Untersuchung zur Beteiligung von Proteinkinase A und Tyrosinkinasen an der Calcium-abhängigen Signaltransduktion von Glucagon-like Peptide 1(7-36)amid in Insulin-sezernierenden Zellen des endokrinen Pankreas

Glucagon-like Peptide-1(7-37)/(7-36)amid, GLP-1, ist ein insulinotropes intestinales Peptid-Hormon, das vor allem wegen der Verstärkung der Glukose-abhängigen Insulinsekretion, ein großes Potential bei der Therapie des Diabetes mellitus hat. Die Signaltransduktion von GLP-1 ist in weiten Teilen noch nicht geklärt. Bisherige Studien ergaben, dass GLP-1 an den G-Protein-gekoppelten GLP-1-Rezeptor bindet. Über Aktivierung der Adenylatzyklase erhöht sich der cAMP-Spiegel. Letztlich kommt es durch unbekannte Schritte zu einem Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration und zu einer erhöhten Insulinsekretion. Oftmals sind bei der Signaltransduktion Proteinkinasen wie die cAMP-abhängige Proteinkinase A oder Tyrosinkinasen beteiligt, so dass dies auch bei der GLP-1-induzierten Calciumerhöhung und Insulinsekretion vermutet wurde. Bisherige Arbeiten wurden oft ungeeignete ß-Zellmodelle ausgeführt, verwendet zum Beispiel nur ein Proteinkinase A-Hemmstoff und kamen so zu unterschiedlichen Ergebnissen über die Bedeutung von Proteinkinasen bei der Signaltransduktion von GLP-1. Ziel dieser Arbeit war es, die Beteiligung von Proteinkinase A und Tyrosinkinasen an der Calcium-abhängigen Signaltransduktion von Glucagon-like Peptide 1(7-36)amid in Insulin-sezernierenden Zellen des endokrinen Pankreas zu untersuchen. Dazu wurde 1.) eines geeigneten ß-Zellmodell, hier die Glukose-sensible INS-1-Zellen sowie ß-Zellen in präparierten Langerhanssche Inseln der Maus, und 2.) verschiedene, angemessene Proteinkinasehemmstoffe verwendet. Mit den Fluoreszenzfarbstoffen Fura-2 bzw. Bisoxonol wurden die intrazelluläre Calciumkonzentrationen an beiden Zelltypen sowie Veränderungen im Membranpotential der INS-1-Zellen gemessen. Um Artefakte am Rezeptor auszuschließen, wurde neben GLP-1 durch Forskolin die Adenylatzyklase direkt aktiviert. Weder durch den selektiven Proteinkinase A-Hemmstoff KT5720 (bis zu 20µM) noch Rp-cAMPs (bis 1mM) konnte eine Hemmung der GLP-1- oder Forskolin-Wirkung erzielt werden. Der dritte Proteinkinase A-Inhibitor H-89 selbst führte konzentrationsabhängig (bis 40µM) zu einer deutlichen Reduktion der Glukose-induzierten Effekte, wie den Calciumanstieg oder den Calciumoszillationen der Langerhansschen Inseln. Erst durch lange Inkubationszeiten mit deutlich höheren als sonst verwendeten Konzentrationen ließen sich die GLP-1 bzw. Forskolin-induzierte Erhöhung des Calciumspiegels sowie die Membrandepolarisation leicht reduzieren, so dass es sich dabei eher um einen sekundären Effekt infolge des verminderten Glukoseeinflusses zu handeln scheint. Insgesamt zeigte die fehlende Inhibition durch die drei Hemmstoffe, dass die Proteinkinase A an der Signaltransduktion von GLP-1 bzw. Forskolin zur Erhöhung des intrazellulären Calciumspiegels nicht beteiligt ist. Die Tyrosinkinase-Hemmstoffe Genistein (bis 100µM) und Herbimycin A (bis 20µM) führten beide, Genistein mehr als Herbimycin A, zu konzentrationsabhängigen, massiven Veränderungen der Glukose-abhängigen Calciumerhöhung sowie der Calciumoszillationen. Die Ursache hierfür, ob es sich dabei zum Beispiel um eine spezifische Tyrosinkinase-Hemmung oder vielleicht einen unspezifischen toxischen Effekt handelt, werden in der Literatur kontrovers diskutiert. In Relation zu diesen starken Veränderungen der Glukosewirkung ließ sich bei keinem der beiden Hemmstoffe eine isolierte Inhibition des GLP-1 oder Forskolin-Effektes zeigen. Auch der potente, unspezifische Proteinkinasehemmstoff Staurosporin bei relevanter Dosierung zeigte keine Beeinflussung der durch GLP-1 und Forskolin bedingten Calciumerhöhung sowie der Membrandepolarisation. Insgesamt zeigt dies Arbeit, dass für den GLP-1-induzierten Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration und der Membrandepolarisation weder Proteinkinase A noch Tyrosinkinasen, eher sogar keine Proteinkinase eine entscheidende Rolle spielt. An der möglichen Signaltransduktion dieser GLP-1-Effekte könnten ein nicht selektiver Kationenkanal über cAMP alleinig (NSCC) oder in Kombination mit einer Hyperpolarisation (HCN) ebenso wie der cAMP-regulierte Ras Guanin-Nucleotid-Austausch-Faktor, Epac, beteiligt sein. Um den genauen Mechanismus, unter anderem welche Ionenkanäle beeinflusst werden, aufzuschlüsseln, sind weitere Untersuchungen notwendig. Zudem ist zu erwähnen, dass in der Literatur ebenfalls ein Calcium-unabhängiger Anteile der GLP-1-induzierten Insulinsekretion beschrieben ist. So ist eine Beteiligung von Proteinkinasen distal der Calciumerhöhung, zum Beispiel durch Vergrößerung des Reservepools der Insulingranula oder einer Tyrosinkinase-abhängig verstärkter Exozytose, durchaus mit den Ergebnissen dieser Arbeit vereinbar

Untersuchung zur Beteiligung von Proteinkinase A und Tyrosinkinasen an der Calcium-abhängigen Signaltransduktion von Glucagon-like Peptide 1(7-36)amid in Insulin-sezernierenden Zellen des endokrinen Pankreas

Glucagon-like Peptide-1(7-37)/(7-36)amid, GLP-1, ist ein insulinotropes intestinales Peptid-Hormon, das vor allem wegen der Verstärkung der Glukose-abhängigen Insulinsekretion, ein großes Potential bei der Therapie des Diabetes mellitus hat. Die Signaltransduktion von GLP-1 ist in weiten Teilen noch nicht geklärt. Bisherige Studien ergaben, dass GLP-1 an den G-Protein-gekoppelten GLP-1-Rezeptor bindet. Über Aktivierung der Adenylatzyklase erhöht sich der cAMP-Spiegel. Letztlich kommt es durch unbekannte Schritte zu einem Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration und zu einer erhöhten Insulinsekretion. Oftmals sind bei der Signaltransduktion Proteinkinasen wie die cAMP-abhängige Proteinkinase A oder Tyrosinkinasen beteiligt, so dass dies auch bei der GLP-1-induzierten Calciumerhöhung und Insulinsekretion vermutet wurde. Bisherige Arbeiten wurden oft ungeeignete ß-Zellmodelle ausgeführt, verwendet zum Beispiel nur ein Proteinkinase A-Hemmstoff und kamen so zu unterschiedlichen Ergebnissen über die Bedeutung von Proteinkinasen bei der Signaltransduktion von GLP-1. Ziel dieser Arbeit war es, die Beteiligung von Proteinkinase A und Tyrosinkinasen an der Calcium-abhängigen Signaltransduktion von Glucagon-like Peptide 1(7-36)amid in Insulin-sezernierenden Zellen des endokrinen Pankreas zu untersuchen. Dazu wurde 1.) eines geeigneten ß-Zellmodell, hier die Glukose-sensible INS-1-Zellen sowie ß-Zellen in präparierten Langerhanssche Inseln der Maus, und 2.) verschiedene, angemessene Proteinkinasehemmstoffe verwendet. Mit den Fluoreszenzfarbstoffen Fura-2 bzw. Bisoxonol wurden die intrazelluläre Calciumkonzentrationen an beiden Zelltypen sowie Veränderungen im Membranpotential der INS-1-Zellen gemessen. Um Artefakte am Rezeptor auszuschließen, wurde neben GLP-1 durch Forskolin die Adenylatzyklase direkt aktiviert. Weder durch den selektiven Proteinkinase A-Hemmstoff KT5720 (bis zu 20µM) noch Rp-cAMPs (bis 1mM) konnte eine Hemmung der GLP-1- oder Forskolin-Wirkung erzielt werden. Der dritte Proteinkinase A-Inhibitor H-89 selbst führte konzentrationsabhängig (bis 40µM) zu einer deutlichen Reduktion der Glukose-induzierten Effekte, wie den Calciumanstieg oder den Calciumoszillationen der Langerhansschen Inseln. Erst durch lange Inkubationszeiten mit deutlich höheren als sonst verwendeten Konzentrationen ließen sich die GLP-1 bzw. Forskolin-induzierte Erhöhung des Calciumspiegels sowie die Membrandepolarisation leicht reduzieren, so dass es sich dabei eher um einen sekundären Effekt infolge des verminderten Glukoseeinflusses zu handeln scheint. Insgesamt zeigte die fehlende Inhibition durch die drei Hemmstoffe, dass die Proteinkinase A an der Signaltransduktion von GLP-1 bzw. Forskolin zur Erhöhung des intrazellulären Calciumspiegels nicht beteiligt ist. Die Tyrosinkinase-Hemmstoffe Genistein (bis 100µM) und Herbimycin A (bis 20µM) führten beide, Genistein mehr als Herbimycin A, zu konzentrationsabhängigen, massiven Veränderungen der Glukose-abhängigen Calciumerhöhung sowie der Calciumoszillationen. Die Ursache hierfür, ob es sich dabei zum Beispiel um eine spezifische Tyrosinkinase-Hemmung oder vielleicht einen unspezifischen toxischen Effekt handelt, werden in der Literatur kontrovers diskutiert. In Relation zu diesen starken Veränderungen der Glukosewirkung ließ sich bei keinem der beiden Hemmstoffe eine isolierte Inhibition des GLP-1 oder Forskolin-Effektes zeigen. Auch der potente, unspezifische Proteinkinasehemmstoff Staurosporin bei relevanter Dosierung zeigte keine Beeinflussung der durch GLP-1 und Forskolin bedingten Calciumerhöhung sowie der Membrandepolarisation. Insgesamt zeigt dies Arbeit, dass für den GLP-1-induzierten Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration und der Membrandepolarisation weder Proteinkinase A noch Tyrosinkinasen, eher sogar keine Proteinkinase eine entscheidende Rolle spielt. An der möglichen Signaltransduktion dieser GLP-1-Effekte könnten ein nicht selektiver Kationenkanal über cAMP alleinig (NSCC) oder in Kombination mit einer Hyperpolarisation (HCN) ebenso wie der cAMP-regulierte Ras Guanin-Nucleotid-Austausch-Faktor, Epac, beteiligt sein. Um den genauen Mechanismus, unter anderem welche Ionenkanäle beeinflusst werden, aufzuschlüsseln, sind weitere Untersuchungen notwendig. Zudem ist zu erwähnen, dass in der Literatur ebenfalls ein Calcium-unabhängiger Anteile der GLP-1-induzierten Insulinsekretion beschrieben ist. So ist eine Beteiligung von Proteinkinasen distal der Calciumerhöhung, zum Beispiel durch Vergrößerung des Reservepools der Insulingranula oder einer Tyrosinkinase-abhängig verstärkter Exozytose, durchaus mit den Ergebnissen dieser Arbeit vereinbar

Effectiveness of an intensive care telehealth programme to improve process quality (ERIC): a multicentre stepped wedge cluster randomised controlled trial

Purpose!#!Supporting the provision of intensive care medicine through telehealth potentially improves process quality. This may improve patient recovery and long-term outcomes. We investigated the effectiveness of a multifaceted telemedical programme on the adherence to German quality indicators (QIs) in a regional network of intensive care units (ICUs) in Germany.!##!Methods!#!We conducted an investigator-initiated, large-scale, open-label, stepped-wedge cluster randomised controlled trial enrolling adult ICU patients with an expected ICU stay of ≥ 24 h. Twelve ICU clusters in Berlin and Brandenburg were randomly assigned to three sequence groups to transition from control (standard care) to the intervention condition (telemedicine). The quality improvement intervention consisted of daily telemedical rounds guided by eight German acute ICU care QIs and expert consultations. Co-primary effectiveness outcomes were patient-specific daily adherence (fulfilled yes/no) to QIs, assessed by a central end point adjudication committee. Analyses used mixed-effects logistic modelling adjusted for time. This study is completed and registered with ClinicalTrials.gov (NCT03671447).!##!Results!#!Between September 4, 2018, and March 31, 2020, 1463 patients (414 treated on control, 1049 on intervention condition) were enrolled at ten clusters, resulting in 14,783 evaluated days. Two randomised clusters recruited no patients (one withdrew informed consent; one dropped out). The intervention, as implemented, significantly increased QI performance for 'sedation, analgesia and delirium' (adjusted odds ratio (99.375% confidence interval [CI]) 5.328, 3.395-8.358), 'ventilation' (OR 2.248, 1.198-4.217), 'weaning from ventilation' (OR 9.049, 2.707-30.247), 'infection management' (OR 4.397, 1.482-13.037), 'enteral nutrition' (OR 1.579, 1.032-2.416), 'patient and family communication' (OR 6.787, 3.976-11.589), and 'early mobilisation' (OR 3.161, 2.160-4.624). No evidence for a difference in adherence to 'daily multi-professional and interdisciplinary clinical visits' between both conditions was found (OR 1.606, 0.780-3.309). Temporal trends related and unrelated to the intervention were detected. 149 patients died during their index ICU stay (45 treated on control, 104 on intervention condition).!##!Conclusion!#!A telemedical quality improvement program increased adherence to seven evidence-based German performance indicators in acute ICU care. These results need further confirmation in a broader setting of regional, non-academic community hospitals and other healthcare systems

Die evaluering van Mens-Modellering by gevangenes

M.A. (Psychology)The overall aim of this study is to evaluate the effect that Human Modelling in a group therapeutic setting, has on the mental health or personal integration of prisoners. The General Systems Theory, principles of Cybernetics and Botes' (1987) integrated model of mental health are used as a meta theoretic point of departure. From the literature study it transpires that it is important to explain and treat the prisoner in totality in order to make treatment more effective. An attempt is thus made to formulate an integrated model for the explanation of the crime phenomenon by virtue of already existing models. Furthermore the personal functioning (intra- and interpersonal) - as index of mental health of the criminal is surveyed. A short comparison is done between the traits of a mentally healthy person (Botes, 1987) and the personal functioning of the criminal or prisoner. From this it appears that the criminal has certain deficiencies in this regard and hence cannot be described as an integrated person once the traits are unbalanced. He thus requires guidance towards a higher degree of personal integration, which should lead to a change in traits and accordingly balance is restored. From the literature study it is evident that treatment of prisoners is to a large extent unsuccessful. The reasons for this are pointed out. Human Modelling in a group therapeutic setting however, has the potential to lead the prisoner towards a higher degree of personal integration, due to it's metaphoric and synthetic nature, and to make treatment more successful. The potential that Human Modelling as a metaphor holds for the therapist and mental health of the prisoner, is pointed out and described..

Glucagon-Like Peptide 1 Elevates Cytosolic Calcium in Pancreaticβ -Cells Independently of Protein Kinase A1

AbstractGlucagon-like peptide 1 (7–36)amide (GLP-1) is an insulinotropic intestinal peptide hormone with a potential role as antidiabetogenic therapeutic agent. It mediates a potentiation of glucose-induced insulin secretion, by activation of adenylate cyclase and subsequent elevation of cytosolic free calcium,[ Ca2+]cyt. We investigated the role of protein kinase A (PKA) in GLP-1 signal transduction, using isolated mouse islets as well as the differentiated β-cell line INS-1. Two specific inhibitors of PKA, (Rp)-adenosine cyclic 3′,5′-phosporothioate (Rp-cAMPS, up to 3 mm) and KT5720 (up to 10 μm), did not inhibit the GLP-1-induced[ Ca2+]cyt elevation. Another PKA inhibitor, H-89, reduced the [Ca2+]cyt elevation only when applied at high concentrations (10–40 μm), higher than sufficient for PKA inhibition in many cell types. Furthermore, at these concentrations, H-89 also inhibited presumably PKA-independent processes such as glucose-induced [Ca2+]cyt elevations and intracellular calcium storage. This suggests a PKA-independent action of H-89. Similarly to H-89, the potent but unselective protein kinase inhibitor staurosporine inhibited the GLP-1-induced [Ca2+]cyt elevation only at high concentrations, at which it also inhibited glucose-induced [Ca2+]cyt elevations. The same observations as with GLP-1 were made when adenylate cyclase was stimulated with forskolin, for selective examination of signal transduction downstream of receptor and G protein. Our results suggest that the GLP-1-induced[ Ca2+]cyt elevation is mediated independently of PKA and thus belongs to the yet-little-characterized ensemble of effects that are mediated by binding of cAMP to other target proteins.</jats:p