Dokument: Der Einfluss des braunen Fettgewebes auf die Morphologie und Funktion des weißen Fettgewebes im murinen Modell einer kardialen Ischämie und Reperfusion bei standardisierter vs. thermoneutraler Haltungstemperatur
| Titel: | Der Einfluss des braunen Fettgewebes auf die Morphologie und Funktion des weißen Fettgewebes im murinen Modell einer kardialen Ischämie und Reperfusion bei standardisierter vs. thermoneutraler Haltungstemperatur | |||||||
| Weiterer Titel: | The influence of brown adipose tissue on the morphology and function of white adipose tissue in a murine model of cardiac ischemia and reperfusion at standardized vs. thermoneutral housing temperature | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69819 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250616-110840-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Müller, Julia Carmeline Martina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Grandoch, Maria [Gutachter] Prof. Dr. Flögel, Ulrich [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Das braune Fettgewebe (brown adipose tissue, BAT), ursprünglich als wärmeproduzierendes Organ in Säugetieren zur Regulation der Körpertemperatur beschrieben, rückte aufgrund seiner vielfältigen Funktionen im Rahmen kardiometabolischer Erkrankungen in den Fokus des Interesses. Hierbei ist neben der sogenannten zitterfreien Thermogenese auch seine sekretorische Kapazität von Bedeutung. Besonders die kardioprotektive Wirkung des BAT nach akutem Myokardinfarkt wird untersucht. Diese wird infolge einer BAT-Aktivierung durch die akute Stimulation des sympathischen Nervensystems nach Myokardinfarkt beobachtet. Darüber hinaus wird eine Interorgankommunikation zwischen BAT und weißem, vorwiegend subkutanem Fettgewebe beschrieben, welche zu einer morphologischen Veränderung im weißen Fettgewebe (white adipose tissue, WAT) führt, wie die Akkumulation sogenannter beiger Adipozyten, und mit einem metabolischen Benefit einhergeht.
In der zugrundeliegenden Arbeit sollte der Einfluss des BAT nach einem Myokardinfarkt auf die Morphologie und Funktion des WAT unter standardisierten und thermoneutralen Bedingungen untersucht werden. Bisherige Untersuchungen wurden meist unter der standardisierten Haltungstemperatur von 21°C und nicht bei Thermoneutralität (30°C) der Versuchstiere durchgeführt. Dies führt durch einen dauerhaft erhöhten Sympathikotonus zu einer permanenten BAT-Aktivierung und entspricht nicht der humanen Situation, sodass eine Translation der Ergebnisse auf den Menschen nur eingeschränkt erfolgen kann. Aus diesem Grund wurden in der vorliegenden Arbeit die Untersuchungen an männlichen C57BL/6J-Wildtyp Mäusen vergleichend bei 21°C und 30°C durchgeführt. Nach einer drei-wöchigen Akklimatisierung bei 21°C und 30°C erfolgten eine chirurgische Ablation oder Schein-Operation des interskapulären BAT sowie nachfolgend die Induktion einer myokardialen Ischämie/Reperfusion (I/R). Drei Wochen nach I/R wurde der Einfluss der chirurgischen BAT-Ablation auf die Adipozytenmorphologie, die Expression des für die zitterfreie Thermogenese erforderlichen und als Browning-Marker bekannten Proteins Uncoupling protein-1 (UCP-1) und die Expression von Genen des Lipidstoffwechsels im subkutanen WAT untersucht. Drei Wochen nach I/R konnte kein Effekt der BAT-Ablation auf das Körpergewicht und das Gewicht des subkutanen WAT von Tieren bei 21°C nachgewiesen werden. Auch ein Effekt der BAT-Ablation auf die Adipozytenmorphologie im subkutanen WAT vergleichend zu scheinoperierten Kontrolltieren blieb aus. Hingegen zeigte sich das UCP-1-Protein im subkutanen WAT von BAT-Ablationstieren tendenziell erhöht. Insgesamt war eine signifikant gesteigerte UCP-1-Expression im subkutanen WAT von Tieren bei 21°C im Vergleich zu 30°C erkennbar. Die BAT-Ablation führte zudem zu einer tendenziell reduzierten Genexpression lipolytischer Enzyme im subkutanen WAT bei 21°C. Im Gegensatz zu 21°C konnte eine signifikante Zunahme des Körpergewichts und des Gewichts des subkutanen WAT von BAT-Ablationstieren bei 30°C drei Wochen nach I/R nachgewiesen werden. Einer Lipidakkumulation entsprechend, zeigte sich der Anteil kleiner Adipozyten, welche sich stellenweise im subkutanen WAT gruppierten, nach BAT-Ablation signifikant erniedrigt. Außerdem wurde eine signifikant größere durchschnittliche Adipozytenfläche im subkutanen WAT von Tieren mit Erhalt des BAT bei 30°C im Vergleich zu 21°C festgestellt. Bei 30°C blieb das UCP-1-Protein im subkutanen WAT von der BAT-Ablation unbeeinflusst und war nahezu nicht detektierbar. Ebenso zeigte die BAT-Ablation keinen Effekt auf die Expression von Genen des Lipidstoffwechsels im subkutanen WAT. Zusammenfassend ließ sich in dieser Arbeit ein antilipolytischer Effekt der chirurgischen BAT-Ablation auf das subkutane WAT herausarbeiten. Dieser Effekt stellte sich in Tieren bei 21°C molekulargenetisch und in Tieren bei 30°C histomorphologisch dar. Die Darstellung des antilipolytischen Effekts der chirurgischen BAT-Ablation im subkutanen WAT auf unterschiedlicher Ebene verglichen zwischen 21°C und 30°C deutete auf einen unterschiedlichen, temperaturabhängigen Zeitverlauf dieses Effekts hin. Dies verdeutlicht die Relevanz der Haltungstemperatur von Versuchstieren für die Forschung, insbesondere vor dem Hintergrund einer Translation dieser Ergebnisse auf den Menschen.Brown adipose tissue (BAT), originally described as a heat-producing organ in mammals for the regulation of body temperature, has been focused in research due to its function in cardiometabolic diseases. To this effect, not only the production of heat without shivering (non-shivering thermogenesis) but also the secretory capacity of BAT is involved. Especially, the cardioprotective effect of BAT after acute myocardial infarction is being investigated. This is observed as a result of BAT-activation through the acute stimulation of the sympathetic nervous system after myocardial infarction. Additionally, an communication between BAT and white, mainly subcutaneous adipose tissue has been described that is associated with metabolic benefits and accompanied by morphological changes in white adipose tissue (WAT), such as the accumulation of so-called beige adipocytes. The aim of this work was to explore the influence of BAT on the morphology and function of WAT after myocardial infarction under standardized and thermoneutral conditions. In previous studies, most of the animals were housed under the standardized ambient temperature of 21°C and not at thermoneutrality (30°C). This leads to permanent BAT-activation due to an increased sympathetic tone at 21°C and cannot be compared to the human situation. So translation of results performed under these conditions to humans is limited. For this reason, the present experiments were carried out in male wild-type C57BL/6J mice at 21°C and 30°C. After three weeks of acclimatization at 21°C and 30°C surgical ablation or sham operation of the interscapular BAT was performed followed by induction of myocardial ischemia/reperfusion (I/R). Three weeks post I/R, the effect of surgical BAT-ablation on the adipocytes morphology, on the expression of uncoupling protein-1 (UCP-1) that is important for non-shivering thermogenesis and also known as a browning marker and on the expression of genes encoding for lipid metabolism were investigated in subcutaneous WAT. Three weeks post I/R, no effect of BAT-Ablation on body weight and the weight of subcutaneous WAT was detected in mice at 21°C. Also, there was no effect of BAT-ablation on the adipocytes morphology in subcutaneous WAT compared to mice with sham operation. However, UCP-1 tended to be increased in subcutaneous WAT of BAT-ablated mice. There was an overall significant increase in UCP-1-expression in subcutaneous WAT of mice at 21°C compared to 30°C. Furthermore, BAT-ablation tended to reduce the gene expression of lipolytic enzymes in subcutaneous WAT at 21°C. In contrast to 21°C, a significant increase in body weight and the weight of subcutaneous WAT was detected in BAT-ablated mice at 30°C three weeks post I/R. Consistent with this accumulation of lipids, formation of small adipocytes grouped in subcutaneous WAT was significantly reduced after BAT-ablation. In addition, the average white adipocytes size was significantly larger in sham-operated mice at 30°C compared to 21°C. At 30°C, the expression of UCP-1 in subcutaneous WAT was unaffected by BAT-ablation and virtually undetectable. Also, BAT-ablation had no effect on the gene expression of lipolytic enzymes in subcutaneous WAT. In summary, this study revealed an antilipolytic effect of surgical BAT-ablation on subcutaneous WAT, molecularly in mice at 21°C, histomorphologically in mice at 30°C. The presentation of this antilipolytic effect differently between 21°C and 30°C indicated a different, temperature-dependent time course. These results emphasized the importance of the housing temperature for animals in research, especially while translating these data to humans. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 16.06.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 16.06.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 11.12.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.06.2025 |
