Intraleukozytäre Stessantwort in ausdauertrainierten und untrainierten Probanden im Vergleich

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde die Reaktion von Stressproteinen (HSP27, HSP70, HO-1, iNOS) in mononukleären Zellen (PBMC) bei gesunden, männlichen Ausdauertrainierten (TR) und Untrainierten (UT) im Vergleich untersucht. Hintergrund dieser Studie war die Frage, ob sich auf Proteinebene durch Ausdauertraining Langzeiteffekte beobachten lassen, die sich anhand der intrazellulären Expression der Stressproteine mittels Durchflusszytometer ermitteln lassen. Auf einen möglichst gleichen Altersdurchschnitt der Probanden wurde geachtet. Ein wichtiges Kriterium war die venöse Blutentnahme morgens im Ruhezustand. PBMC wurden stimuliert mit Hitzeschock (2 h, 41,8 °C und 1 h, 37,0 °C), Cytokinen wie Tumornekrosefaktor alpha (TNFalpha) und Interferon gamma (INFgamma) sowie mit einer Kombination dieser Cytokine plus Lipopolysaccharid (CYT + LPS). Eine unstimulierte Probe (3 h, 37,0 °C ) wurde entsprechend als Negativkontrolle verwendet. Auf Proteinebene zeigten PBMC bei den Ausdauertrainierten keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zu den Untrainierten, was sowohl für die Zellen im nicht stimulierten Zustand (Basalexpression), als auch für die Zellen im stimulierten Zustand galt. HSP27 und HSP70 zeigten unter in vitro Hitzeschock eine verstärkte Expression, jedoch war diese Hitzeschockantwort trainingsunabhängig. Dies kann mit einem zu geringen oxidativen Potential oder zusätzlich aktivierter protektiver Systeme zusammenhängen. Im Hinblick auf die HO-1 schien Hitzeschock nicht der geeignete Stimulator zu sein. Die Expression des iNOS-Proteins nach Stimulation mit Hitzeschock sowie mit CYT + LPS zeigte keine signifikanten trainingsabhängige Unterschiede. Eine verminderte Stimulierbarkeit der iNOS in menschlichen Zellen im Vergleich zu Nagern könnte ursächlich sein. Möglicherweise laufen auf Translationsebene strengere regulatorische Mechanismen ab, als auf Transkriptionsebene, auf der in einer Parallelstudie zu dieser Arbeit signifikante Unterschiede hinsichtlich TR/UT gefunden werden konnten.

In this study the reaction of stress proteins (HSP27, HSP70, HO-1, iNOS) in mononuclear cells (PBMC) was compared between endurance athletes (TR) and not specifically trained subjects (UT). The question arose whether regular endurance training influences the expression of these stress proteins on protein level as assessed by flow cytometry. Venous blood samples were drawn from healthy, male, age-matched subjects in a resting state in the morning. PBMC were stimulated in vitro with heat shock (2 h at 41,8 °C and 1 h at 37,0 °C), cytokines (CYT) such as tumor necrosis factor-alpha (TNFalpha) and interferon-gamma (INFgamma) as well as a combination of these cytokines plus lipopolysaccharid (CYT + LPS). An unstimulated sample (3 h, 37,0 °C) was used as negative control, respectively. Both, basal and stimulated protein expression in the PBMC did not reveal significant differences between TR and UT. HSP27 and HSP70 showed an increased expression after stimulation with heat shock as expected, however this response was independent of the training status. Activation of other protective systems resulting in lower oxidative potential may have been causally involved. Regarding the stress protein HO-1, heat shock did not seem to be the adequate stimulator. Stimulation of iNOS with heat shock and CYT + LPS did not result in training-dependent different changes. Stimulation of iNOS in human cells seems to be different from iNOS response in rodents. In contrast to the protein level there were significant differences in mRNA expression of TR and UT wich was analysed in a parallel study. Possibly the regulatory mechanisms of the translational system were different from the transcriptional system.