Universität zu Köln

Koch, Rebecca Alice (2024). Veränderungen des Insulinmetabolismus und der synaptischen Plastizität des Hippocampus durch Diäten verschiedener Fett- und Zuckergehalte. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Vor dem Hintergrund der steigenden Prävalenz von Übergewicht und Adipositas soll im Rahmen dieses Promotionsprojektes eine quantitative und qualitative Analyse die unterschiedlichen Effekte zwei verschiedener adipogener Diäten im Mausmodell auf die hippocampale Insulinsensitivität und synaptische Plastizität beleuchten und insbesondere auf die unterschiedliche Beeinflussung zwischen den beiden adipogenen Diäten eingegangen werden. Nach Aufzucht und Fütterung von drei Kohorten von Versuchstieren mit je einer Standarddiät (SD), einer fetthaltigen Diät (HFD) und einer zuckerreichen Diät (DIO) erfolgte an den Lebenstagen 96-103 die Blut- und Organentnahme. Untersucht wurden neben phänotypischen Daten der Tiere die Blutseren mittels ELISA auf Insulin und Leptingehalt. In den Hippocampi der Tiere wurden mittels Western Blot und mittels Immunhistochemie mit dem Insulinstoffwechsel in Zusammenhang stehende Proteine quantifiziert und Marker der synaptischen Proliferation und Plastizität untersucht. Die Induktion eines adipogenen Phänotyps ist sowohl mit Fütterung der HFD als auch mit der DIO gelungen. HFD und DIO- Tiere präsentierten beide Hyperinsulinämie, Hyperleptinämie sowie einen gestörten Glukosemetabolismus in vivo, wobei der Effekt bei den DIO-Tieren stärker ausgeprägt war. Sowohl in der HFD als auch in der DIO-Gruppe ergaben sich Hinweise, die auf eine hippocampale Insulinresistenz hindeuteten. Hier war allerdings die Abgrenzung zum Effekt einer möglicherweise vorliegenden Leptinresistenz schwierig. Es ergaben sich insbesondere keine abgrenzbaren unterschiedlichen Effekte unter den beiden adipogenen Diäten, obwohl die Hyperinsulinämie und Hyperleptinämie durch die DIO stärker ausgeprägt war. Leider blieb die Untersuchung hinsichtlich weitere im Zusammenhang mit dem Leptinmetabolismus stehender Proteine ohne Erfolg, dieser hätte noch eine weitere Differenzierung zwischen Effekten der Hyperinsulinämie und Hyperleptinämie erlaubt. Eine Beeinflussung der hippocampalen Neurogenese wurde durch die Fütterung mit beiden adipogenen Diäten nicht nachgewiesen. Bei der Evaluation des Effektes der HFD und DIO auf synaptische Plastizität ergaben sich Anhaltspunkte für eine unterschiedliche Beeinflussung. Die zucker- und fettreiche DIO induzierte eine Verringerung von Synaptophysin präsynaptisch sowie eine Verminderung von Neuroligin 1 und 3 postsynaptisch an exzitatorischen Synapsen, welche ihrerseits wahrscheinlich die verminderte Konzentration des NMDA1-Rezeptors verursachte. Die HFD induzierte dagegen eine Reduktion von SNAP25 präsynaptisch sowie eine Verringerung von Neuroligin 2 postsynaptisch, welche mit einer verminderten Menge des GABA A-Rezeptors einherging. Beide adipogenen Diäten führten durch unterschiedliche Beeinflussung prä- und postsynaptischer Marker zu einer Imbalance des sensibel aufeinander abgestimmten Verbundes exzitatorischer und inhibitorischer Synapsen. Die Literatur zeigt, dass dies mit der E/I Imbalance assoziierten Erkrankungen wie Schizophrenie oder Autismusspektrumstörungen einhergehen könnte. Die HFD wirkt über die Veränderung der gabaergen Achse, während die DIO über die Beeinflussung der glutamatergen Achse wirkt.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Koch, Rebecca Alice UNSPECIFIED UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-727479
Date:	15 February 2024
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Kinder- und Jugendmedizin > Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Hippocampus German Insulin German Ernährung German
Date of oral exam:	15 February 2024
Referee:	Name Academic Title Dötsch, Jörg Univ.-Prof. Dr. med. Mikhailovna, Tatiana Univ.-Prof. Dr. rer. nat.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/72747