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Chromaktiviert die Wirkung von Insulin. Bei Typ-1- undTyp-2-Diabetikern reflektierten verminderte Chromgehalte in Leukozyten eine verminderte Chromversorgung. Je schlechter die Diabeteseinstellung, umso niedriger ward er Chromstatus bei Typ-2-Diabetikern. Daher sollte bei diesen Patienten – besonders bei Typ-2-Diabetikern mit schlechter Einstellbarkeit – eine Chromsupplementation erwogen werden, wenn eine sichere Bestimmung der Chromversorgung nicht gewährleistet ist. Kupferionenbesitzen anti- und auch prooxidative Eigenschaften. Hohe Kupferplasmawerte korrelieren mit der Entstehung einer Arteriosklerose. Die Kupferkonzentrationen im Plasma waren bei beiden Diabetikergruppen erhöht, weitererhöhte Werte zeigten Typ-2-Diabetiker mit Hyperlipidämie oder diabetischen Folgeerkrankungen. Um das Risiko für Mikro- und Makroangiopathie oder Nephropathie zu vermindern, sollten Diabetiker eine hohe Kupferzufuhr vermeiden. Selen wirkt antioxidativ, immunstimulierend und antiatherogen. Der Selengehalt im Plasma reflektiert die Selenzufuhr. Die Selenplasmawerte waren bei beiden Diabetesgruppen geringfügig vermindert und auffällig vermindert bei Patienten mit Folgeerkrankungen. Eine selenreiche Ernährung oder Selengaben zur Prävention von Spätfolgen könnten bei Diabetikern daher sinnvoll sein. Patienten mit Nephropathie und eingeschränkter Zufuhr an tierischem, selen- und zinkreichem Protein profitieren möglicherweise von einer Selensupplementation. Zink ist an der Wundheilung, der Immunfunktion und der Aktivierung und Speicherung von Insulin beteiligt. Der Elementgehalt war beiTyp-1-Diabetikern in Leukozyten, dem bestem Indikator der Zinkversorgung, vermindert. Bei Patienten mit Nephropathie, Mikroangiopathie oder Neuropathie war das Zinkdefizit noch deutlicher ausgeprägt. Eine hochwertige, proteinreiche Ernährung könnte die Versorgungslage ver-bessern, auch eine Zinksupplementation wäre möglicherweise von Nutzen.
Point-of-Care-Tests (POCT) stellen eine Gruppe innerhalb der In-vitro-Diagnostika (IVD) dar. Die Verkehrsfähigkeit von IVD im gemeinsamen europäischen Markt wird durch das CE-Kennzeichen ausgedrückt, das die Übereinstimmung des Tests mit den Vorgaben der europäischen IVD-Richtlinie dokumentiert. POCT unterliegen prinzipiell denselben Anforderungen wie alle anderen Labor-IVD. Die CE-Kennzeichnung wird vom Hersteller angebracht, der damit bestätigt, dass das betreffende Produkt den grundlegenden Anforderungen der Richtlinie entspricht und einem in der Richtlinie vorgesehenen Konformitätsbewertungsverfahren unterzogen wurde. Der Hersteller wird bei der CE-Kennzeichnung bestimmter IVD, deren möglicherweise inkorrektes Testergebnis mit einem höheren Risiko für Patient oder Dritte verbunden sein kann, von einer benannten Stelle unterstützt. Die Marktüberwachung CE-gekennzeichneter IVD wird durch nationale Behörden wahrgenommen, die bei Vorkommnissen Maßnahmen festlegen können.
Infektionen mit dem Respiratory Syncytial Virus (RSV)sind weltweit die bedeutendsten Atemwegserkrankungenim Säuuglings- und Kindesalter. Die RS-Viren werdend urch Schmierinfektionen und Aerosole übertragen, der Mensch ist das einzige Erregerreservoir. Im Säuglings-und Kleinkindalter finden gehäuft RSV-Infektionen statt. Mit zwei Jahren sind bereits 95% der Kinder seropositiv. Maternale Antikörper gewährleisten im Säuuglingsalterkeinen ausreichenden Nestschutz. Es ist von keiner sicheren Immunität auszugehen, daher sind Reinfektionen die Regel. Der Haüfigkeitsgipfel der RSV-Infektionenliegt in den Winter- und Frühlingsmonaten. Frühgeborene, immundefiziente und immunsupprimierte Patienten können das Virus mehrere Wochen ausscheiden. RSV-Infektionen verursachen zumeist Bronchitis, Bronchiolitis oder Pneumonie. Die Methode der Wahl ist der Erregernachweis über eine Virusisolierung in der Zellkultur im akuten Erkrankungsfall. Benötigt wird Nasenspülwasser oder ein tiefer Rachenabstrich. Auf einen schnellen Transport unter gekühlten Bedingungen ist zu achten (48C). Die Antikörpernachweise (Serologie) sind die Methode der Wahl für die epidemiologischen Auswertungen und weniger für die Akutdiagnostik geeignet. Nachdem Infektionsschutzgesetz (IfSG) § 6 Abs. 3 sind dem Gesundheitsamt gehäuft auftretende RSV-Infektionen zu melden. Die Therapie erfolgt symptomatisch; in schweren Fällen kann Ribavirin als Aerosol eingesetzt werden. Eine passive Immunisierung mit humanen Antikörpern gegen RSV kann bei Kindern mit erhöhtem Infektionsrisiko i.v. verabreicht werden (RespiGam). Auch sind monoklonale Antikörper gegen RSV (Palivizumab) prophylaktisch wirksam.
Bis einschließlich 10. Januar 2006 infizierten sich in Asien rund 150 Menschen mit dem Erreger der Vogelgrippe H5N1. In sechs Ländern (Kambodscha, China, Indonesien, Thailand, Vietnam und Türkei) verstarben an der “Hühnergrippe” rund 80 Patienten. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch scheint in Einzelfällen möglich. Eine Pandemie hat der Erreger bisher nicht ausgelöst: Er wurde nicht (effektiv) von Mensch zu Mensch übertragen.
Aktuell erscheint aber eine Ausweitung der Hühnergrippe auch in Europa denkbar. Meldungen aus Rumänien im Oktober 2005 lassen eine Ausbreitung des H5N1-Erregers bei Wasservögeln vermuten. Jetzt (Stand Januar 2006) wurden auch aus der Türkei mehrere Infektionen des Menschen, davon drei Todesfälle, bekannt.
Sorge bereitet Experten die Möglichkeit eines genetischen “Reassortment” durch eine gleichzeitige Doppel-Infektion eines Wirtes (Mensch, Schwein) mit humanen und aviären Influenza-A-Viren-Erregern. Der neue Subtyp könnte bei passender Adaption an die menschlichen Zellen zu einer neuen Pandemie führen.
SUMO proteins are ubiquitin-related modifiers implicated in the regulation of gene transcription, cell cycle, DNA repair, and protein localization. The molecular mechanisms by which the sumoylation of target proteins regulates diverse cellular functions remain poorly understood. Here we report isolation and characterization of SUMO1- and SUMO2-binding motifs. Using yeast two-hybrid system, bioinformatics, and NMR spectroscopy we define a common SUMO-interacting motif (SIM) and map its binding surfaces on SUMO1 and SUMO2. This motif forms a beta-strand that could bind in parallel or antiparallel orientation to the beta2-strand of SUMO due to the environment of the hydrophobic core. A negative charge imposed by a stretch of neighboring acidic amino acids and/or phosphorylated serine residues determines its specificity in binding to distinct SUMO paralogues and can modulate the spatial orientation of SUMO-SIM interactions.
Cyclic GMP-dependent protein kinases protein kinase G (PKG) Iα and PKGIβ are major mediators of cGMP signaling in the cardiovascular system. PKGIα is present in the heart, although its role in protection against ischemia/reperfusion injury is not known. We investigated the direct effect of PKGIα against necrosis and apoptosis following simulated ischemia (SI) and reoxygenation (RO) in cardiomyocytes. Adult rat cardiomyocytes were infected with adenoviral vectors containing hPKGIα or catalytically inactive mutant hPKGIαK390A. After 24 h, the cells were subjected to 90 min of SI and 2 h RO for necrosis (trypan blue exclusion and lactate dehydrogenase release) or 18 h RO for apoptosis studies. To evaluate the role of KATP channels, subgroups of cells were treated with 5-hydroxydecanoate (100 μm), HMR1098 (30 μm), or glibenclamide (50 μm), the respective blockers of mitochondrial, sarcolemmal, or both types of KATP channels prior to SI. The necrosis observed in 33.7 ± 1.6% of total myocytes in the SI-RO control group was reduced to 18.6 ± 0.8% by PKGIα (mean ± S.E., n = 7, p < 0.001). The apoptosis observed in 17.9 ± 1.3% of total myocytes in the SI-RO control group was reduced to 6.0 ± 0.6% by PKGIα (mean ± S.E., n = 7, p < 0.001). In addition, PKGIα inhibited the activation of caspase-3 after SI-RO in myocytes. Myocytes infected with the inactive PKGIαK390A mutant showed no protection. PKGIα enhanced phosphorylation of Akt, ERK1/2, and JNK, increased Bcl-2, inducible nitric-oxide synthase, endothelial nitric-oxide synthase, and decreased Bax expression. 5-Hydroxydecanoate and glibenclamide abolished PKGIα-mediated protection against necrosis and apoptosis. However, HMR1098, had no effect. A scavenger of reactive oxygen species, as well as inhibitors of phosphatidylinositol 3-kinase, ERK, JNK1, and NOS, also blocked PKGIα-mediated protection against necrosis and apoptosis. These results show that opening of mitochondrial KATP channels and generation of reactive oxygen species, in association with phosphorylation of Akt, ERK, and JNK, and increased expression of NOS and Bcl-2, play an essential role in the protective effect of PKGIα.
CXCR4 chemokine receptor mediates prostate tumor cell adhesion through alpha5 and beta3 integrins
(2006)
The mechanisms leading to prostate cancer metastasis are not understood completely. Although there is evidence that the CXC chemokine receptor (CXCR) 4 and its ligand CXCL12 may regulate tumor dissemination, their role in prostate cancer is controversial. We examined CXCR4 expression and functionality, and explored CXCL12-triggered adhesion of prostate tumor cells to human endothelium or to extracellular matrix proteins laminin, collagen, and fibronectin. Although little CXCR4 was expressed on LNCaP and DU-145 prostate tumor cells, CXCR4 was still active, enabling the cells to migrate toward a CXCL12 gradient. CXCL12 induced elevated adhesion to the endothelial cell monolayer and to immobilized fibronectin, laminin, and collagen. Anti-CXCR4 antibodies or CXCR4 knock out significantly impaired CXCL12-triggered tumor cell binding. The effects observed did not depend on CXCR4 surface expression level. Rather, CXCR4-mediated adhesion was established by alpha5 and beta3 integrin subunits and took place in the presence of reduced p38 and p38 phosphorylation. These data show that chemoattractive mechanisms are involved in adhesion processes of prostate cancer cells, and that binding of CXCL12 to its receptor leads to enhanced expression of alpha5 and beta3 integrins. The findings provide a link between chemokine receptor expression and integrin-triggered tumor dissemination.
The genome, antigens of human cytomegalovirus (HCMV) are frequently found in prostatic carcinoma. However, whether this infection is causative or is an epiphenomenon is not clear. We therefore investigated the ability of HCMV to promote metastatic processes, defined by tumor cell adhesion to the endothelium, extracellular matrix proteins. Experiments were based on the human prostate tumor cell line PC3, either infected with the HCMV strain Hi (HCMVHi) or transfected with cDNA encoding the HCMV-specific immediate early protein IEA1 (UL123) or IEA2 (UL122). HCMVHi upregulated PC3 adhesion to the endothelium, to the extracellular matrix proteins collagen, laminin, fibronectin. The process was accompanied by enhancement of β1-integrin surface expression, elevated levels of integrin-linked kinase, phosphorylation of focal adhesion kinase. IEA1 or IEA2 did not modulate PC3 adhesion or β1-integrin expression. Based on this in vitro model, we postulate a direct association between HCMV infection, prostate tumor transmigration, which is not dependent on IEA proteins. Integrin overexpression, combined with the modulation of integrin-dependent signalling, seems to be, at least in part, responsible for a more invasive PC3Hi tumor cell phenotype. Elevated levels of c-myc found in IEA1-transfected or IEA2-transfected PC3 cell populations might promote further carcinogenic processes through accelerated cell proliferation.
Proton pumping respiratory complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) is a major component of the oxidative phosphorylation system in mitochondria and many bacteria. In mammalian cells it provides 40% of the proton motive force needed to make ATP. Defects in this giant and most complicated membrane-bound enzyme cause numerous human disorders. Yet the mechanism of complex I is still elusive. A group exhibiting redox-linked protonation that is associated with iron-sulfur cluster N2 of complex I has been proposed to act as a central component of the proton pumping machinery. Here we show that a histidine in the 49-kDa subunit that resides near iron-sulfur cluster N2 confers this redox-Bohr effect. Mutating this residue to methionine in complex I from Yarrowia lipolytica resulted in a marked shift of the redox midpoint potential of iron-sulfur cluster N2 to the negative and abolished the redox-Bohr effect. However, the mutation did not significantly affect the catalytic activity of complex I and protons were pumped with an unchanged stoichiometry of 4 H+/2e−. This finding has significant implications on the discussion about possible proton pumping mechanism for complex I.
Activation by diazoxide and inhibition by 5-hydroxydecanoate are the hallmarks of mitochondrial ATP-sensitive K+ (K(ATP)) channels. Opening of these channels is thought to trigger cytoprotection (preconditioning) through the generation of reactive oxygen species. However, we found that diazoxide-induced oxidation of the widely used reactive oxygen species indicator 2',7'-dichlorodihydrofluorescein in isolated liver and heart mitochondria was observed in the absence of ATP or K+ and therefore independent of K(ATP) channels. The response was blocked by stigmatellin, implying a role for the cytochrome bc1 complex (complex III). Diazoxide, though, did not increase hydrogen peroxide (H2O2) production (quantitatively measured with Amplex Red) in intact mitochondria, submitochondrial particles, or purified cytochrome bc1 complex. We confirmed that diazoxide inhibited succinate oxidation, but it also weakly stimulated state 4 respiration even in K+-free buffer, excluding a role for K(ATP) channels. Furthermore, we have shown previously that 5-hydroxydecanoate is partially metabolized, and we hypothesized that fatty acid metabolism may explain the ability of this putative mitochondrial K(ATP) channel blocker to inhibit diazoxide-induced flavoprotein fluorescence, commonly used as an assay of K(ATP) channel activity. Indeed, consistent with our hypothesis, we found that decanoate inhibited diazoxide-induced flavoprotein oxidation. Taken together, our data question the "mitochondrial K(ATP) channel" hypothesis of preconditioning. Diazoxide did not evoke superoxide (which dismutates to H2O2) from the respiratory chain by a direct mechanism, and the stimulatory effects of this compound on mitochondrial respiration and 2',7'-dichlorodihydrofluorescein oxidation were not due to the opening of K(ATP) channels.