Einleitung
Intermittierende hypoxische Hypoxie (IHH) wirkt bei verschiedenen pathologischen Zuständen günstig und wird seit Jahrzehnten klinisch zur umfassenden adaptiven Umstellung eingesetzt [1–3]. Die Mechanismen sind unzureichend erforscht. Tier- und Zellkulturversuche zeigen, dass mäßige Hypoxie durch Endothelzellen, Monozyten und weitere Zellen angiogene Wachstumsfaktoren induziert, besonders vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) und basischen Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF) [4, 5]. Reaktive Sauerstoffspezies initiieren Genexpression über HIF1 [6, 7]. Früher fanden wir unter IHH deren Anreicherung im Plasma Gesunder [8]. Daher vermuteten wir mehr VEGF und bFGF als Auslöser der Endothelproliferation, des ersten Angiogeneseschritts.
Ziel war die Bewertung der IHH-Wirkung auf Serum-VEGF und -bFGF gesunder Personen.
Methodik
Teilgenommen haben 20 weitgehend gesunde Freiwillige, sechs Männer und vierzehn Frauen, im Alter von 33 ± 2 Jahren.
Der Hypoxikator BIO-NOVA 204 lieferte 14 tägliche Sitzungen mit sechs zehnminütigen Zyklen aus Maskenatmung mit 10–12 Vol.% Sauerstoff und atmosphärischer Luft für 1–5 Minuten. In den ersten 3–4 Sitzungen wurde die Hypoxiedauer von 1 auf 5 Minuten gesteigert, danach wechselten fünf Minuten Hypoxiegas mit fünf Minuten Raumluft.
Vor Exposition sowie einen, zwei, vier und vierzehn Tage nach der letzten Sitzung wurden VEGF und bFGF mittels Enzymimmunoassay bestimmt: Cytimmune Sciences Inc. (USA), monoklonale Maus- und polyklonale Kaninchenantikörper gegen humane Faktoren. Gleichzeitig bestimmte man Thiobarbiturat-reaktive Produkte und gesamte prooxidative Aktivität als Stressmarker, Letztere durch Produktanreicherung im Tween-80-Modellsystem [9].
Die Statistik erfolgte mit Statistica v5; multiple paarweise Mittelwertvergleiche mit dem Newman–Keuls-Test.
Ergebnisse und Diskussion
Am ersten Tag nach IHH stieg VEGF deutlich, sank bis Tag zwei fast zum Ausgangswert (Abbildung 1), stieg an Tag vier erneut und normalisierte sich bis Tag vierzehn.
Die Zweiphasigkeit beruht vermutlich auf zwei aufeinanderfolgenden Mechanismen. Beide Stressmarker stiegen an Tag eins (Abbildung 2) und normalisierten sich bis Tag vierzehn. Dies bestätigt frühere Befunde zur Radikalproduktion durch IHH [10]. Der erste VEGF-Gipfel könnte Folge vorübergehender leichter oxidativer Endothelschädigung sein. Der zweite entsteht wahrscheinlich durch gesteigerte Biosynthese; dafür spricht mehr VEGF-mRNA in Endothelzellen 3–5 Tage nach akuter Schädigung [11].
bFGF verhielt sich etwas anders (Abbildung 3): etwa 20% Anstieg an Tag eins und allmählicher Rückgang bis Tag vier. Dies könnte auf unzureichender Biosynthesestimulation beruhen und passt zur geringeren Reaktivität gegenüber angiogenen Reizen im Vergleich zu VEGF [12].
IHH erhöht somit VEGF und bFGF bei Gesunden. Untersuchungen morphologischer und funktioneller Gefäßveränderungen erscheinen vielversprechend.
Ein wichtiger Schutz vor oxidativer Endothelschädigung ist die Inaktivierung reaktiver Sauerstoffspezies durch antioxidative Enzyme. Deren Biosynthese wird stark durch Radikale und Lipidperoxidationsprodukte induziert [13]. Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase steigen nach IHH [10].
Fazit
IHH könnte Endothelproliferation und Angiogenese mit der Korrektur potenziell schädlichen oxidativen Stresses verbinden. Dies ist besonders für Prävention und Therapie von Hypertonie und Atherosklerose bedeutsam, deren Pathogenese endotheliale Dysfunktion unter oxidativem Stress einschließt.
Publikationsangaben
S.A. Jeltschaninowa, N.A. Korenjak, L.I. Pawlowskaja, I.W. Smagina, W.W. Makarenko. Vaskulärer endothelialer und basischer Fibroblastenwachstumsfaktor im peripheren Blut: Einfluss intermittierender hypoxischer Hypoxie. Physiologie des Menschen. 2004;30(6):93–95. Staatliche Medizinische Universität Altai, Barnaul. Eingegangen 24.03.2003.
Literatur
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10. Ельчанинова С.А., Кореняк Н.А., Смагина И.В. и др. Влияние интервальной гипоксии на оксидативный гомеостаз больных дисциркуляторной энцефалопатией на фоне гипертонической болезни // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2002. Т. 102. №11. С. 29.
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Vollständige Übersetzung des Haupttextes: Elchaninova et al. Human Physiology. 2004;30(6):93–95.
Elchaninova et al. Human Physiology. 2004;30(6):93–95 — PDF
Weiterführende Inhalte
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