Dosisabhängige Aktivierung von antiapoptotischen und proapoptotischen Wegen durch Ethanolbehandlung in menschlichen vaskulären Endothelzellen

Moderater, aber nicht starker Alkoholkonsum hat sich als schützend gegen kardiovaskuläre Morbidität erwiesen. Wir untersuchten die Auswirkungen der Ethanol (EtOH) Behandlung auf den das Zellüberleben fördernden Phosphatidylinositol 3-Kinase (PI3K)/Akt-Weg in kultivierten menschlichen Nabelschnurvenenendothelzellen (HUVEC). Die Exposition von Zellen gegenüber 2-20 mm EtOH führte innerhalb von kurzer Zeit (<10 min) zur Induktion der Akt-Phosphorylierung, die durch Pertussistoxin oder die PI3K-Inhibitoren Wortmannin und LY294002 verhindert werden konnte. Unter den downstream Effektoren von PI3K/Akt wurden p70S6-Kinase, Glykogensynthasekinase 3alpha/beta und IkappaB-alpha phosphoryliert, was zu einer dreifachen Aktivierung von NF-kappaB führte. EtOH aktivierte ebenfalls p44/42 Mitogen-aktivierte Protein-Kinase auf PI3K-abhängige Weise. Niedrige Ethanolkonzentrationen erhöhten die Aktivität der endothelialen Stickstoffmonoxid-Synthase, was durch die Transfektion von HUVEC mit dominant-negativem Akt blockiert werden konnte und den PI3K/Akt-Weg in diesem Effekt impliziert. Der Adenosin A1-Rezeptorantagonist 1,3-Dipropylcyclopentylxanthin verhinderte die Phosphorylierung von Akt, die in Gegenwart von EtOH, Adenosin oder dem A1-Agonisten N(6)-Cyclopentyladenosin beobachtet wurde. Die Inkubation von HUVEC mit 50-100 mm EtOH führte zu einem mitochondrialen Permeabilitätsübergang und zur Aktivierung von Caspase-3, gefolgt von Apoptose, wie durch DNA-Fragmentierung und TUNEL-Assays dokumentiert. Die von EtOH induzierte Apoptose wurde nicht von DPCPX beeinflusst und wurde durch Wortmannin oder LY294002 verstärkt. Wir schließen daraus, dass die Behandlung mit niedrigen Ethanolkonzentrationen den das Zellüberleben fördernden PI3K/Akt-Weg in Endothelzellen durch einen adenosinrezeptorabhängigen Mechanismus aktiviert und die Aktivierung des proapoptotischen Caspase-Weges durch höhere Ethanolkonzentrationen über einen adenosinunabhängigen Mechanismus solche Effekte maskieren oder aufheben kann.