Das Fettgewebe dient nicht nur als Energiespeicher für den Körper, sondern synthetisiert und sezerniert darüber hinaus auch eine Vielzahl an Proteinen, die sogenannten Adipokine. Über auto-, para- und endokrine Wege sind sie in eine Vielzahl an physiologischen und pathologischen Prozessen involviert. Unter diesen Adipokinen befinden sich auch Komponenten des Renin-Angiotensin- Systems (RAS). Diese könnten möglicherweise einen Schlüsselfaktor für die Entstehung und Progression von Adipositas-assoziierten Erkrankungen darstellen. Da nicht nur die Zahl übergewichtiger und adipöser Menschen steigt, sondern auch unsere Katzen und Hunde zunehmend an Übergewicht und damit einhergehenden Krankheiten leiden, könnte das lokale adipozytäre RAS auch für diese beiden Spezies von Bedeutung sein. Ziel dieser Arbeit war es daher grundlegende Erkenntnisse zum adipozytären RAS bei Katzen und Hunden zu gewinnen. Ferner sollte eine adipozytäre Primärzellkultur etabliert werden, um zukünftig weitergehende in vitro Untersuchungen durchführen zu können. Hierfür wurden erfolgreich Präadipozyten aus dem Fettgewebe der Tiere gewonnen, kultiviert und durch die Zugabe verschiedenster Substanzen differenziert. Darüber hinaus wurde in einem Ko-Kultur Experiment der Einfluss maturer Adipozyten auf die Differenzierungsfähigkeit der Präadipozyten untersucht sowie die Zellkulturtechniken der sogenannten „ceiling culture“ und Explantationskultur angewandt, um alternative Methoden für die Gewinnung adipozytärer Vorläuferzellen zu testen. Für die Untersuchung zur Genexpression im Verlauf der Adipogenese wurden käuflich erworbene feline Präadipozyten in vitro zu Adipozyten differenziert und, neben der Expression der Adipogenesemarker PPAR-γ, Pref-1, Adiponektin und Leptin, die Expression der RAS-Komponenten Angiotensinogen, Renin, ACE, ACE2, AT1, AT2, MAS und (Pro)reninrezeptor an fünf Zeitpunkten mittels Real-time-PCR gemessen. Dabei zeigten sich Unterschiede in der Expression dieser Komponenten zwischen den Präadipozyten und den verschiedenen Differenzierungsstadien. Interessanterweise wiesen die beiden Enzyme ACE und ACE2 einen gegensätzlichen Expressionsverlauf auf. Da ACE2 durch die Metabolisierung von Angiotensin I und Angiotensin II die Wirkung von ACE aufhebt, könnte dies einen kompensatorischen Mechanismus darstellen, der so auch in anderen Geweben gefunden wurde. Zusätzlich zur Genexpressionsuntersuchung in kultivierten Zellen sollten mature Adipozyten aus dem Fettgewebe von Katzen und Hunden isoliert und auf ihre Genexpression untersucht werden. Dadurch konnte erstmals nachgewiesen werden, dass das lokale RAS auch in vivo von felinen und caninen Adipozyten exprimiert wird. Für die Spezies Katze wurde zusätzlich die Expression zwischen subkutanen und viszeralen Adipozyten sowie zwischen den Adipozyten von Tieren mit einem unterschiedlichen Ernährungsstatus verglichen. Hierbei zeigte sich, dass ACE und AT1 signifikant stärker von den subkutanen Adipozyten exprimiert wurden. Hinsichtlich des Ernährungsstatus konnte eine signifkant niedrigere ACE2-Expression bei den übergewichtigen Tieren in den subkutanen Adipozyten festgestellt werden. Bei der Überprüfung auf Korrelation zwischen den mRNA-Expressionsergebnissen, zeigte sich ein positiver Zusammenhang zwischen ACE und Leptin, einem Adipokin welches mit steigendem Körpergewicht vermehrt exprimiert wird. Dagegen korrelierte ACE2 negativ mit Leptin. Dies führt zur Annahme, dass es im Zuge des steigenden Körpergewichts zu einer Verschiebung des ACE / ACE2 Gleichgewichts in Richtung der ACE / Ang II / AT1 Achse kommt. Diese Ergebnisse könnten somit einen neuen Ansatz für die Erklärung der pathophysiologischen Wirkung des lokalen adipozytären RAS in der Entwicklung Adipositas-assoziierter Erkrankungen darstellen.
The adipose tissue serves not only as an energy storage for the body, but also synthesizes and secretes many proteins, so-called adipokines. They are involved in a multitude of physiological and pathological processes via autocrine, paracrine and endocrine pathways. Among these adipokines are also components of the renin-angiotensin system (RAS). Possibly they are key factors for the development and progression of obesity-associated diseases. Similarly to the rising number of overweight and obese humans, our cats and dogs are increasingly affected by overweight and its related diseases, so that the local adipose tissue RAS could be also relevant for these species. Thus, the aim of this thesis was to obtain basic findings of the adipose tissue RAS in cats and dogs. Another intention was to establish a primary culture of adipose tissue for prospective further in vitro research. For this purpose preadipocytes were obtained from adipose tissue and cultivated and differentiated by addition of several agents successfully. Furthermore, the effect of mature adipocytes on the differentiation capacity of preadipocytes was examined in a co-culture experiment and the cell culture methods ceiling culture as well as explants culture were utilized to test alternative methods for gaining adipocyte progenitor cells. To investigate the gene expression during adipogenesis, purchased feline preadipocytes were differentiated to adipocytes in vitro and, besides the expression of the adipogenesis markers PPAR-γ, pref-1, adiponectin and leptin, the expression of the RAS components angiotensinogen, renin, ACE, ACE2, AT1, AT2, MAS and (pro)reninreceptor were measured at five time points using real time PCR. Whereby it was shown that there are differences in the expression of these components between preadipocytes and the various differentiation stages. Interestingly, the two enzymes ACE and ACE2 showed an opposite expression course. Because ACE2 abolishes the effects of ACE through metabolizing Angiotensin I and Angiotensin II, this could be a compensatory mechanism that has also been found in other tissues. In addition to the analysis of cultivated cells, the gene expression of mature adipocytes that were isolated from the adipose tissue of cats and dogs were investigated. So it was proved for the first time that the local RAS is also expressed in vivo in feline and canine adipocytes. For the species cat the expression between subcutaneous and visceral adipocytes and between adipocytes of animals with different nutritional status were compared. This demonstrated that ACE and AT1 are expressed significantly more in subcutaneous adipocytes. Concerning the nutritional status a significant lower expression of ACE2 was observed in moderately overweight animals in the subcutaneous adipocytes. Testing the mRNA expression results on correlation revealed a positive relationship between ACE and leptin, an adipokine which expression augments with increasing body weight. On the contrary, ACE2 correlated negative with leptin. This leads to the assumption that with increasing body weight the ACE / ACE2 balance shifts towards the ACE / Ang II / AT1 axis. Consequently, these results could provide a new approach for the explanation of the pathophysiological effects of the local adipose tissue RAS in the development of obesity-associated diseases.
