Adaptionsmechanismen der retinalen Mikrozirkulation nach zehnwöchigem Ausdauertraining bei Marathonläufern
Übersetzter Titel:
Alterations of retinal vessel diameters after a ten week training program in marathon runners
Autor:
Drexel, Verena
Jahr:
2011
Dokumenttyp:
Dissertation
Fakultät/School:
Fakultät für Medizin
Betreuer:
Univ.-Prof. Dr. med. Martin Halle
Sprache:
de
Fachgebiet:
MED Medizin
Kurzfassung:
Hintergrund: Das Metabolische Syndrom geht mit einer Verschlechterung der Mikrozirkulation einher. Das asymmetrische Dimethylarginin (ADMA), ein NO - Inhibitor, beeinflusst die Vasodilatation von Gefäßen und wird durch die Dimethylarginindimethyl-aminohydrolase (DDAH) verstoffwechselt. Der Effekt eines regelmäßigen Ausdauertrainings auf die retinale Mikrozirkulation und die Rolle des ADMA/DDAH - Stoffwechselweges sind bisher nicht bekannt.
Methoden und Ergebnisse: 15 adipöse Sportler (A), 14 Freizeitsportler (F) und 17 Leistungssportler (L) durchliefen ein zehnwöchiges Trainingsprogramm. Die retinale Mikrozirkulation beruhte auf der statischen Gefäßanalyse; die Pulswellengeschwindigkeit (PWG) wurde mit Hilfe eines Sphygmographen aufgezeichnet, Blutproben wurden gesammelt und periphere mononukleare Zellen (PBMC) von frischem EDTA Blut mit Hilfe eines Ficoll - Gradienten isoliert. Die DDAH - 1/ - 2 mRNA - Expression in PBMC wurde mit Hilfe einer PCR analysiert. ADMA – Serumkonzentrationen und Inflammationsmarker wurden mit einem ELISA gemessen.
Zu Beginn war das Arterio - Venöse - Ratio (AVR) bei den Adipösen (A: 0,81 ± 0,05 µm) im Vergleich zu den normalgewichtigen Sportlern (F: 0,87 ± 0,1; L: 0,93 ± 0,1) erniedrigt. Das Ausdauertraining verbesserte das AVR signifikant in allen Gruppen (p < 0,001). Die durch Training induzierte arterielle Dilatation war nur bei den Adipösen signifikant (p = 0,01), wohingegen die Freizeitsportler und die Leistungssportler eine erhöhte venöse Konstriktion zeigten (F: p = 0,01; L: p = 0,04). Die zehnwöchige Trainingsintervention führte nur in der Gruppe der Adipösen zu einer signifikanten Reduktion der ADMA - Serumkonzentration (von 0,56 ± 0,03 auf 0,46 ± 0,03 pg/ml; p < 0,05). Assoziiert mit dem ADMA - Abfall zeigte sich eine erhöhte DDAH - 1 mRNA - Expression in den PBMC der Adipösen (129-fach; p < 0,01).
Fazit: Bei Amateurläufern ist Adipositas assoziiert mit einer verschlechterten retinalen Mikrozirkulation. Intensiviertes Ausdauertraining normalisiert die endotheliale Funktion in den retinalen Arteriolen, begleitet von einer Hochregulierung der DDAH - 1 und einem Abfall der systemischen ADMA - Konzentration. Der ADMA/DDAH - Stoffwechselweg scheint eine Schlüsselrolle bei der durch Training induzierten Verbesserung der endothelialen Funktion von Adipösen zu spielen.
Übersetzte Kurzfassung:
Background: The retinal microcirculation (RM) is regarded as an early surrogate marker for cardiovascular risk. Nitric oxide is a key regulator of RM and its endogenous inhibitor, asymmetric dimethylarginine (ADMA), is metabolized by dimethylarginindimethyl-aminohydrolase (DDAH). The effect of regular endurance exercise on RM in obese subjects and the role of the ADMA/DDAH - pathway are unknown.
Methods and Results: RM was assessed by means of a static vessel analyzer in 15 obese athletes (OA), 14 lean amateur athletes (AA) and 17 lean elite athletes (EA) before and after a 10 week training program. Pulse wave velocity was measured with a sphygmograph. ADMA serum levels and inflammatory markers were detected by ELISA. Peripheral mononuclear cells (PBMC) were isolated by ficol gradient. DDAH - 1/ - 2 mRNA - expression in PBMC was analyzed by real time PCR.
At baseline, the retinal arteriolar to venular diameter ratio (AVR) in OA (0.81 ± 0.05) was reduced compared to lean athletes (AA: 0.87 ± 0.1; EA: 0.93 ± 0.1). Endurance training improved AVR significantly in all groups (p < 0.001). Training-induced arteriolar dilatation was found to be significant in OA only (p = 0.01), whereas lean subjects presented with increased venular constriction (AA: p = 0.01; EA: p = 0.04). Training mediated a significant decrease of ADMA levels in OA only (0.56 ± 0.03 to 0.46 ± 0.03 pg/ml; p < 0.05). The decrease of ADMA levels was associated with an increase of DDAH - 1 mRNA levels in PBMC in OA (129 fold; p < 0.01).
Conclusion: In recreational runners, obesity is associated with an impairment of the RM. Intensified endurance training improves endothelial function in retinal arterioles, associated with an upregulation of DDAH - 1 and a consecutive decrease of systemic ADMA levels. The ADMA/DDAH - pathway seems to play a key role in the training - induced amelioration of endothelial function in obesity.
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