dc.contributor.author
Schust, Susanne
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:07:08Z
dc.date.available
2017-03-28T08:56:23.081Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2079
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6281
dc.description.abstract
Hintergrund Der Schlaganfall ist das häufigste neurologische Erkrankungsbild
und die zweithäufigste Todesursache weltweit, wobei die zerebrale Ischämie mit
etwa 80 % die häufigste Form dieser Krankheit darstellt. Zu den Folgen bei
überlebenden Patienten zählt neben körperlicher Behinderung durch
Lähmungserscheinungen oftmals ein Gewichtsverlust mit Abnahme der Muskelmasse.
Dieser Muskelschwund ist nicht auf die gelähmte Körperseite beschränkt und
trägt zusätzlich zur Verminderung der Lebensqualität der Betroffenen bei.
Obgleich sowohl in human- als auch in tiermedizinischen Studien der
Gewichtsverlust als negativer Faktor für den Outcome des Schlaganfalls
identifiziert wurde, existieren keine Untersuchungen über die grundlegenden
Ursachen oder potentielle Therapieansätze. Ziel Ziel dieser Arbeit war die
Aufklärung von ausgewählten Aspekten der Veränderungen der
Körperzusammensetzung und der zu Grunde liegenden Mechanismen nach einem
ischämischen Schlaganfall im Mausmodell. Im Speziellen sollte die Entwicklung
der Skelettmuskulatur hinsichtlich kataboler Prozesse untersucht werden.
Methodik Für die Studie wurde an Mäusen auf chirurgischem Wege durch
Verschluss der mittleren Zerebralarterie (MCAO) ein Schlaganfall induziert. In
den nachfolgenden sieben Tagen wurden die Körperzusammensetzung, das Gewicht,
die Aktivität, der neurologische Status sowie die Futter- und Wasseraufnahme
der Tiere ermittelt. Als Vergleich dienten unbehandelte Mäuse sowie eine
Gruppe von Tieren mit chirurgischem Eingriff ohne Induktion eines
Schlaganfalls und eine Gruppe mit Schlaganfall, die antibiotisch behandelt
wurde. Somit konnten die Folgen des Schlaganfalls von denen des operativen
Eingriffs und postoperativer bakterieller Infektionen mit
Enrofloxacinempfindlichen Erregern abgegrenzt werden. Anschließend wurden die
Versuchstiere schmerzfrei getötet, die Organe sowie Muskelproben beider
Hintergliedmaßen entnommen und deren Gewicht ermittelt. Als Maß für den
Katabolismus im Skelettmuskel wurden die Proteasomen (Proteolyse)- und Caspase
(Apoptose)-Aktivtäten ermittelt. Zusätzlich wurde der Einfluss des
Gewichtsverlustes nach Schlaganfall auf die Herzfunktion untersucht. Hierzu
wurde an einer separaten Tiergruppe am dritten Tag nach der Induktion des
Schlaganfalls eine Echokardiografie durchgeführt, um kardiale Parameter wie
die Auswurffraktion, den Ventrikeldurchmesser und die Wandstärke zu bestimmen.
Auch hier diente eine operierte Gruppe ohne Schlaganfall als Vergleich.
Ergebnisse Am dritten Versuchstag zeigten die Tiere mit Schlaganfall einen
deutlichen Gewichtsverlust. Das Fett- und fettfreie Gewebe sowie die
Körperflüssigkeit waren im selben Zeitraum reduziert. Die Futteraufnahme der
Schlaganfall-Gruppe war am Tag 3 nicht eindeutig verringert, die
Wasseraufnahme hingegen war deutlich niedriger als bei der Vergleichsgruppe.
Eine Änderung der spontanen Aktivität war nicht nachweisbar. Nach sieben Tagen
hatte sich das Körpergewicht tendenziell noch nicht vollständig regeneriert.
Die Gewichte der Bauchhöhlenorgane, des Herzmuskels und der Muskeln beider
Hintergliedmaßen war am Tag 3 nach dem Schlaganfall deutlich reduziert. Zum
selben Zeitpunkt waren die Herzfrequenz und das Herzminutenvolumen verringert.
Am Tag 7 war noch eine Tendenz zu geringeren Organ- und Muskelgewichten im
Vergleich zu den Tieren ohne zerebrale Ischämie zu erkennen. Am Tag 7 wurde
eine erhöhte Caspase-3-Aktivität in der Muskulatur der Hintergliedmaße der
kontralateralen Seite der zerebralen Ischämie gefunden. Auf der ipsilateralen
Körperseite zeigte sich eine ähnliche Tendenz. Die antibiotisch behandelte
Gruppe zeigte keine Abweichungen von der Schlaganfall-Gruppe. Schlussfolgerung
Der Schlaganfall führte in den ersten 3 Tagen nach seiner Induktion zu einem
Gewichtsverlust, von dem sowohl das Fettgewebe, die fettfreie Masse als auch
die Körperflüssigkeit betroffen waren. Die Muskelmasse als Teil des fettfreien
Gewebes war hierbei nicht ausschließlich auf der gelähmten Körperseite
reduziert. Eine verringerte Futteraufnahme sowie veränderte körperliche
Aktivität konnten als alleinige Ursachen für diese Veränderungen
ausgeschlossen werden. Die Wasseraufnahme hingegen schien einen Einfluss auf
die Entwicklung der Körperflüssigkeit zu haben. Es fanden sich Hinweise für
eine beidseitige erhöhte Apoptose-Rate im Skelettmuskel, die für die Reduktion
der Muskelmasse ursächlich sein könnte. Der Einfluss von proteolytischen
Prozessen und Dehydratation auf die Entwicklung der Muskelmasse blieb
ungeklärt. Die antibiotische Behandlung hatte keinen Einfluss auf die
Ergebnisse, somit können Infektionen mit Enrofloxacin-empfindlichen Bakterien
als Ursache für die Veränderungen der Körperzusammensetzung ausgeschlossen
werden. Infektionen anderer Genese sind aufgrund der Ergebnisse der klinischen
Untersuchung der Tiere zwar als unwahrscheinlich anzusehen, jedoch kann ein
Einfluss auf die Körperzusammensetzung in dieser Studie nicht mit Sicherheit
ausgeschlossen werden. Der Schlaganfall hatte einen negativen Einfluss auf die
Herzmuskelmasse und die Herzfunktion. Die vorliegenden Ergebnisse sprechen
dafür, dass ein ischämischer Schlaganfall unabhängig von der Nahrungsaufnahme
und Bewegungsintensität nach dem Insult zur Abnahme der Fett- und Muskelmasse
führt und sich darüber hinaus negativ auf die Herzfunktion auswirkt.
Weiterführende Studien sind erforderlich, um die genauen Mechanismen zu
klären, die zu diesen Effekten führen.
de
dc.description.abstract
Background Stroke is the most frequent neurological disorder and the second
most common cause of death worldwide. With approximately eighty percent,
cerebral ischemia represents the most abundant type of this disease. Apart
from physical disability, surviving patients often suffer from weight loss
accompanied by a reduction of muscular mass. This wastage is not limited to
the affected side of the body and furthermore contributes to a decreased life
quality among the patients concerned. There is a lack of research on the
specific causes or potential therapeutic approaches for weight loss after
stroke, although both human and veterinary clinical studies identified loss in
weight as a negative factor for stroke outcome. Purpose The aim of the present
study was the investigation of selected aspects of pathophysiological changes
in body composition and its underlying causes after stroke in a mouse model.
In particular, the development of muscular mass with regard to the potential
incurrence of cachexia was meant to be examined. Methods For the study, a
stroke was surgically induced through occlusion of the middle cerebral artery
(MCAO model) in mice. During the subsequent seven days, body composition,
weight, activity, neurological status as well as feed and water intake among
the animals were measured. For comparison, untreated mice, a group of
surgically treated animals without stroke induction and another group with
stroke and antibiotic treatment were taken. Hence, consequences of the stroke
could be separated from those deriving from surgical procedure and
postoperative bacterial infection. Subsequently, the study animals were put to
death painlessly, organs as well as muscle samples from both hind limbs were
extracted, and the respective weight was determined. As marker for the
catabolism in the skeletal muscle, proteasome (proteolysis) and caspase
(apoptosis) activity were measured. In addition, the impact of poststroke
weight loss on cardiac function was examined. For this purpose, on the third
day after stroke induction, an echocardiography was performed on a separate
animal group in order to determine cardiac parameters including the ejection
fraction, the diameter of the left ventricle, and the wall thickness. Again,
an operated group without stroke served as a comparison. Furthermore, in these
groups all measurements were conducted according to the seven day experiment.
Findings On the third day, the stroke group exhibited a pronounced loss in
weight. Fat and nonfat tissue as well as body fluid were likewise reduced. On
day three, feed intake of the stroke group was not decidedly reduced. Water
absorption, however, was considerably lower than in the control surgery group.
An alteration in spontaneous activity was not verifiable. After seven days,
body weight showed a tendency to incomplete recovery. On day three after
stroke, weight of the abdominal organs, the cardiac muscle, and the muscles of
both hind limbs was distinctly reduced. At the same time, heart rate and
cardiac output were reduced as well. On day seven, a tendency still towards
lower organ and muscle weight in comparison to the animals without cerebral
ischemia became apparent. Simultaneously, an elevated caspase-3 activity in
the skeletal muscle contralateral to stroke side was found. On the ipsilateral
side of the body, a similar tendency became evident. The group treated with
antibiotics revealed no differences from the stroke group. Conclusion During
the first three days after its induction, stroke caused a loss of weight,
which affected the fat and lean tissue as well as the body fluid. The muscular
mass as part of the lean tissue was not solely reduced on the paralyzed side
of the body. A reduced feed intake and altered physical activity could be
excluded as the sole causes for these changes. Water absorption, however,
seemed to have an impact on the development of the body fluid. There was
evidence of an increased rate of apoptosis in the skeletal muscles on both
sides of the body. This could have been causative for the changes in muscle
mass. The influence of proteolytic processes and dehydration on alterations in
muscle mass remained unclear. Antibiotic treatment had no impact on the
results, therefore infections with Enrofloxacin-sensitive bacteria can be
excluded as one cause for alterations in body composition. According to the
results of the clinical examination of the animals, infections of other origin
can be regarded unlikely, but an influence on body composition can not be
excluded in this study. The stroke had a negative effect on the heart muscle
and heart function. The present results suggest that an ischemic stroke
regardless of food intake and motion intensity after the insult leads to the
development of fat and muscle wasting and furthermore has a negative effect on
cardiac function. Further studies are necessary in to clarify the exact
mechanisms leading to these effects.
en
dc.format.extent
VI, 127 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
skeletal muscle
dc.subject
adipose tissue
dc.subject
body lean mass
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Katabole Veränderungen und deren Auswirkung auf die Skelett- und
Herzmuskulatur nach akutem ischämischem Schlaganfall im Mausmodell
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Achim Gruber
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Dr. Wolfram Döhner
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Thöne-Reineke
dc.date.accepted
2016-12-19
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104429-7
dc.title.translated
Catabolic alterations and their effects on skeletal and heart muscles after
acute ischemic stroke in mice
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104429
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021232
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access