Ein möglicher Weg zur Neubildung von Kapillaren erfolgt durch die sogenannte Angiogenese, die die Bildung von neuen Blutgefäßen durch Teilung oder Aussprossung von bereits vorhandenen Blutgefäßen beschreibt.
Mittlerweile konnte jedoch nachgewiesen werden, dass auch im bereits adulten Organismus neue Blutgefäße durch Vaskulogenese, einem Prozess bei dem Blutgefäße durch endotheliale Stammzellen neu gebildet werden. In dem meisten Fällen erfolgt das Wachstum von Gefäßen im menschlichen Körper jedoch durch eine Kombination aus Angiogenese und (postnataler) Vaskulogenese, bei der im Blutstrom zirkulierende endotheliale Progenitorzellen (EPCs) eine entscheidende Rolle spielen.
Diese 1997 durch eine Forschungsgruppe um ASAHARA et al. beschriebenen Vorläuferzellen haben die Fähigkeit zum postnatalen Gefäßwachstum und zur Reparatur beschädigter Gefäße beitragen zu können.
Innerhalb der Stammzellnische des Knochenmarks verharren die EPCs gebunden an Adhäsionsmoleküle, bis sie durch entsprechende Stimuli, wie beispielsweise durch akute Verletzungen, Gewebsischämie, Tumorangiogenese oder Myokardinfarkt, aktiviert werden und zu den Regionen unterversorgten Gewebes migrieren und proliferieren, wobei sich die Anzahl der EPCs im peripheren Blut um das 50-fache erhöhen kann.
Somit stellen Ischämie und Hypoxie die potentesten physiologischen Stimuli dar, die zu einer Freisetzung von Wachstumsfaktoren und somit zu einer Erhöhung der EPCs im Organismus führen.
Die Auswirkungen der Kombination eines Trainingsreizes in Form eines bis zur Ausbelastung durchgeführten Stufentests, gekoppelt mit einem entsprechend potenten Hypoxiereiz auf die endothelialen Progenitorzellen, wurde bis dato jedoch nur im Hinblick auf die nach einer entsprechenden Belastung vorhandene Gesamtzahl zirkulierender EPCs hin untersucht.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll daher nun die Frage geklärt werden, welche Auswirkungen ein Trainingsreiz in Form eines bis zur subjektiven Ausbelastung ausgeführten VO2max-Stufentests unter hypoxischen Bedingungen (4000m Höhenexposition, Höhenkammer) auf die Seneszenz-, Proliferations- und Apoptoserate endothelialer Progenitorzellen hat.
Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)
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Einleitung 1
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Einleitung 2
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Einleitung 3
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Aktueller Forschungsstand 4
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2.1 Endotheliale Vorläuferzellen
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2.1.1 Vaskulogenese
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2.1.2 Angiogenese
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2.2 Stamm- und Vorläuferzellen
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2.3 Endotheliale Vorläuferzellen
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2.3.1 Endotheliale Vorläuferzellen: Hematopoetischer Ursprung
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2.3.2 Endotheliale Vorläuferzellen: Monozytärer Ursprung
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2.3.3 Endotheliale Vorläuferzellen: Mesenchymaler Ursprung
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2.3.4 Endotheliale Vorläuferzellen: Myoendothelialer Ursprung
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2.3.5 Endotheliale Vorläuferzellen: Andere Ursprung
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2.3.6 Phänotyp früher und später EPCs
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2.3.7 Mögliche Klinische Anwendungen und Komplexität der EPCs
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2.3.8 Nische der EPCs
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2.3.9 Mobilisierung von EPCs
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2.4 Aktivierung von EPCs
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Aktueller Forschungsstand 5
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Aktueller Forschungsstand 6
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Aktueller Forschungsstand 7
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Aktueller Forschungsstand 8
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Aktueller Forschungsstand 9
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Aktueller Forschungsstand 10
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Aktueller Forschungsstand 11
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Aktueller Forschungsstand 12
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Aktueller Forschungsstand 13
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Aktueller Forschungsstand 14
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Aktueller Forschungsstand 15
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Aktueller Forschungsstand 16
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Aktueller Forschungsstand 17
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Aktueller Forschungsstand 18
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Aktueller Forschungsstand 19
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Aktueller Forschungsstand 20
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Aktueller Forschungsstand 21
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Aktueller Forschungsstand 22
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Aktueller Forschungsstand 23
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Aktueller Forschungsstand 24
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Aktueller Forschungsstand 25
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Aktueller Forschungsstand 26
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Aktueller Forschungsstand 27
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Aktueller Forschungsstand 28
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Aktueller Forschungsstand 29
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Aktueller Forschungsstand 30
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Material und Methoden 31
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3.1 Studienteilnehmer
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3.1.1 Studienteilnehmer
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3.1.2 Studienteilnehmer
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3.1.3 Studienteilnehmer
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3.2 Materialien
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3.2.1 Chemikalien und Materialien
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3.2.2 Geräte
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3.2.3 Antikörper und Enzymkomplexe
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3.3 Methoden
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3.3.1 Isolation von EPCs
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3.3.2 Zellzählung
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3.3.3 Seneszenz-β-Galactosidase-Färbung
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3.3.4 Immunhistochemische Färbung
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3.3.5 Mikroskopie
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3.4 Statistische Auswertung
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Ergebnisse 48
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4.1 Seneszenz-β-Galactosidase-Färbung
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4.2 Immunhistochemische Färbung
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4.2.1 Proliferation
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4.2.2 Apoptose
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Diskussion 57
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5.1 Einfluss der Intervention auf die EPCs
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5.2 Diskussion: Einfluss von Serum auf die EPCs
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5.3 Diskussion: Limitationen der Studie
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Literaturverzeichnis 69
Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Auswirkungen eines maximalen Belastungstests (sogenannter WK2max-Stufentest) unter simulierten normobaren Hypoxiebedingungen (4.000m Höhe) auf das Seneszenz-, Proliferations- und Apoptoseverhalten endothelialer Vorläuferzellen (EPCs).
- Identifizierung der Auswirkungen eines maximalen Belastungstests unter Hypoxiebedingungen auf die Seneszenz von EPCs.
- Untersuchung des Einflusses des Belastungstests unter Hypoxiebedingungen auf die Proliferationsrate von EPCs.
- Analyse der Apoptoserate von EPCs nach einem Belastungstest unter Hypoxiebedingungen.
- Bewertung der Rolle von Serumfaktoren, die während des Belastungstests unter Hypoxiebedingungen freigesetzt werden, auf das Verhalten von EPCs.
- Vergleich der Ergebnisse mit etablierten Erkenntnissen zur Rolle von Hypoxie und Sport auf die Funktion von EPCs.
Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)
Die Einleitung beschreibt den aktuellen Forschungsstand zum Thema endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) und ihre Rolle bei der Vaskulogenese und Angiogenese. Die Bedeutung von Hypoxie und Sport für die Aktivierung und Mobilisierung von EPCs wird erläutert.
Das Kapitel Aktueller Forschungsstand bespricht die verschiedenen Herkunftsquellen von EPCs, ihre Charakteristika und ihre Rolle bei der Vaskulogenese und Angiogenese. Darüber hinaus werden die wichtigsten Faktoren, die zur Mobilisierung von EPCs beitragen, wie z.B. Hypoxie und Sport, detailliert beschrieben.
Das Kapitel Material und Methoden beschreibt das Studiendesign, die angewendeten Methoden und die statistische Auswertung der Ergebnisse.
Schlüsselwörter (Keywords)
Endotheliale Vorläuferzellen (EPCs), Vaskulogenese, Angiogenese, Hypoxie, Sport, Belastungstest, Seneszenz, Proliferationsrate, Apoptoserate, Serumfaktoren, WK2max-Stufentest, Höhenkammer.
- Arbeit zitieren
- Dennis Nebe (Autor:in), 2008, Auswirkungen eines bis zur Ausbelastung ausgeführten VO2max-Stufentests unter normobarer Hypoxie auf endotheliale Progenitorzellen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/379829
