Features of adenosine metabolism of mouse heart

Adenosine metabolism and transport were evaluated in the isolated perfused mouse heart and compared with the well-established model of isolated perfused guinea pig heart. Coronary venous release of adenosine under well-oxygenated conditions in the mouse exceeds that in the guinea pig threefold when related to tissue mass. Total myocardial adenosine production rate under this condition was approximately 2 nmol/min per gramme and similar in both species. Coronary resistance vessels of mice are highly sensitive to exogenous adenosine, and the threshold for adenosine-induced vasodilation is approximately 30 nmol/l. Adenosine membrane transport was largely insensitive to nitrobenzyl-thioinosine (NBTI) in mouse heart, which is in contrast to guinea pig and several other species. This indicates the dominance of NBTI-insensitive transporters in mouse heart. For future studies, the assessment of cytosolic and extracellular adenosine metabolism and its relationship with coronary flow will require the use of more effective membrane transport blockers

Alimentäres Methionin und Hyperhomocysteinämie

Eine erhöhte Konzentration von Homocystein im Plasma (Hyperhomocysteinämie) gilt als unabhängiger Risikoindikator für neuronale und kardiovaskuläre Erkrankungen. Der Präcursor des Homocysteins, Methionin, ist eine essentielle Aminosäure, die bei Fehlernährung übermäßig verzehrt werden kann. Es wurde untersucht, ob tatsächlich durch langfristigen erhöhten Methioninverzehr via Erhöhung des Homocysteinspiegels im Plasma ein reales Gesundheitsrisiko besteht. Als Modell wurde eine Füttterungsstudie an Ratten gewählt, deren Bedingungen bezüglich Fütterungsdauer und Methioningehalt der Diät (0,4 % Methionin für 4 Wochen) an eine mögliche Fehlernährung des Menschen angepasst waren. Bei diesen Ratten war die Plasmahomocystein-Konzentration ca. 2-fach höher, als bei Ratten, die im gleichen Zeitraum eine "normale" Diät mit einem 3-4 fach niedrigeren Methioningehalt bekamen. Neben der Auswirkung der Diät auf den Homocystein-Stoffwechsel wurde geprüft, welche der in der Literatur dargestellten potentiellen Pathomechanismen für Hyperhomocysteinämie-induzierte Schäden Anwendung in diesem Modell finden. Obwohl die Konzentration von Homocystein im Plasma verändert war, wurde keine Beeinträchtigung der Gefäßfunktion gefunden. Auch die Plasmakonzentration von asymmetrischem Dimethylarginin, einem weiteren Risikoindikator für Herz-Kreislauf-Erkrankungen blieb unverändert, obwohl dieser Parameter bei Hyperhomocysteinämie oftmals erhöht ist. Eine Konzentrationsverdoppelung von Homocystein durch erhöhte alimentäre Methioninzufuhr ohne gleichzeitige Erhöhung von ADMA scheint also keine Verschlechterung der Gefäßfunktion bei Ratten zu bewirken. In diesem Punkt kann man von in anderen Modellen der Hyperhomocysteinämie gefundenen Resultaten keine Rückschlüsse auf die durch alimentäres Methionin verursachte Hyperhomocysteinämie ziehen. Andere Modelle zur Induktion einer Hyperhomocysteinämie ist Homocyst(e)in-Fütterung. In weiteren Rattenstudien wurden Effekte homocystin- und methioninreiche Diät verglichen. In diesen Studien zeigte sich, dass bei ähnlichen applizierten Dosen (tägliche Aufnahme ca. 1,0 bzw. 1,4 g/kg Körpergewicht) methionin- und homocystinreiche Diät bei Ratten zu vergleichbaren Plasma-Homocysteinspiegeln führen (methioninreich: 27,32 ± 2,80 µmol/l; homocystinreich: 40,61 ± 2,22 µmol/l). Als Vergleichsparameter zur Beurteilung pathophysiologischer Veränderungen diente zum einen der Gewebsgehalt an Homocystein, zum anderen wurden die intrazellulären Konzentrationen von S-Adenosyl-Methionin (SAM) und S-Adenosyl-Homocystein (SAH) betrachtet. Es zeigten sich besonders in Leber und Niere signifikante Unterschiede zwischen einer methioninreichen und einer homocystinreichen Diät bei Ratten. Dies ist eine mögliche Erklärung dafür, dass die bei vierwöchiger methioninreicher Diät gefundenen Ergebnisse nicht mit Literaturdaten übereinstimmen. Abschließend wurde der Frage nachgegangen, ob eine homocytinreiche Ernährung, wie in der vorherigen Studie angewandt, überhaupt möglich ist. Da zwar die Gehalte von Methionin in fast allen Lebensmitteln bekannt sind, nicht aber die von Homocystein, wurde untersucht, in welchen Konzentrationen Homocystein in Lebensmitteln enthalten ist. In Schwarzbier (0,03 mg/l), Weißbrot (0,95 mg/kg), Roquefort-Käse (0,50 mg/kg), Thunfisch (0,25 mg/kg) und Schweineleber (0,31 mg/kg) konnte Homocystein bestimmt werden. Da die Homocysteinkonzentrationen in diesen Beispiellebensmitteln mindestens um den Faktor 105 geringer waren als die Methioninkonzentrationen ist ein Einfluss von alimentärem Homocystein auf den Plasmaspiegel sehr unwahrscheinlich. Es wurde weiterhin geprüft, ob durch Darmbakterien ein Teil des alimentär aufgenommenen Methionins bereits im Dünndarm in Homocyt(e)in umgewandelt werden könnte. Dabei wurde eine vermehrte Homocysteinproduktion nach Methionin-Zugabe zu Dünndarmisolaten gefunden. Quantitativ kommt dieser Homocysteinquelle eine untergeordnete Bedeutung zu

Human osteoblast precursors produce extracellular adenosine, which modulates their secretion of IL-6 and osteoprotegerin

We showed that human osteoprogenitor cells produced adenosine and expressed ecto-5?-nucleotidase and all four adenosine receptor subtypes. Adenosine stimulated IL-6 but inhibited osteoprotegerin secretion, suggesting that adenosine is a newly described regulator of progenitor cell function. Introduction: Maintaining skeletal homeostasis relies on there being a balance between bone formation and resorption; an imbalance between these processes can lead to diseases such as osteoporosis and rheumatoid arthritis. Recent reports showed that locally produced ATP, acting through P2 receptors, has pronounced effects on bone formation. However, ATP can be enzymatically cleaved to adenosine that has little or no activity at P2 receptors but mediates its action through the P1 family of receptors. We studied whether adenosine may also have an important role in controlling bone cell differentiation and function. Materials and Methods: Extracellular adenosine levels were analyzed by high-performance liquid chromatography in HCC1 and bone marrow stromal (BMS) cells. Ecto-5?-nucleotidase (CD73) expression and activity was determined by RT-PCR, immunocytochemistry, and the cleavage of etheno-AMP to ethenoadenosine. Adenosine receptor expression and activity were determined by RT-PCR and cAMP measurements. The effects of adenosine receptor agonists on IL-6, osteoprotegerin (OPG), and RANKL expression were determined by ELISA and QRT-PCR. Results: HCC1 and BMS cells produce adenosine and express CD73 and all four adenosine receptor subtypes. The A2b receptor was shown to be functionally dominant in HCC1 cells, as determined by cAMP production and in its stimulation of IL-6 secretion. Adenosine receptor agonism also inhibited OPG secretion and OPG but not RANKL mRNA expression. Conclusions: Our findings show that HCC1 and primary BMS cells produce adenosine, express CD73 and all four adenosine receptor subtypes. In HCC1 cells, adenosine has a potent stimulatory action on IL-6 secretion but an inhibitory action on OPG expression. These data show for the first time that adenosine may be an important regulator of progenitor cell differentiation and hence an important local contributor to the regulation of bone formation and resorption