@phdthesis{Hertrich2017,
  author    = {Isabel Hertrich},
  title     = {In-vitro Studie zur Charakterisierung des inotropen und lusitropen Effektes von Stimulatoren und Aktivatoren der l{\"o}slichen Guanylatzyklase (sGC) auf isolierte Kardiomyozyten},
  journal    = {In vitro study of the effects of stimulators and activators of the soluble guanylate cyclase on cell contraction an relaxation of isolated rat cardiomyocytes},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002760-8},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Herzinsuffizienz ist eine Erkrankung, die unabh{\"a}ngig von ihrer {\"A}tiologie durch eine Funktionsreduktion des linken und/oder rechten Ventrikels gekennzeichnet ist. Unabh{\"a}ngig von der Genese ist sie trotz medikament{\"o}ser und apparativer Therapiema{\"s}nahmen mit einer hohen Morbidit{\"a}t und Mortalit{\"a}t verbunden. Neben Vasopressoren ist vor allem die Gabe von Vasodilatatoren (Nitraten und NO-Donatoren) zur Vor- und Nachlastsenkung die Therapie der Wahl bei akut dekompensierter Herzinsuffizienz ohne schwerwiegende Hypotension. Die letztgenannten weisen zwar eine gute Wirksamkeit auf, jedoch kann es bei langer Therapiedauer zu einer Toleranzentwicklung kommen. Daher wurden neue Molek{\"u}le mit {\"a}hnlichem Wirkungsprofil entwickelt, sogenannte Stimulatoren (z.B. Riociguat) und Aktivatoren (z.B. Cinaciguat) der l{\"o}slichen Guanylatzyklase (sGC). Sie aktivieren bzw. stimulieren die sGC unabh{\"a}ngig von NO. In klinischen und tierexperimentellen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass die h{\"a}modynamischen Auswirkungen mit denen von NO-Donatoren vergleichbar sind, da die Substanzen keine Toleranzentwicklung induzieren. Cinaciguat weist zudem, gerade bei kardiovaskul{\"a}ren Erkrankungen, eine bessere Wirksamkeit auf. Unbekannt ist bisher, ob diese NO-unabh{\"a}ngigen sGC Stimulatoren und Aktivatoren direkte inotrope und lusitrope Effekte auf isolierte Kardiomyozyten aus{\"u}ben. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Einfluss der sGC-Stimulatoren BAY 41-2772 (10^-11-10^-5M) und Riociguat (10^-10-10^-5M), sowie der sGC-Aktivatoren BAY 63-2770 (10^-12-10^-6M) und Cinaciguat (10^-10-10^-5M) in-vitro auf die Kontraktion und Relaxation, sowie auf die intrazellul{\"a}ren cAMP- und cGMP-Spiegel von isolierten Rattenkardiomyozyten zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden mit Hilfe einer Langendorff-Anlage ventrikul{\"a}re Kardiomyozyten aus frisch entnommenen Rattenherzen isoliert und anschlie{\"s}end mit den obengenannten sGC-Stimulatoren und Aktivatoren stimuliert. Mit Hilfe eines „Video-Edge-Detection-Systems“, das an ein Fluoreszenzmikroskop gekoppelt ist, konnten die maximale Kontraktilit{\"a}t, die Kontraktionsgeschwindigkeit, die Relaxationsgeschwindigkeit und der Calcium-Transient ermittelt werden. Die inotropen und lusitropen Ver{\"a}nderungen wurden mit den Effekten von Isoproterenol, Verapamil und den NO-Donatoren (DEA/NO, SIN-1 Chlorid), verglichen. Mittels Radioimmunoassay wurde die durch Stimulation mit Riociguat, Cinaciguat, Isoproterenol und DEA/NO induzierte cAMP- und cGMP-Konzentration in den isolierten Rattenkardiomyozyten gemessen. F{\"u}r Isoproterenol konnte eine konzentrationsabh{\"a}ngige (10^-8-10^-5M) Zunahme der Inotropie und Lusitropie beobachtet werden, wohingegen f{\"u}r Verapamil eine konzentrationsabh{\"a}ngige Abnahme der Zellverk{\"u}rzung (10^-7 und 10^-5M), der Kontraktionsgeschwindigkeit (10^-6-10^-5M) sowie der Relaxationsgeschwindigkeit (10^-7M) nachgewiesen werden konnte. Die Vorl{\"a}ufersubstanz von Riociguat BAY 41-2272 induzierte in hohen Konzentrationen (10^-6 und 10^-5M) eine Zunahme sowohl der Kontraktilit{\"a}t wie auch der Relaxation. Nach Gabe der eigentlichen Pr{\"u}fsubstanz Riociguat, sowie BAY 60-2770 und Cinaciguat konnte im Vergleich zu den NO-Donatoren (DEA/NO, SIN-1 Chlorid) keine Ver{\"a}nderung der Kontraktilit{\"a}t, Relaxation und des Calcium-Transienten der Herzmuskelzellen festgestellt werden. Ausschlie{\"s}lich in der h{\"o}chsten Konzentration von DEA/NO konnte eine transiente Abnahme der Kontraktilit{\"a}t nach 2 Minuten beobachtet werden. Aufgrund bereits gewonnener Daten an Tiermodellen, wie z.B. Hunden, aber auch an gesunden Probanden, wurde die Induktion eines positiv lusitropen Effekt nach Gabe der Stimulatoren und Aktivatoren angenommen. Diese Annahme konnte jedoch durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit nicht best{\"a}tigt werden, obwohl die Behandlung der Rattenkardiomyozyten mit DEA/NO und den Aktivatoren und Stimulatoren der sGC zu einem cGMP-Anstieg f{\"u}hrten. Die verbesserte Relaxation in den vorangegangenen Studien ist eher eine Folge der Vor- und Nachlastsenkung aufgrund des vasodilatatierenden Effektes unter den Stimulatoren und Aktivatoren der sGC, und weniger eine Folge eines direkt positiv lusitropen Effektes auf die Kardiomyozyten. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Substanzen in den gew{\"a}hlten Konzentrationen keine nennenswerten Effekte auf isolierte Kardiomyozyten gesunder Ratten aus{\"u}ben, weder hinsichtlich der Kontraktion noch der Relaxation. Ob Effekte an isolierten Kardiomyozyten von herzinsuffizienten Herzen oder in Kombination mit NO-Donatoren erreicht werden k{\"o}nnen, m{\"u}ssen zuk{\"u}nftige Untersuchungen erst noch zeigen.},
  language  = {de}
}