Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen die Haupttodesursache für Männer und Frauen dar, jedoch erkranken Frauen erst wesentlich später. Neben hormonellen Einflüssen werden auch sexspezifische Unterschiede auf zellulärer Ebene als Grund dafür diskutiert. Das Endothel spielt eine entscheidende Rolle für die Gefäßhomöostase. Eine Dysfunktion des Endothels korreliert mit der Entstehung der Atherosklerose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. In der vorliegenden Arbeit wurden Endothelzellen unter sexspezifischen Aspekten auf funktionelle und metabolische Unterschiede untersucht. Dafür wurden weitgehend weibliche und männliche Endothelzellen der Nabelschnur (HUVECs) von dizygoten Zwillingen verwendet, um Hormon- und Umwelteinflüsse auf sexspezifische Unterschiede zu minimieren. In unbehandelten Zellen ergaben sich keine wesentlichen sexspezifischen Unterschiede. Nach Behandlung mit VEGF jedoch wurde eine stärkere Migration in weiblichen HUVECs beobachtet. Die intrazelluläre ATP-Konzentration war in weiblichen HUVECs nach VEGF signifikant höher. Serumreduktion führte in männlichen nicht jedoch in weiblichen HUVECs zu einer signifikanten Verminderung der ATP-Konzentration. Nach Behandlung mit VEGF war der Quotient aus Glykolyse und mitochondrialer Atmung in den meisten HUVEC-Zwillingspaaren höher bei weiblichen Zellen. Im Gegensatz dazu wurde nach Serumreduktion eine höhere basale mitochondriale Atmung in männlichen HUVECs gemessen. Ein wesentlicher sexspezifischer Unterschied in der PFKFB3-Expression (6-Phosphofructo-2- Kinase/Fructose-2,6-Biphosphatase-3), ein Hauptregulierungsenzym der Glykolyse, zeigte sich jedoch nicht. Insgesamt konnte in dieser Arbeit ein Sexualdimorphismus im Migrationsverhalten sowie im Energiemetabolismus festgestellt werden. Eine höhere ATP-Konzentration nach Serumreduktion und VEGF-Behandlung sowie eine stärkere VEGF-induzierte Migration deuten auf sexspezifische Unterschiede auf zellulärer Ebene hin. Eine bessere Energiebilanz sowie eine größere Glykolyse-Aktivität könnten im Zusammenhang mit einer besseren Migration weiblicher HUVECs stehen.
Cardiovascular diseases (CVDs) are the main cause of death in men and women, however these develop later in women. In addition to hormonal influences, sex- specific differences at a cellular level could play a crucial role. The endothelium is responsible for maintaining vascular homeostasis and its dysfunction may lead to atherosclerosis und CVDs. The present study evaluated sex-specific functional and metabolic differences in endothelial cells. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) from dizygotic twins were used to reduce hormonal and environmental influences on sex-specific differences. No sex-specific differences were observed in untreated cells. However, after VEGF stimulation, the migration in female HUVECs was significantly more pronounced after VEGF. Intracellular ATP levels were significantly higher in female cells after VEGF. Serum starvation resulted in a significant decrease of ATP levels in male but not in female HUVECs. After VEGF, the ratio of glycolysis/mitochondrial respiration was higher in female HUVECs in most twin pairs. In contrast, male HUVECs showed higher basal mitochondrial respiration after serum starvation. No sex-specific differences were observed in the expression of PFKFB3 (6- Phosphofructo-2-Kinase/Fructose-2,6-Biphosphatase-3), a rate-regulating enzyme of glycolysis. In conclusion, this study identified sex-specific differences in cellular migration and metabolism. Higher ATP levels after VEGF and serum starvation, as well as a more pronounced VEGF-induced migration in female HUVECs, indicate sex-specific differences at the cellular level. A better energy balance and higher glycolytic activity could contribute to a stronger migration capacity in female HUVECs.
