@article{EngelSchraplauWochatzetal.2021,
  author    = {Engel, Tilman and Schraplau, Anne and Wochatz, Monique and Kopinski, Stephan and Sonnenburg, Dominik and Schom{\"o}ller, Anne and Risch, Lucie and Kaplick, Hannes and Mayer, Frank},
  title     = {Feasability of An Eccentric Isokinetic Protocol to Induce Trunk Muscle Damage: A Pilot Study},
  series = {Sports Medicine International Open},
  volume    = {6},
  journal   = {Sports Medicine International Open},
  edition   = {1},
  publisher = {Thieme},
  address   = {Stuttgart},
  issn      = {2367-1890},
  doi       = {10.1055/a-1757-6724},
  pages     = {E9 -- E17},
  year      = {2021},
  abstract  = {Eccentric exercise is discussed as a treatment option for clinical populations, but specific responses in terms of muscle damage and systemic inflammation after repeated loading of large muscle groups have not been conclusively characterized. Therefore, this study tested the feasibility of an isokinetic protocol for repeated maximum eccentric loading of the trunk muscles. Nine asymptomatic participants (5 f/4 m; 34±6 yrs; 175±13 cm; 76±17 kg) performed three isokinetic 2-minute all-out trunk strength tests (1x concentric (CON), 2x eccentric (ECC1, ECC2), 2 weeks apart; flexion/extension, 60°/s, ROM 55°). Outcomes were peak torque, torque decline, total work, and indicators of muscle damage and inflammation (over 168 h). Statistics were done using the Friedman test (Dunn's post-test). For ECC1 and ECC2, peak torque and total work were increased and torque decline reduced compared to CON. Repeated ECC bouts yielded unaltered torque and work outcomes. Muscle damage markers were highest after ECC1 (soreness 48 h, creatine kinase 72 h; p<0.05). Their overall responses (area under the curve) were abolished post-ECC2 compared to post-ECC1 (p<0.05). Interleukin-6 was higher post-ECC1 than CON, and attenuated post-ECC2 (p>0.05). Interleukin-10 and tumor necrosis factor-α were not detectable. All markers showed high inter-individual variability. The protocol was feasible to induce muscle damage indicators after exercising a large muscle group, but the pilot results indicated only weak systemic inflammatory responses in asymptomatic adults.},
  language  = {en}
}
@misc{EngelSchraplauWochatzetal.2021,
  author    = {Engel, Tilman and Schraplau, Anne and Wochatz, Monique and Kopinski, Stephan and Sonnenburg, Dominik and Schom{\"o}ller, Anne and Risch, Lucie and Kaplick, Hannes and Mayer, Frank},
  title     = {Feasability of An Eccentric Isokinetic Protocol to Induce Trunk Muscle Damage: A Pilot Study},
  series = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  issn      = {1866-8364},
  doi       = {10.25932/publishup-55740},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-557409},
  pages     = {E9 -- E17},
  year      = {2021},
  abstract  = {Eccentric exercise is discussed as a treatment option for clinical populations, but specific responses in terms of muscle damage and systemic inflammation after repeated loading of large muscle groups have not been conclusively characterized. Therefore, this study tested the feasibility of an isokinetic protocol for repeated maximum eccentric loading of the trunk muscles. Nine asymptomatic participants (5 f/4 m; 34±6 yrs; 175±13 cm; 76±17 kg) performed three isokinetic 2-minute all-out trunk strength tests (1x concentric (CON), 2x eccentric (ECC1, ECC2), 2 weeks apart; flexion/extension, 60°/s, ROM 55°). Outcomes were peak torque, torque decline, total work, and indicators of muscle damage and inflammation (over 168 h). Statistics were done using the Friedman test (Dunn's post-test). For ECC1 and ECC2, peak torque and total work were increased and torque decline reduced compared to CON. Repeated ECC bouts yielded unaltered torque and work outcomes. Muscle damage markers were highest after ECC1 (soreness 48 h, creatine kinase 72 h; p<0.05). Their overall responses (area under the curve) were abolished post-ECC2 compared to post-ECC1 (p<0.05). Interleukin-6 was higher post-ECC1 than CON, and attenuated post-ECC2 (p>0.05). Interleukin-10 and tumor necrosis factor-α were not detectable. All markers showed high inter-individual variability. The protocol was feasible to induce muscle damage indicators after exercising a large muscle group, but the pilot results indicated only weak systemic inflammatory responses in asymptomatic adults.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klauder2021,
  author    = {Klauder, Julia},
  title     = {Makrophagenaktivierung durch Hyperinsulin{\"a}mie als Ausl{\"o}ser eines Teufelkreises der Entz{\"u}ndung im Kontext des metabolischen Syndroms},
  doi       = {10.25932/publishup-52019},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-520199},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IX, 227},
  year      = {2021},
  abstract  = {Insulinresistenz ist ein zentraler Bestandteil des metabolischen Syndroms und tr{\"a}gt maßgeblich zur Ausbildung eines Typ-2-Diabetes bei. Eine m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r die Entstehung von Insulinresistenz ist eine chronische unterschwellige Entz{\"u}ndung, welche ihren Ursprung im Fettgewebe {\"u}bergewichtiger Personen hat. Eingewanderte Makrophagen produzieren vermehrt pro-inflammatorische Mediatoren, wie Zytokine und Prostaglandine, wodurch die Konzentrationen dieser Substanzen sowohl lokal als auch systemisch erh{\"o}ht sind. Dar{\"u}ber hinaus weisen {\"u}bergewichtige Personen einen gest{\"o}rten Fetts{\"a}uremetabolismus und eine erh{\"o}hte Darmpermeabilit{\"a}t auf. Ein gesteigerter Flux an freien Fetts{\"a}uren vom Fettgewebe in andere Organe f{\"u}hrt zu einer lokalen Konzentrationssteigerung in diesen Organen. Eine erh{\"o}hte Darmpermeabilit{\"a}t erleichtert das Eindringen von Pathogenen und anderer k{\"o}rperfremder Substanzen in den K{\"o}rper. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob hohe Konzentrationen von Insulin, des bakteriellen Bestandteils Lipopolysaccharid (LPS) oder der freien Fetts{\"a}ure Palmitat eine Entz{\"u}ndungsreaktion in Makrophagen ausl{\"o}sen oder verst{\"a}rken k{\"o}nnen und ob diese Entz{\"u}ndungsantwort zur Ausbildung einer Insulinresistenz beitragen kann. Weiterhin sollte untersucht werden, ob Metabolite und Signalsubstanzen, deren Konzentrationen beim metabolischen Syndrom erh{\"o}ht sind, die Produktion des Prostaglandins (PG) E2 beg{\"u}nstigen k{\"o}nnen und ob dieses wiederum die Entz{\"u}ndungsreaktion und seine eigene Produktion in Makrophagen regulieren kann. Um den Einfluss dieser Faktoren auf die Produktion pro-inflammatorischer Mediatoren in Makrophagen zu untersuchen, wurden Monozyten-artigen Zelllinien und prim{\"a}re humane Monozyten, welche aus dem Blut gesunder Probanden isoliert wurden, in Makrophagen differenziert und mit Insulin, LPS, Palmitat und/ oder PGE2 inkubiert. {\"U}berdies wurden prim{\"a}re Hepatozyten der Ratte isoliert und mit {\"U}berst{\"a}nden Insulin-stimulierter Makrophagen inkubiert, um zu untersuchen, ob die Entz{\"u}ndungsanwort in Makrophagen an der Ausbildung einer Insulinresistenz in Hepatozyten beteiligt ist. Insulin induzierte die Expression pro-inflammatorischer Zytokine in Makrophagen-artigen Zelllinien wahrscheinlich vorrangig {\"u}ber den Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K)-Akt-Signalweg mit anschließender Aktiverung des Transkriptionsfaktors NF-κB (nuclear factor 'kappa-light-chain-enhancer' of activated B-cells). Die dabei ausgesch{\"u}tteten Zytokine hemmten in prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte die Insulin-induzierte Expression der Glukokinase durch {\"U}berst{\"a}nde Insulin-stimulierter Makrophagen. Auch LPS oder Palmitat, deren lokale Konzentrationen im Zuge des metabolischen Syndroms erh{\"o}ht sind, waren in der Lage, die Expression pro-inflammatorischer Zytokine in Makrophagen-artigen Zelllinien zu stimulieren. W{\"a}hrend LPS seine Wirkung, laut Literatur, unbestritten {\"u}ber eine Aktivierung des Toll-{\"a}hnlichen Rezeptors (toll-like receptor; TLR) 4 vermittelt, scheint Palmitat jedoch weitestgehend TLR4-unabh{\"a}ngig wirken zu k{\"o}nnen. Vielmehr schien die de novo-Ceramidsynthese eine entscheidene Rolle zu spielen. Dar{\"u}ber hinaus verst{\"a}rkte Insulin sowohl die LPS- als auch die Palmitat-induzierte Ent-z{\"u}ndungsantwort in beiden Zelllinien. Die in Zelllinien gewonnenen Ergebnisse wurden gr{\"o}ßtenteils in prim{\"a}ren humanen Makrophagen best{\"a}tigt. Desweiteren induzierten sowohl Insulin als auch LPS oder Palmitat die Produktion von PGE2 in den untersuchten Makrophagen. Die Daten legen nahe, dass dies auf eine gesteigerte Expression PGE2-synthetisierender Enzyme zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. PGE2 wiederum hemmte auf der einen Seite die Stimulus-abh{\"a}ngige Expression des pro-inflammatorischen Zytokins Tumornekrosefaktor (TNF) α in U937-Makrophagen. Auf der anderen Seite verst{\"a}rkte es jedoch die Expression der pro-inflammatorischen Zytokine Interleukin- (IL-) 1β und IL-8. Dar{\"u}ber hinaus verst{\"a}rkte es die Expression von IL-6-Typ-Zytokinen, welche sowohl pro- als auch anti-inflammatorisch wirken k{\"o}nnen. Außerdem vest{\"a}rkte PGE2 die Expression PGE2-synthetisierender Enzyme. Es scheint daher in der Lage zu sein, seine eigene Synthese zu verst{\"a}rken. Zusammenfassend kann die Freisetzung pro-inflammatorischer Mediatoren aus Makro-phagen im Zuge einer Hyperinsulin{\"a}mie die Entstehung einer Insulinresistenz beg{\"u}nstigen. Insulin ist daher in der Lage, einen Teufelskreis der immer st{\"a}rker werdenden Insulin-resistenz in Gang zu setzen. Auch Metabolite und Signalsubstanzen, deren Konzentrationen beim metabolischen Syndrom erh{\"o}ht sind (zum Beispiel LPS, freie Fetts{\"a}uren und PGE2), l{\"o}sten Entz{\"u}ndungsantworten in Makrophagen aus. Das wechselseitige Zusammenspiel von Insulin und diesen Metaboliten und Signalsubstanzen l{\"o}ste eine st{\"a}rkere Entz{\"u}ndungsantwort in Makrophagen aus als jeder der Einzelkomponenten. Die dadurch freigesetzten Zytokine k{\"o}nnten zur Manifestation einer Insulinresistenz und des metabolischen Syndroms beitragen.},
  language  = {de}
}
@misc{HenkelOberlaenderKlauderStatzetal.2021,
  author    = {Henkel-Oberl{\"a}nder, Janin and Klauder, Julia and Statz, Meike and Wohlenberg, Anne-Sophie and Kuipers, Sonja and Vahrenbrink, Madita},
  title     = {Enhanced Palmitate-Induced Interleukin-8 Formation in Human Macrophages by Insulin or Prostaglandin E₂},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {1149},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-51837},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-518377},
  pages     = {12},
  year      = {2021},
  abstract  = {Macrophages in pathologically expanded dysfunctional white adipose tissue are exposed to a mix of potential modulators of inflammatory response, including fatty acids released from insulin-resistant adipocytes, increased levels of insulin produced to compensate insulin resistance, and prostaglandin E₂ (PGE₂) released from activated macrophages. The current study addressed the question of how palmitate might interact with insulin or PGE₂ to induce the formation of the chemotactic pro-inflammatory cytokine interleukin-8 (IL-8). Human THP-1 cells were differentiated into macrophages. In these macrophages, palmitate induced IL-8 formation. Insulin enhanced the induction of IL-8 formation by palmitate as well as the palmitate-dependent stimulation of PGE₂ synthesis. PGE₂ in turn elicited IL-8 formation on its own and enhanced the induction of IL-8 release by palmitate, most likely by activating the EP4 receptor. Since IL-8 causes insulin resistance and fosters inflammation, the increase in palmitate-induced IL-8 formation that is caused by hyperinsulinemia and locally produced PGE₂ in chronically inflamed adipose tissue might favor disease progression in a vicious feed-forward cycle.},
  language  = {en}
}
@article{HenkelOberlaenderKlauderStatzetal.2021,
  author    = {Henkel-Oberl{\"a}nder, Janin and Klauder, Julia and Statz, Meike and Wohlenberg, Anne-Sophie and Kuipers, Sonja and Vahrenbrink, Madita and P{\"u}schel, Gerhard},
  title     = {Enhanced Palmitate-Induced Interleukin-8 Formation in Human Macrophages by Insulin or Prostaglandin E₂},
  series = {Biomedicines : open access journal},
  volume    = {9},
  journal   = {Biomedicines : open access journal},
  number    = {5},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2227-9059},
  doi       = {10.3390/biomedicines9050449},
  pages     = {10},
  year      = {2021},
  abstract  = {Macrophages in pathologically expanded dysfunctional white adipose tissue are exposed to a mix of potential modulators of inflammatory response, including fatty acids released from insulin-resistant adipocytes, increased levels of insulin produced to compensate insulin resistance, and prostaglandin E₂ (PGE₂) released from activated macrophages. The current study addressed the question of how palmitate might interact with insulin or PGE₂ to induce the formation of the chemotactic pro-inflammatory cytokine interleukin-8 (IL-8). Human THP-1 cells were differentiated into macrophages. In these macrophages, palmitate induced IL-8 formation. Insulin enhanced the induction of IL-8 formation by palmitate as well as the palmitate-dependent stimulation of PGE₂ synthesis. PGE₂ in turn elicited IL-8 formation on its own and enhanced the induction of IL-8 release by palmitate, most likely by activating the EP4 receptor. Since IL-8 causes insulin resistance and fosters inflammation, the increase in palmitate-induced IL-8 formation that is caused by hyperinsulinemia and locally produced PGE₂ in chronically inflamed adipose tissue might favor disease progression in a vicious feed-forward cycle.},
  language  = {en}
}
@article{HenkelKlauderStatzetal.2021,
  author    = {Henkel, Janin and Klauder, Julia and Statz, Meike and Wohlenberg, Anne-Sophie and Kuipers, Sonja and Vahrenbrink, Madita and P{\"u}schel, Gerhard Paul},
  title     = {Enhanced Palmitate-Induced Interleukin-8 Formation in Human Macrophages by Insulin or Prostaglandin E-2},
  series = {Biomedicines},
  volume    = {9},
  journal   = {Biomedicines},
  number    = {5},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2227-9059},
  doi       = {10.3390/biomedicines9050449},
  pages     = {10},
  year      = {2021},
  abstract  = {Macrophages in pathologically expanded dysfunctional white adipose tissue are exposed to a mix of potential modulators of inflammatory response, including fatty acids released from insulin-resistant adipocytes, increased levels of insulin produced to compensate insulin resistance, and prostaglandin E-2 (PGE(2)) released from activated macrophages. The current study addressed the question of how palmitate might interact with insulin or PGE(2) to induce the formation of the chemotactic pro-inflammatory cytokine interleukin-8 (IL-8). Human THP-1 cells were differentiated into macrophages. In these macrophages, palmitate induced IL-8 formation. Insulin enhanced the induction of IL-8 formation by palmitate as well as the palmitate-dependent stimulation of PGE(2) synthesis. PGE(2) in turn elicited IL-8 formation on its own and enhanced the induction of IL-8 release by palmitate, most likely by activating the EP4 receptor. Since IL-8 causes insulin resistance and fosters inflammation, the increase in palmitate-induced IL-8 formation that is caused by hyperinsulinemia and locally produced PGE(2) in chronically inflamed adipose tissue might favor disease progression in a vicious feed-forward cycle.},
  language  = {en}
}
@article{SchellWardelmannKleinridders2021,
  author    = {Schell, Mareike and Wardelmann, Kristina and Kleinridders, Andre},
  title     = {Untangling the effect of insulin action on brain mitochondria and metabolism},
  series = {Journal of neuroendocrinology},
  volume    = {33},
  journal   = {Journal of neuroendocrinology},
  number    = {4},
  publisher = {Wiley},
  address   = {Hoboken},
  issn      = {0953-8194},
  doi       = {10.1111/jne.12932},
  pages     = {14},
  year      = {2021},
  abstract  = {The regulation of energy homeostasis is controlled by the brain and, besides requiring high amounts of energy, it relies on functional insulin/insulin-like growth factor (IGF)-1 signalling in the central nervous system. This energy is mainly provided by mitochondria in form of ATP. Thus, there is an intricate interplay between mitochondrial function and insulin/IGF-1 action to enable functional brain signalling and, accordingly, propagate a healthy metabolism. To adapt to different nutritional conditions, the brain is able to sense the current energy status via mitochondrial and insulin signalling-dependent pathways and exerts an appropriate metabolic response. However, regional, cell type and receptor-specific consequences of this interaction occur and are linked to diverse outcomes such as altered nutrient sensing, body weight regulation or even cognitive function. Impairments of this cross-talk can lead to obesity and glucose intolerance and are linked to neurodegenerative diseases, yet they also induce a self-sustainable, dysfunctional 'metabolic triangle' characterised by insulin resistance, mitochondrial dysfunction and inflammation in the brain. The identification of causal factors deteriorating insulin action, mitochondrial function and concomitantly a signature of metabolic stress in the brain is of utter importance to offer novel mechanistic insights into development of the continuously rising prevalence of non-communicable diseases such as type 2 diabetes and neurodegeneration. This review aims to determine the effect of insulin action on brain mitochondrial function and energy metabolism. It precisely outlines the interaction and differences between insulin action, insulin-like growth factor (IGF)-1 signalling and mitochondrial function; distinguishes between causality and association; and reveals its consequences for metabolism and cognition. We hypothesise that an improvement of at least one signalling pathway can overcome the vicious cycle of a self-perpetuating metabolic dysfunction in the brain present in metabolic and neurodegenerative diseases.},
  language  = {en}
}
@article{SchellChudobaLeboucheretal.2020,
  author    = {Schell, Mareike and Chudoba, Chantal and Leboucher, Antoine and Alfine, Eugenia and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Weiper, Katharina and Wernitz, Andreas and Henkel, Janin and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Interplay of Dietary Fatty Acids and Cholesterol Impacts Brain Mitochondria and Insulin Action},
  series = {Nutrients},
  volume    = {12},
  journal   = {Nutrients},
  number    = {5},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2072-6643},
  doi       = {10.3390/nu12051518},
  pages     = {22},
  year      = {2020},
  abstract  = {Overconsumption of high-fat and cholesterol-containing diets is detrimental for metabolism and mitochondrial function, causes inflammatory responses and impairs insulin action in peripheral tissues. Dietary fatty acids can enter the brain to mediate the nutritional status, but also to influence neuronal homeostasis. Yet, it is unclear whether cholesterol-containing high-fat diets (HFDs) with different combinations of fatty acids exert metabolic stress and impact mitochondrial function in the brain. To investigate whether cholesterol in combination with different fatty acids impacts neuronal metabolism and mitochondrial function, C57BL/6J mice received different cholesterol-containing diets with either high concentrations of long-chain saturated fatty acids or soybean oil-derived poly-unsaturated fatty acids. In addition, CLU183 neurons were stimulated with combinations of palmitate, linoleic acid and cholesterol to assess their effects on metabolic stress, mitochondrial function and insulin action. The dietary interventions resulted in a molecular signature of metabolic stress in the hypothalamus with decreased expression of occludin and subunits of mitochondrial electron chain complexes, elevated protein carbonylation, as well as c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation. Palmitate caused mitochondrial dysfunction, oxidative stress, insulin and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) resistance, while cholesterol and linoleic acid did not cause functional alterations. Finally, we defined insulin receptor as a novel negative regulator of metabolically stress-induced JNK activation.},
  language  = {en}
}
@misc{SchellChudobaLeboucheretal.2020,
  author    = {Schell, Mareike and Chudoba, Chantal and Leboucher, Antoine and Alfine, Eugenia and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Weiper, Katharina and Wernitz, Andreas and Henkel, Janin and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Interplay of Dietary Fatty Acids and Cholesterol Impacts Brain Mitochondria and Insulin Action},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {946},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-47077},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470773},
  pages     = {24},
  year      = {2020},
  abstract  = {Overconsumption of high-fat and cholesterol-containing diets is detrimental for metabolism and mitochondrial function, causes inflammatory responses and impairs insulin action in peripheral tissues. Dietary fatty acids can enter the brain to mediate the nutritional status, but also to influence neuronal homeostasis. Yet, it is unclear whether cholesterol-containing high-fat diets (HFDs) with different combinations of fatty acids exert metabolic stress and impact mitochondrial function in the brain. To investigate whether cholesterol in combination with different fatty acids impacts neuronal metabolism and mitochondrial function, C57BL/6J mice received different cholesterol-containing diets with either high concentrations of long-chain saturated fatty acids or soybean oil-derived poly-unsaturated fatty acids. In addition, CLU183 neurons were stimulated with combinations of palmitate, linoleic acid and cholesterol to assess their effects on metabolic stress, mitochondrial function and insulin action. The dietary interventions resulted in a molecular signature of metabolic stress in the hypothalamus with decreased expression of occludin and subunits of mitochondrial electron chain complexes, elevated protein carbonylation, as well as c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation. Palmitate caused mitochondrial dysfunction, oxidative stress, insulin and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) resistance, while cholesterol and linoleic acid did not cause functional alterations. Finally, we defined insulin receptor as a novel negative regulator of metabolically stress-induced JNK activation.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{HenkelOberlaender2020,
  author    = {Henkel-Oberl{\"a}nder, Janin},
  title     = {Einfluss von Prostaglandin E2 auf die Entstehung von Insulinresistenz und die Regulation der Entz{\"u}ndungsantwort bei der Di{\"a}t-induzierten nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung},
  pages     = {171},
  year      = {2020},
  abstract  = {Weltweit sind fast 40 \% der Bev{\"o}lkerung {\"u}bergewichtig und die Pr{\"a}valenz von Adipositas, Insulinresistenz und den resultierenden Folgeerkrankungen wie dem Metabolischen Syndrom und Typ-2-Diabetes steigt rapide an. Als h{\"a}ufigste Ursachen werden di{\"a}tetisches Fehlverhalten und mangelnde Bewegung angesehen. Die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD), deren Hauptcharakteristikum die exzessive Akkumulation von Lipiden in der Leber ist, korreliert mit dem Body Mass Index (BMI). NAFLD wird als hepatische Manifestation des Metabolischen Syndroms angesehen und ist inzwischen die h{\"a}ufigste Ursache f{\"u}r Leberfunktionsst{\"o}rungen. Die Erkrankung umfasst sowohl die benigne hepatische Steatose (Fettleber) als auch die progressive Form der nicht-alkoholischen Steatohepatitis (NASH), bei der die Steatose von Entz{\"u}ndung und Fibrose begleitet ist. Die Ausbildung einer NASH erh{\"o}ht das Risiko, ein hepatozellul{\"a}res Karzinom (HCC) zu entwickeln und kann zu irreversibler Leberzirrhose und terminalem Organversagen f{\"u}hren. Nahrungsbestandteile wie Cholesterol und Fett-reiche Di{\"a}ten werden als m{\"o}gliche Faktoren diskutiert, die den {\"U}bergang einer einfachen Fettleber zur schweren Verlaufsform der Steatohepatitis / NASH beg{\"u}nstigen. Eine Ausdehnung des Fettgewebes wird von Insulinresistenz und einer niedrig-gradigen chronischen Entz{\"u}ndung des Fettgewebes begleitet. Neben Endotoxinen aus dem Darm gelangen Entz{\"u}ndungsmediatoren aus dem Fettgewebe zur Leber. Als Folge werden residente Makrophagen der Leber, die Kupfferzellen, aktiviert, die eine Entz{\"u}ndungsantwort initiieren und weitere pro-inflammatorische Mediatoren freisetzen, zu denen Chemokine, Cytokine und Prostanoide wie Prostaglandin E2 (PGE2) geh{\"o}ren. In dieser Arbeit soll aufgekl{\"a}rt werden, welchen Beitrag PGE2 an der Ausbildung von Insulinresistenz, hepatischer Steatose und Entz{\"u}ndung im Rahmen von Di{\"a}t-induzierter NASH im komplexen Zusammenspiel mit der Regulation der Cytokin-Produktion und anderen Co-Faktoren wie Hyperinsulin{\"a}mie und Hyperlipid{\"a}mie hat. In murinen und humanen Makrophagen-Populationen wurde untersucht, welche Faktoren die Bildung von PGE2 f{\"o}rdern und wie PGE2 die Entz{\"u}ndungsantwort aktivierter Makrophagen reguliert. In prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte sowie in isolierten humanen Hepatozyten und Zelllinien wurde der Einfluss von PGE2 allein und in Kombination mit Cytokinen, deren Bildung durch PGE2 beeinflusst werden kann, auf die Insulin-abh{\"a}ngige Regulation des Glucose- und Lipid-stoffwechsels untersucht. Um den Einfluss von PGE2 im komplexen Zusammenspiel der Zelltypen in der Leber und im Gesamtorganismus zu erfassen, wurden M{\"a}use, in denen die PGE2-Synthese durch die Deletion der mikrosomalen PGE-Synthase 1 (mPGES1) vermindert war, mit einer NASH-induzierenden Di{\"a}t gef{\"u}ttert. In Lebern von Patienten mit NASH oder in M{\"a}usen mit Di{\"a}t-induzierter NASH war die Expression der PGE2-synthetisierenden Enzyme Cyclooxygenase 2 (COX2) und mPGES1 sowie die Bildung von PGE2 im Vergleich zu gesunden Kontrollen gesteigert und korrelierte mit dem Schweregrad der Lebererkrankung. In prim{\"a}ren Makrophagen aus den Spezies Mensch, Maus und Ratte sowie in humanen Makrophagen-Zelllinien war die Bildung pro-inflammatorischer Mediatoren wie Chemokinen, Cytokinen und Prostaglandinen wie PGE2 verst{\"a}rkt, wenn die Zellen mit Endotoxinen wie Lipopolysaccharid (LPS), Fetts{\"a}uren wie Palmitins{\"a}ure, Cholesterol und Cholesterol-Kristallen oder Insulin, das als Folge der kompensatorischen Hyperinsulin{\"a}mie bei Insulinresistenz verst{\"a}rkt freigesetzt wird, inkubiert wurden. Insulin steigerte dabei synergistisch mit LPS oder Palmitins{\"a}ure die Synthese von PGE2 sowie der anderen Entz{\"u}ndungsmediatoren wie Interleukin (IL) 8 und IL-1β. PGE2 reguliert die Entz{\"u}ndungsantwort: Neben der Induktion der eigenen Synthese-Enzyme verst{\"a}rkte PGE2 die Expression der Immunzell-rekrutierenden Chemokine IL-8 und (C-C-Motiv)-Ligand 2 (CCL2) sowie die der pro-inflammatorischen Cytokine IL-1β und IL-6 in Makrophagen und kann so zur Verst{\"a}rkung der Entz{\"u}ndungsreaktion beitragen. Außerdem f{\"o}rderte PGE2 die Bildung von Oncostatin M (OSM) und OSM induzierte in einer positiven R{\"u}ckkopplungsschleife die Expression der PGE2-synthetisierenden Enzyme. Andererseits hemmte PGE2 die basale und LPS-vermittelte Bildung des potenten pro-inflammatorischen Cytokins Tumornekrosefaktor α (TNFα) und kann so die Entz{\"u}ndungsreaktion abschw{\"a}chen. In prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte und humanen Hepatozyten beeintr{\"a}chtigte PGE2 direkt die Insulin-abh{\"a}ngige Aktivierung der Insulinrezeptor-Signalkette zur Steigerung der Glucose-Verwertung, in dem es durch Signalketten, die den verschiedenen PGE2-Rezeptoren nachgeschaltet sind, Kinasen wie ERK1/2 und IKKβ aktivierte und eine inhibierende Serin-Phosphorylierung der Insulinrezeptorsubstrate bewirkte. PGE2 verst{\"a}rkte außerdem die IL-6- oder OSM-vermittelte Insulinresistenz und Steatose in prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte. Die Wirkung von PGE2 im Gesamtorganismus sollte in M{\"a}usen mit Di{\"a}t-induzierter NASH untersucht werden. Die F{\"u}tterung einer Hochfett-Di{\"a}t mit Schmalz als Fettquelle, das vor allem ges{\"a}ttigte Fetts{\"a}uren enth{\"a}lt, verursachte Fettleibigkeit, Insulinresistenz und eine hepatische Steatose in Wildtyp-M{\"a}usen. In Tieren, die eine Hochfett-Di{\"a}t mit Soja{\"o}l als Fettquelle, das vor allem (ω-6)-mehrfach-unges{\"a}ttigte Fetts{\"a}uren (PUFAs) enth{\"a}lt, oder eine Niedrigfett-Di{\"a}t mit Cholesterol erhielten, war lediglich eine hepatische Steatose nachweisbar, jedoch keine verst{\"a}rkte Gewichtszunahme im Vergleich zu Geschwistertieren, die eine Standard-Di{\"a}t bekamen. Im Gegensatz dazu verursachte die F{\"u}tterung einer Hochfett-Di{\"a}t mit PUFA-reichem Soja{\"o}l als Fettquelle in Kombination mit Cholesterol sowohl Fettleibigkeit und Insulinresistenz als auch hepatische Steatose mit Hepatozyten-Hypertrophie, lobul{\"a}rer Entz{\"u}ndung und beginnender Fibrose in Wildtyp-M{\"a}usen. Diese Tiere spiegelten alle klinischen und histologischen Parameter der humanen NASH im Metabolischen Syndrom wider. Nur die Kombination von hohen Mengen unges{\"a}ttigter Fetts{\"a}uren aus Soja{\"o}l und Cholesterol in der Nahrung f{\"u}hrte zu einer exzessiven Akkumulation des Cholesterols und der Bildung von Cholesterol-Kristallen in den Hepatozyten, die zur Sch{\"a}digung der Mitochondrien, schwerem oxidativem Stress und schließlich zum Absterben der Zellen f{\"u}hrten. Als Konsequenz phagozytieren Kupfferzellen die Zelltr{\"u}mmer der Cholesterol-{\"u}berladenen Hepatozyten, werden dadurch aktiviert, setzen Chemokine, Cytokine und PGE2 frei, die die Entz{\"u}ndungsreaktion verst{\"a}rken und die Infiltration von weiteren Immunzellen initiieren k{\"o}nnen und verursachen so eine Progression zur Steatohepatitis (NASH). Die Deletion der mikrosomalen PGE-Synthase 1 (mPGES1), dem induzierbaren Enzym der PGE2-Synthese aus Cyclooxygenase-abh{\"a}ngigen Vorstufen, reduzierte die Di{\"a}t-abh{\"a}ngige Bildung von PGE2 in der Leber. Die F{\"u}tterung der NASH-induzierenden Di{\"a}t verursachte in Wildtyp- und mPGES1-defizienten M{\"a}usen eine {\"a}hnliche Fettleibigkeit und Zunahme der Fettmasse sowie die Ausbildung von hepatischer Steatose mit Entz{\"u}ndung und Fibrose (NASH) im histologischen Bild. In mPGES1-defizienten M{\"a}usen waren jedoch Parameter f{\"u}r die Infiltration von Entz{\"u}ndungszellen und die Di{\"a}t-abh{\"a}ngige Sch{\"a}digung der Leber im Vergleich zu Wildtyp-Tieren erh{\"o}ht, was sich auch in einer st{\"a}rkeren Di{\"a}t-induzierten systemischen Insulinresistenz widerspiegelte. Die Bildung des pro-inflammatorischen und pro-apoptotischen Cytokins TNFα war in mPGES1-defizienten M{\"a}usen durch die Aufhebung der negativen R{\"u}ckkopplungshemmung verst{\"a}rkt, was einen gesteigerten Di{\"a}t-induzierten Zelluntergang gestresster Lipid-{\"u}berladener Hepatozyten und eine nach-geschaltete Entz{\"u}ndungsantwort zur Folge hatte. Zusammenfassend wurde unter den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen in vivo eine anti-inflammatorische Rolle von PGE2 verifiziert, da das Prostanoid vor allem indirekt durch die Hemmung der TNFα-vermittelten Entz{\"u}ndungsreaktion die Sch{\"a}digung der Leber, die Verst{\"a}rkung der Entz{\"u}ndung und die Ausbildung von Insulinresistenz im Rahmen der Di{\"a}t-abh{\"a}ngigen Fettlebererkrankung abschw{\"a}chte.},
  language  = {de}
}