Effects of gut-derived inflammation and oxidative stress on vascular dysfunction and arterial hypertension in experimental celiac disease

Abstract

Zöliakie (CeD) wird zunehmend mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht. Klinische Studien weisen auf höhere Mortalitätsraten und eine Zunahme kardiovaskulärer Ereignisse bei Zöliakie-Patienten hin. Ziel dieser Arbeit war es, mithilfe des NOD-DQ8-Mausmodells die Auswirkungen aktiver und nicht-aktiver Zöliakie auf das Herz-Kreislauf-System zu untersuchen. Ein besonderer Fokus lag auf den zugrundeliegenden Mechanismen und beteiligten zellulären sowie molekularen Komponenten. Die Ergebnisse zeigten eine erfolgreiche Induktion der Zöliakie im Mausmodell, gekennzeichnet durch eine Infiltration von Immunzellen und Kryptenhyperplasie im Dünndarm, was zu einem reduzierten Verhältnis aus Zottenhöhe und Kryptentiefe führte. Systemische Analysen ergaben signifikante gliadininduzierte Veränderungen, darunter ein erhöhter Blutdruck und gesteigerte Serumcholesterinwerte. Trotz nachweislich erhöhter Entzündungswerte und oxidativem Stress im Herzen konnten keine funktionellen Einschränkungen der Herzleistung festgestellt werden. Hingegen wurde im Aortengewebe eine deutliche Gefäßdysfunktion beobachtet, bedingt durch oxidativen und nitro-oxidativen Stress sowie eine vermehrte Infiltration myeloider Immunzellen. Die Analyse des Fettgewebes zeigte unterschiedliche Reaktionen: Das perivaskuläre Fettgewebe (PVAT) wies eine stärkere proinflammatorische Beteiligung auf als das epididymale Fettgewebe (EWAT). Im Gehirn konnte eine erhöhte Expression entzündungsrelevanter Gene nachgewiesen werden, was auf weitreichende systemische Entzündungsreaktionen hinweist. Ein Wechsel zu einer glutenfreien Diät führte innerhalb von zwei Wochen zu einer Normalisierung des Blutdrucks, der Gefäßfunktion und der oxidativen Stresswerte. Dies unterstreicht das Potenzial der diätetischen Intervention zur Umkehrung entzündungsbedingter Schäden. Die Analyse mittels Olink-Plasma-Proteomik identifizierte Interleukin-17A (IL-17A) als möglichen Schlüsselmediator, der intestinale Entzündungsprozesse mit systemischen und vaskulären Effekten verbindet. Diese Ergebnisse tragen zum Verständnis der Beziehung zwischen Zöliakie, systemischen Entzündungen und kardiovaskulären Komplikationen bei und verdeutlichen die Bedeutung einer frühzeitigen Diagnose sowie geeigneter diätetischer Maßnahmen zur Prävention solcher Folgeerkrankungen.