Institut für Kreislaufforschung und SportmedizinMolekulare und Zelluläre Sportmedizin

Kloster Irsee DGEM Wilhelm Bloch 27.10.2018

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Veränderung der „Blood Brain Barrier“ ein wichtiger Pathomechanismus der Entzündungen im Gehirn z.B. Multiple Sklerose

Larochelle et al. FEBS 2011

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PBMC können nicht einfach durch die Gefäßwand transmigrieren

Endothel

PBMC PBMC

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Song et al., 2015, Cell Reports

Lokale MMP-Aktivität spielt eine wesentliche Rolle bei Neuroinflammation

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Warum kommt es zu langfristigen Umstellungen des Immunsystems?

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Trainings induzierte NK-Zell-Aktivierung ist geregelt durch epigenetische Modifikation

Zimmer, Bloch et al. 2014 IJSM

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Wie wir unser Gefäßsystem fit machen

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Die Gefäße von „Trainierten“ verändern sich sowohl strukturell (weiter) als auch funktionell (besser regulierbar)

Zandrino et al. 2000

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Anregung der kardiovaskuläre Regeneration durch Stammzellen / Vorläuferzellen (EPC) von körperlicher Aktivität abhängig?

Urbich und Dimmeler Circ. Res. 2004

Stammzellen / Vorläuferzellen

Gefäßneubildung Gefäßwandregeneration

MyokardersatzMyokardregeneration

undifferenzierte Zelle

undifferenzierte Zelle

KardiomyozytNukleus

EmpfängerKnochenmark

EmpfängerHerzgewebe

Reste des männlichen Empfängerherz

Weibliches Donorherz

Y-Chromosom mitFluoreszenzmarkierung

Schwartz RS, NEJM 2002

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Die ersten Studien die eine Zunahme der endothelialen Vorläuferzellen (EPCs) auf einen Trainingsreiz belegen:

Laufs et al. Circulation 2004EPC durch Training erhöht – Bildung und Freisetzungverbesserte Atherogenese

Rehman et al. 2004Zirkulierende angiogene Zellen (CAC) + EPC nach einer Trainingeinheiterhöht

Adams et al. Arterioscler. Thromb. Vasc. Res. 2004Training induzierte Ischämie führt zu einer erhöhten Zahl von EPC – VEGF-abhängig

Sandri et al. Circulation 2005Training erhöht Zirkulierende Progenitor Zellen (CPC) – verbesserte Endothelintegration und erhöhte CXCR4-Expressionn

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Adams et al. Arterioscler. Thromb. Vasc. Res. 2004

Laufs et al. Circulation 2004

Trainingsinduzierte Anpassung der zirkulierenden EPCs bei Patienten mit Koronarer Herzkrankheit

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Endothelial progentior cells (EPC) - Training

Effekt von training & Hypoxie konditioniertes Serum auf EPCs

Training: Ramp-Test (100 W + 30 W Minute)

Hypoxie: Normobare Hypoxie (4000 m)

Blutentnahmen: pre, 10min, 4h

n=4*: p<0.05 vs. vor Training

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Zellalterung und Teilungsarrest kann durch Training reduziert werden

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Modified from Goon et al. Neoplasia 2006

Neue Gefäße

Endothelzellen

Training beeinflusstGefäßreparatur undGefäßneubildung

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Passive Eigenschaften der Gefäße werden durch Training beeinflusst

Anpassung und Umbau des Gefäßbindegewebes

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Sportphysiologische Relevanz – Training hält das vaskuläre Bindegewebe in Form

90 minütige Intervallbelastung bis 85% VO2max

Suhr et al. J Appl Physiol 103:474-483 2007

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Suhr et al. AJP 2007

Training setzt Proteasen ins Blut frei die Basalmembranbestandteile spalten können – Bedeutung für Invasion Immunzellen?

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Gene expression

Growth factor receptor

Growth factor Mechanosensors

(e. g. integrins)

Signal transduction

Cell metabolism

Function

Structure

Protein turnover

ECM network

ECM network-derived cleavage

fragments

Indirect Direct

Mediators of mechanical stimuli

Cell

ECM network

Suhr and Bloch 2010

Körperliche Aktivität induziert Veränderungen der Extrazellularmatrix und der Mechanotransduktion