication of the selective COX-2-inhibitor reduced the plaque rate highly significant. A possible mechanism can be the influence on triglycerides, because these values decreased by COX-2-inhibitors as proved.

 

keywords

Atherosklerose, COX-2-Hemmer, DHEA, Ahterosclerosis, COX-2-inhibitors, DHEA

kb

1.149