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Analyse des Glucose-Stoffwechsels in Podozyten unter diabetischen und nicht-diabetischen Bedingungen


Stieger, Nicole. Analyse des Glucose-Stoffwechsels in Podozyten unter diabetischen und nicht-diabetischen Bedingungen. 2011, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

1.

Diabetische Nephropathie ist die häufigste Ursache für chronisches

Nierenversagen in der westlichen Welt. Der Podozytenverlust im Glomerulum

spielt eine wichtige Rolle in der Initialphase der diabetischen Glomerulopathie.

Verschiedene Faktoren führen im diabetischen Milieu zur Hypertrophie,

Ablösung und Apoptose des Podozyten. Mitochondriale Dysfunktion spielt in

der diabetischen Nephropathie eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit

haben wir das metabolische Profil von Podozyten unter diabetischen

Bedingungen untersucht. Dazu haben wir in murinen Podozyten den NADH-

Gehalt, die Sauerstoffrate (OCR) und die einzelnen

Atmungskettenkomplexaktivitäten gemessen. Die Zellen wurden entweder für

48h oder für mindestens 10 Passagen in Medium mit erhöhtem Glukosegehalt

(30mM) kultiviert. Bei den unter chronisch hyperglykämischen Bedingungen

kultivierten Podozyten war im Vergleich zu der osmotischen Kontrolle die

basale OCR erhöht, ebenso die OCR nach der Oligomycin-, FCCP- und

Rotenon-Injektion. Nach der Stimulation mit TGF-β (5ng/ml) für 24h zeigten

Podozyten trotz einer reduzierten Citratsynthase-Aktivität ähnliche

Veränderungen in der OCR. In allen untersuchten Bedingungen war der

NADH-Gehalt in den Zellen erhöht und die Atmungskomplexaktivitäten

verändert. Dadurch konnten wir erstmals zeigen, dass zwei wichtige Faktoren

im Diabetes den Metabolismus und die Mitochondrienfunktion von Podozyten

maßgeblich beeinflussen.



1 2. Summary



Diabetic nephropathy is the most common cause of chronic renal failure in the

industrialized countries. Depletion of podocytes plays an important role in

progression of diabetic glomerulopathy. Various factors in the diabetic milieu

lead to serious podocyte stress driving the cells towards cell cycle arrest,

hypertrophy, detachment and apoptosis. Recent studies indicate that

mitochondrial dysfunction is a key factor in diabetic nephropathy. In the

present study we investigated metabolic profiles of podocytes under diabetic

conditions. We examined NADH content, oxygen consumption rates (OCRs)

and oxidative phosphorylation (OXPHOS) complex activities in murine

podocytes. Cells were either exposed to high glucose for 48h, cultured for 10

passages under high glucose conditions (30mM), or incubated with TGF-β

(5ng/ml) for 24h. We found in cells prolonged exposed to high glucose a

significantly increased OCR at baseline and after injection of oligomycin

indicating a changed respiration. Podocytes stimulated with a pro-apoptotic

concentration of TGF-β displayed similar bioenergetics profiles, even with

decreased citrate synthase activity. In all tested conditions we found a higher

cellular NADH content as well as changes in activities of respiratory chain



2 complexes. In summary, we provide for the first time evidence that key factors

of the diabetic milieu induce changes in glucose metabolism and

mitochondrial function in podocytes.



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Abstract

1.

Diabetische Nephropathie ist die häufigste Ursache für chronisches

Nierenversagen in der westlichen Welt. Der Podozytenverlust im Glomerulum

spielt eine wichtige Rolle in der Initialphase der diabetischen Glomerulopathie.

Verschiedene Faktoren führen im diabetischen Milieu zur Hypertrophie,

Ablösung und Apoptose des Podozyten. Mitochondriale Dysfunktion spielt in

der diabetischen Nephropathie eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit

haben wir das metabolische Profil von Podozyten unter diabetischen

Bedingungen untersucht. Dazu haben wir in murinen Podozyten den NADH-

Gehalt, die Sauerstoffrate (OCR) und die einzelnen

Atmungskettenkomplexaktivitäten gemessen. Die Zellen wurden entweder für

48h oder für mindestens 10 Passagen in Medium mit erhöhtem Glukosegehalt

(30mM) kultiviert. Bei den unter chronisch hyperglykämischen Bedingungen

kultivierten Podozyten war im Vergleich zu der osmotischen Kontrolle die

basale OCR erhöht, ebenso die OCR nach der Oligomycin-, FCCP- und

Rotenon-Injektion. Nach der Stimulation mit TGF-β (5ng/ml) für 24h zeigten

Podozyten trotz einer reduzierten Citratsynthase-Aktivität ähnliche

Veränderungen in der OCR. In allen untersuchten Bedingungen war der

NADH-Gehalt in den Zellen erhöht und die Atmungskomplexaktivitäten

verändert. Dadurch konnten wir erstmals zeigen, dass zwei wichtige Faktoren

im Diabetes den Metabolismus und die Mitochondrienfunktion von Podozyten

maßgeblich beeinflussen.



1 2. Summary



Diabetic nephropathy is the most common cause of chronic renal failure in the

industrialized countries. Depletion of podocytes plays an important role in

progression of diabetic glomerulopathy. Various factors in the diabetic milieu

lead to serious podocyte stress driving the cells towards cell cycle arrest,

hypertrophy, detachment and apoptosis. Recent studies indicate that

mitochondrial dysfunction is a key factor in diabetic nephropathy. In the

present study we investigated metabolic profiles of podocytes under diabetic

conditions. We examined NADH content, oxygen consumption rates (OCRs)

and oxidative phosphorylation (OXPHOS) complex activities in murine

podocytes. Cells were either exposed to high glucose for 48h, cultured for 10

passages under high glucose conditions (30mM), or incubated with TGF-β

(5ng/ml) for 24h. We found in cells prolonged exposed to high glucose a

significantly increased OCR at baseline and after injection of oligomycin

indicating a changed respiration. Podocytes stimulated with a pro-apoptotic

concentration of TGF-β displayed similar bioenergetics profiles, even with

decreased citrate synthase activity. In all tested conditions we found a higher

cellular NADH content as well as changes in activities of respiratory chain



2 complexes. In summary, we provide for the first time evidence that key factors

of the diabetic milieu induce changes in glucose metabolism and

mitochondrial function in podocytes.



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Additional indexing

Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Lutz Thomas A, Schiffer Mario
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Veterinary Physiology
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
Language:German
Place of Publication:Zürich
Date:2011
Deposited On:23 May 2013 12:57
Last Modified:24 Sep 2019 19:28
Number of Pages:25
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod007086844&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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