Untersuchungen zur Dynamik des Glukosestoffwechsels in Wistar- und Zucker-Diabetic-Fatty-Ratten: In-vivo-/Ex-vivo-Studien zur Regulation des Pyruvatdehydrogenase-Komplexes
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Wettenberg
VVB Laufersweiler
2006
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Abkürzungen VIII
/ Einleitung 1
1.1 Diabetes mellitus 1
1.1.1 Terminus 1
1.1.2 Geschichte 1
1.1.3 Definition 1
1.1.4 Epidemiologie 2
1.1.5 Pathophysiologie 3
1.1.6 Pathogenese 4
1.1.7 Blutglukosehomöostase 7
1.1.7.a Physiologie der Blutglukosehomöostase 7
1.1.7.b Pathophysiologie der Blutglukosehomöostase 8
1.1.7.c Rolle des Pyruvatdehydrogenase-Komplexes 10
1.2 Pharmakologische Beeinflussung 14
1.2.1 Insulin 14
1.2.2 Sulfonylhamstoffe 14
1.2.3 a-Glukosidase-Hemmer 15
1.2.4 Biguanide 15
1.2.5 PPAR-Agonisten 15
1.2.6 PDK-Inhibitoren 16
1.3 Oraler Glukosetoleranztest 18
1.4 Ziele und Vorgehensweise 21
1.4.1 Glukosemetabolismus während eines oGTT 21
1.4.2 Pharmakologische Beeinflussung der Aktivität des PDH-Komplexes 22
1.5 Strukturierung der Ergebnisse 23
II Material und Methoden 24
11.1 Versuchstiere 24
11.1.1 Tierstämme 24
11.1.La Wistar-Ratte 24
11.1.1.b Zucker Diabetic Fatty (ZDF)-Ratte 24
11.1.2 Haltung der Tiere 26
11.1.3 Fütterung der Tiere 26
11.2 Methoden 27
11.2.1 in vivo Methoden 27
11.2.1 .a oGTT intraindividuell - Blutglukoseprofil 27
11.2.1 .b oGTT intraindividuell - Indirekte Kalorimetrie 28
11.2.1.c oGTT intraindividuell - renaler Glukoseverlust 31
ll.2.1.d oGTT interindividuell 31
II.2.1 .e Akuter Effekt einer ein- und zweimaligen DCA Behandlung auf
die PDH-Aktivität und die Glukoseoxidation 33
11.2.1 .f Akuter Effekt einer einmaligen DCA Behandlung auf das
Blutglukoseprofil, die Kohlenhydrat- und Fettoxidation 33
11.2.2 in vitro Methoden 34
ll.2.2.a Messung der PDH-Aktivität ex vivo 34
11.2.3 Proteinbiochemische Methoden 41
ll.2.3.a Mitochondrienpräparation 41
ll.2.3.b Proteinbestimmung 41
V
Inhaltsverzeichnis
II.2.3.C Diskontinuierliche Gelelektrophorese (SDS-PAGE) 42
ll.2.3.d Western-Blot 44
ll.2.3.e Rehybridisieren von Western-Blots 45
ll.2.3.f Antikörperfärbung 46
11.3 Klinisch chemische Analytik 48
11.3.1 Bestimmung der Stoffwechselparameter im Blut/Serum 48
ll.3.1.a Glukose 48
ll.3.1.b Laktat 48
II.3.1.C Insulin 48
ll.3.1.d Cholesterin 48
11.3.1.e Triglyceride 48
11.3.1.f Freie Fettsäuren 49
11.3.1.g Ketonkörper 49
11.3.2 Bestimmung der Stoffwechselparameter in Leber und
Skelettmuskulatur 50
ll.3.2.a Organaufarbeitung 50
II.3.2.b Bestimmung des Glykogengehaltes in Leber und
Skelettmuskulatur 50
II.3.2.C Bestimmung von ATP, Glukose-6-Phosphat (G6P), Fruktose-6-
Phosphat (F6P) in Leber und Skelettmuskulatur 50
ll.3.2.d Bestimmung des Triglyzeridgehaltes in der Leber 50
11.4 Berechnungen und Statistik 51
11.4.1 Berechnungen 51
ll.4.1.a Netto-Blutglukoseprofil 51
ll.4.1.b Fläche unter der Kurve (AUC) 51
11.4.1 .c Kohlenhydrat- und Fettoxidation 51
11.4.1.d Gesamtleberglykogen 51
11.4.1 .e Gesamtgehalt an freier Glukose 51
11.4.1. f Skelettmuskelmasse 51
11.4.1.g Glykogengehalt der Skelettmuskulatur 52
11.4.1 .h Bilanzierung von Stoffwechselparametern 52
11.4.2 Statistik 52
///. Ergebnisse 53
III. 1 oGTT bei Wistar Ratten 53
111.1.1 oGTT intraindividuell - Blutglukoseprofil 54
111.1.2 oGTT intraindividuell - Indirekte Kalorimetrie 57
111.1.3 oGTT interindividuell 60
111.1.3.1 Metabolische Parameter 61
lll.1.3.1.a Blut/Serum 61
III. 1.3.1.b Organparameter 64
III. 1.4 Bilanzierung 67
111.2 oGTT bei 8 Wochen alten ZDF-Ratten 69
111.2.1 oGTT intraindividuell - Blutglukoseprofil __ 70
Hl.2.2 oGTT intraindividuell - Indirekte Kalorimetrie 72
Hl.2.3 oGTT intraindividuell - Renaler Glukoseverlust 74
111.2.4 oGTT interindividuell _ 75
III.2.4.1 Metabolische Parameter . 76
lll.2.4.1.a Blut/Serum 76
lll.2.4.1.b Organparameter 80
VI
Inhaltsverzeichnis
111.2.4.2 Bilanzierung 87
IM.2.4.3 Biochemische Parameter 91
lll.2.4.3.a PDH-Aktivität 91
lll.2.4.3.b PDK4 - Proteinmenge 94
III.2.4.3.C PDH E1a/ß - Proteinmenge 96
111.3 oGTT bei 16 Wochen alten ZDF-Ratten 97
111.3.1 oGTT intraindividuell - Blutglukoseprofil 97
IM.3.2 oGTT intraindividuell - Indirekte Kalorimetrie 99
111.3.3 oGTT intraindividuell - Renaler Glukoseverlust 101
111.3.4 oGTT interindividuell 102
111.3.4.1 Metabolische Parameter 103
lll.3.4.1.a Blut/Serum 103
lll.3.4.1.b Organparameter 107
111.3.4.2 Bilanzierung 114
111.3.4.3 Biochemische Parameter 117
lll.3.4.3.a PDH-Aktivität 117
lll.3.4.3.b PDK4 - Proteinmenge 120
III.3.4.3.C PDK2 - Proteinmenge 122
lll.3.4.3.d PDH E1a/ß - Proteinmenge 123
111.4 DCA Studien 124
111.4.1 Akuter Effekt einer ein- und zweimaligen DCA Behandlung auf
die PDH-Aktivität und die Glukoseoxidation 124
111.4.2 Akuter Effekt einer einmaligen DCA Behandlung auf das
Blutglukoseprofil, die Kohlenhydrat- und Fettoxidation 130
IV Diskussion 137
IV.1 in vivo Ergebnisse - oGTT 138
IV. 1.1 oGTT - Wistar Ratten 138
IV.1.2 oGTT - 8 Wochen alte ZDF-Ratten 141
IV. 1.3 oGTT- 16 Wochen alte ZDF-Ratten 144
IV.2 Biochemische Parameter 148
Schlussfolgerungen aus den in vivo und ex vivo Analysen 153
IV.3 Pharmakologische Studien mit DCA 154
IV.4 Ausblick 158
V Zusammenfassung 160
VI Literaturverzeichnis 165
VII Danksagung 177
VII
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