Zytokinprofil einer humanen Knochenmarkszellkultur nach Exposition mit Ultra - High - Molecular - Weight - Polyethylen - Abriebpartikeln

Zusammenfassung Fragestellung Das Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, inwieweit Abriebpartikel aus UHMW – PE in einer humanen Knochenmarkszellkultur die Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen fördern. Zu diesem Zweck wurde die Ausschüttung der Zytokine IL – 6, IL - 1 und TNF –  sowie die Freisetzung der LDH in unseren Kulturen über einen Beobachtungszeitraum von zwei Wochen unter Exposition verschiedener Partikelkonzentrationen beobachtet. Durchflusszytometrische Untersuchungen ( FACS – Analysen ) sollten Hinweise auf die Veränderung und Entwicklung einzelner Zellpopulationen innerhalb der Knochenmarkszellkultur geben. Anhand spezifischer CD – Oberflächenantigene wurden die Anteile von Granulozyten, T – Lymphozyten, B – Lymphozyten, Monozyten / Makrophagen und Stammzellen bestimmt. Material und Methoden Die Zellgewinnung erfolgte während der Primärimplantation von Hüft – TEPs durch Entnahme von Spongiosablöcken aus dem distalen Femur der Patienten. Die Aufbereitung erfolgte nach einem standartisiertem Protokoll mit anschließender Separation der weißen Zellreihe. Die Kulturschalen wurden vor Zugabe der Zellen mit in Kollagen Typ 1 eingebetteten Partikeln in den Konzentrationen 105, 106, und 107 vorbereitet. In den Kulturschalen wurden 2 Millionen Zellen / Well ausgesät und mit 2ml IMDM – Medium kultiviert. Die Kultivierung erfolgte über einen Beobachtungszeitraum von 2 Wochen. Der Wechsel der Mediumüberstände erfolgte alle 2 Tage. Die Konzentrationen der Zytokine IL – 6, IL – 1 und TNF –  sowie der LDH wurde dann aus den Überständen des Mediums bestimmt. Am Ende des Beobachtungszeitraumes wurde die Zellzahl in den verschiedenen Kulturen mit einem Cell – Counter bestimmt. Am Tag der höchsten Zytokinausschüttung wurden FACS – Analysen durchgeführt mit denen dann die einzelnen Populationen von Granulozyten, T – und B – Lymphozyten, Monozyten / Makrophagen sowie der hämatopoetischen Stammzellen ermittelt wurden. Ergebnisse Über den Beobachtungszeitraum haben wir eine leichte Zunahme der Zellzahl festgestellt, wobei sich die Verteilung der Zellen deutlich in Richtung avitaler Zellen gegenüber vitalen Zellen verschoben hat. Die Messung der Zytokine ergab einen deutlichen Anstieg des IL – 6 am Tag drei in allen drei Kulturen, die mit verschiedenen Konzentrationen von UHMW – PE Partikeln kultiviert worden waren. Für TNF –  und für IL – 1 fanden wir ebenfalls eine maximale Zytokinausschüttung am dritten Tag. unabhängig von der Konzentration der verwendeten Partikel. Die Untersuchung der LDH – Werte erbrachte keine signifikante Erhöhung in den Kulturen über den Beobachtungszeitraum. Die durchflusszytometrische Untersuchung ergab am Tag der höchsten Zytokinausshüttung für die Population der B – Lymphozyten eine dreifach signifikante Verminderung gegenüber den Kontrollkulturen. Bezüglich der Population der Monozyten / Makrophagen konnten wir am Tag der höchsten Zytokinexpression eine signifikante Erhöhung feststellen. Die Population der T – Lymphozyten hat sich am Tag der höchsten Zytokinausschüttung signifikant vermindert. Sowohl in den Populationen der Stammzellen und der Granulozyten, als auch in den Populationen der zytotoxischen T – Zellen und der T – Helferzellen konnten wir bis auf eine einfach signifikante Erhöhung der T – Helferzellen bei einer Konzentration von 105 Partikeln / Well keine weiteren signifikanten Veränderungen in den einzelnen Populationen feststellen. Diskussion Die Studie konnte zeigen, dass Abriebpartikel aus UHMW – PE das Wachstumsverhalten und die Zytokinproduktion der Zellen in einer humanen Knochenmarkszellkultur beeinflussen. UHMW – PE sind als toxisch einzustufen. Da die größten Veränderungen der Zytokinproduktion bei der Expression der Zytokine IL – 6 und TNF –  zu beobachten war, scheinen diese genannten Zytokine bei der Reaktion der humanen Knochenzellen auf Abriebpartikel eine entscheidende Rolle zu spielen. Die Freisetzung von IL – 1 ist in diesem Zusammenhang eher als untergeordnet zu betrachten. In den FACS – Analysen konnten signifikante Veränderungen in einzelnen Zellpopulationen durch die Zytokinausschüttung nachgewiesen werden. Bei Vergleichen mit anderen Zellkulturmodellen konnte gezeigt werden, dass der Beobachtungszeitraum einen großen Einfluss auf die Reaktion immunkompetenter Zellen auf die Abriebpartikel hat. Um genauere Aussagen über die Vorgänge bei der aseptischen Lockerung von Prothesen machen zu können, sollten Kulturen verwendet werden, die der Situation „in vivo“ möglichst nahe kommen. Die von uns verwendete Knochenmarkszellkultur ist dafür ein geeignetes Modell

Yoga Training Improves Metabolic Parameters in Obese Boys

Yoga has been known to have stimulatory or inhibitory effects on the metabolic parameters and to be uncomplicated therapy for obesity. The purpose of the present study was to test the effect of an 8-week of yoga-asana training on body composition, lipid profile, and insulin resistance (IR) in obese adolescent boys. Twenty volunteers with body mass index (BMI) greater than the 95th percentile were randomly assigned to yoga (age 14.7±0.5 years, n=10) and control groups (age 14.6±1.0 years, n=10). The yoga group performed exercises three times per week at 40~60% of heart-rate reserve (HRR) for 8 weeks. IR was determined with the homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR). After yoga training, body weight, BMI, fat mass (FM), and body fat % (BF %) were significantly decreased, and fat-free mass and basal metabolic rate were significantly increased than baseline values. FM and BF % were significantly improved in the yoga group compared with the control group (p\u3c0.05). Total cholesterol (TC) was significantly decreased in the yoga group (p\u3c0.01). HDL-cholesterol was decreased in both groups (p\u3c0.05). No significant changes were observed between or within groups for triglycerides, LDL-cholesterol, glucose, insulin, and HOMA-IR. Our findings show that an 8-week of yoga training improves body composition and TC levels in obese adolescent boys, suggesting that yoga training may be effective in controlling some metabolic syndrome factors in obese adolescent boys

Accumulation capacity of ions in cabbage (Brassica oleracea L.) supplied with sea water

Cabbage seedlings were grown hydroponically to study the effects of different concentrations of seawater on the seedling growth, ion content under one-fourth strength Hoagland's nutrient solution in the greenhouse. The biomass of various organs of cabbage seedlings as well as the whole plants was significantly higher in the treatments with 1 g and 2 g sea salt/L than the no-salt control, but the treatments with 4, 5 or 6 g sea salt/L caused a decrease in growth. Root/shoot ratio remained at the level of control regardless of the sea salt treatment. Na+ and Cl- concentration in different parts of cabbage seedlings increased significantly, whereas K+ and Ca2+ concentration generally increased at low concentrations of sea salt and then decreased with increasing seawater concentration. Sodium and K+ concentrations were significantly higher in the stems than roots and leaves regardless of the sea salt treatment. The sea salt treatment increased Mg2+ concentration in stems and leaves of cabbage seedlings. An increase in Na+ and Cl- concentration in roots, stems and leaves of cabbage seedlings was the main contributor to declining ratios of K+/Na+, Ca2+/Na+ and Mg2+/Na+. The obtained data suggest that cabbage seedlings have strong ability to sustain seawater stress by the regulation of transport and distribution of ions