Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Effekt des pro-inflammatorischen Zytokins Interleukin-1β (IL-1β) und reaktiver Sauerstoff Spezies (ROS) auf die chondrozytäre Veränderung der Osteoarthritis (OA). Diese Krankheit ist ein komplexes Zusammenspiel zwischen verschiedenen pathologischen Mechanismen. Mikroskopisch betrachtet resultiert OA in einem progredienten Verlust des Gelenksknorpels, welcher mit Schmerzen und eingeschränkter Beweglichkeit einhergeht. Immunologisch betrachtet beginnen die Zellen der Synovia, pro-inflammatorische Mediatoren wie IL-1β und Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) als Antwort auf die Gelenksfraktur zu bilden, was wiederum den Prozess der Entzündung ankurbelt. Die erhöhte Konzentration pro-inflammatorischer Zytokine stimuliert die Expression von Matrix Metalloproteinasen (MMP), was zum Abbau der Bestandteile der extrazellulären Matrix (ECM) führt. Als Begleiterscheinung ist die Konzentration der ROS, wie zum Beispiel dem Superoxid Anion (O2-), deutlich erhöht, resultierend in oxidativem Stress. Infolgedessen kommt es zur Alterung der Chondrozyten und Entzündung. Die Superoxid Dismutase (SOD) ist ein Enzym, das in der Lage ist, O2- in Sauerstoff (O2) und Wasserstoffperoxid (H2O2) umzuwandeln und es so zu neutralisieren. Da H2O2 für Zellen toxisch ist, werden die Enzyme Katalase und Glutathione Peroxidase benötigt, um dieses Zwischenprodukt zu Wasser (H2O) und O2 zu reduzieren. In dem entzündlichen Prozess der OA ist die Konzentration der SOD jedoch stark vermindert, was dazu führt, dass nicht ausreichend oxidierte Moleküle eliminiert werden können. Es gibt Therapien zur Verringerung der Symptome und Verbesserung der Gelenksbeweglichkeit, die Krankheit per se ist aber nicht heilbar. Zu diesen Therapien zählen Analgetika, SOD Derivate und operative Eingriffe wie Arthroplastien. Die vielversprechendsten Formen der Therapie stellen jedoch Hyaluronsäure (HA) Injektionen oder die Behandlung mit Hydrogen Sulfid (H2S) oder H2S-Donoren dar, da bereits einige Studien anti-oxidative und anti-inflammatorische Eigenschaften dieser Substanzen nachweisen konnten.
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