@phdthesis{Birkenmeier2008,
  author    = {Katrin Birkenmeier},
  title     = {Physiologische und funktionelle Charakterisierung von kardiodepressiven Substanzen aus dem post-isch{\"a}mischen, reperfundierten Rattenherzen},
  journal    = {Physiological and functional characterization of cardiodepressive substances from the post-ischaemic, reperfused rat heart},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000543-6},
  year      = {2008},
  abstract  = {Wird nach einer isch{\"a}mischen Phase, in der Herzmuskelgewebe vor{\"u}bergehend mit Sauerstoff und weiteren N{\"a}hrstoffen pathologisch bedingt unterversorgt wird, die Durchblutung des Gewebes wiederhergestellt (Reperfusion), finden auf zellul{\"a}rer Ebene komplexe Signaltransduktionsmechanismen statt, die entweder f{\"u}r das Gewebe sch{\"a}dlich sein k{\"o}nnen („Isch{\"a}mie-Reperfusionsschaden“) oder das Herzmuskelgewebe vor weiteren Sch{\"a}digungen sch{\"u}tzen (Kardioprotektion). Felix et al. gaben Hinweise auf w{\"a}hrend der fr{\"u}hen Reperfusion freigesetzte Substanzen in post-isch{\"a}mischem Effluat, die den Calciummetabolismus von isolierten adulten Rattenkardiomyozyten beeinflussen und in Folge die Kontraktilit{\"a}t reduzieren (Felix et al. 2001). Ziel der Arbeit war es, die Signalwege zu identifizieren, die negativ-inotrop auf isolierte Kardiomyozyten wirken, um letztendlich R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Identit{\"a}t der Mediatoren im Effluat ziehen zu k{\"o}nnen. Experimentelle Vorarbeiten gaben Hinweise darauf, dass die negativ-inotropen Mediatoren des Effluates aus dem Arachidons{\"a}ure-Stoffwechsel freigesetzt werden. Daher wurde in der Arbeit die Rolle des Cyclooxygenase- und Prostaglandin-Metabolismus bei der Vermittlung des negativ-inotropen Effekts von post-isch{\"a}mischem Effluat auf isolierte Kardiomyozyten untersucht. Nach 10 min globaler „stop-flow“-Isch{\"a}mie wurden Herzen adulter Ratten reperfundiert und das Koronareffluat {\"u}ber 30 s gesammelt. Die Effekte dieses post-isch{\"a}mischen Effluates auf die Zellkontraktion (systolische Zellverk{\"u}rzung) und den Calciumstoffwechsel (Calciumtransienten) wurden mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie an elektrisch stimulierten, laminierten und mit Fura-2AM gef{\"a}rbten adulten Rattenkardiomyozyten analysiert. Als Kontrolle wurde Effluat aus der Perfusion vor der Isch{\"a}miephase verwendet. Die vorliegende Untersuchung analysierte die Rolle der Cyclooxygenase und von Prostaglandin-Rezeptoren in der Signaltransduktion der negativ-inotropen Faktoren durch Anwendung verschiedener Inhibitoren und Antagonisten. Die Expression der Cyclooxygenase-Isoformen und der verschiedenen Prostaglandin-Rezeptoren wurde mittels Western Blot und Immunfluoreszenzf{\"a}rbungen untersucht. Laminierte und mit Fura-2AM gef{\"a}rbte adulte Kardiomyozyten exprimierten beide Isoformen der Cyclooxygenase. Die Expression der Stress-induzierten Cyclooxygenase-2 war in laminierten Kardiomyozyten im Vergleich zu nicht-laminierten Kardiomyozyten erh{\"o}ht. Adulte Rattenherzen exprimierten auf niedrigem Level basal die Cyclooxygenase-2. Eine 10-min{\"u}tige Isch{\"a}miephase f{\"u}hrte nicht zu einer Verst{\"a}rkung der Expression. Durch Vorinkubation der Zellen mit dem Cyclooxygenase-Inhibitor Indomethacin und den Cyclooxygenase-2-Inhibitoren NS-398 und Lumiracoxib wurde der negativ-inotrope Effekt von post-isch{\"a}mischem Effluat auf Calciummetabolismus und Kontraktilit{\"a}t gehemmt. Der Cyclooxygenase-1-Inhibitor SC-560 hingegen beeinflusste die Effekte des post-isch{\"a}mischen Effluates nicht. Post-isch{\"a}misches Effluat reduzierte in autonom kontrahierenden neonatalen Kardiomyozyten wie in adulten Zellen den Calciumtransienten und wirkte au{\"s}erdem reprimierend auf die Schlagfrequenz. Die reduzierende Wirkung auf beide Parameter konnte durch Anwendung von Indomethacin, NS-398 und Lumiracoxib blockiert werden. Im Western Blot konnten in isolierten Kardiomyozyten Rezeptoren f{\"u}r Prostaglandin D (DP1 und DP2), E (EP1-EP4), I und Thromboxane nachgewiesen werden. Durch die Anwendung selektiver Prostaglandin-Rezeptor-Antagonisten konnte der Signaltransduktionsmechanismus „downstream“ der Cyclooxygenase-2 auf die Rezeptoren EP2 und EP4 eingegrenzt werden. Der Effekt von post-isch{\"a}mischem Effluat ist au{\"s}erdem Proteinkinase A-abh{\"a}ngig. Die Ergebnisse der Experimente mit dem Proteinkinase A-Inhibitor Rp-cAMPS stehen im Einklang mit den cAMP-Analysen von Lysaten adulter Kardiomyozyten, die mit post-isch{\"a}mischem Effluat vorbehandelt wurden und im Vergleich zur Kontrolle eine erh{\"o}hte cAMP-Konzentration aufwiesen. Die negativ-inotrope Wirkung von post-isch{\"a}mischem Effluat zeigt eine kardioprotektive Funktion der post-isch{\"a}misch freigesetzten Substanzen an. Die Wirkung des Effluates konnte durch Anwendung des Inhibitors f{\"u}r sarkolemmale und mitochondriale Kalium(ATP)-Kan{\"a}le Glibenclamid und des f{\"u}r sarkolemmale Kalium(ATP)-Kan{\"a}le selektiven Inhibitors HMR-1098 aufgehoben werden. Au{\"s}erdem wurde die Wirkung des post-isch{\"a}mischen Effluates auf Kardiomyozyten in extrazellul{\"a}rem Milieu mit erh{\"o}hter Calciumkonzentration untersucht. Im Unterschied zur Kontrolle verminderte das post-isch{\"a}mische Effluat den intrazellul{\"a}ren diastolischen und systolischen Calciumanstieg. Bei den Mediatoren im post-isch{\"a}mischen Effluat handelt es sich vermutlich um Substanzen aus dem Arachidons{\"a}uere-Stoffwechsel, die in isolierten Kardiomyozyten durch die Cyclooxygenase-2 umgesetzt werden und {\"u}ber EP2-/EP4-Rezeptoren durch die Aktivierung von sarkolemmalen Kalium(ATP)-Kan{\"a}len negativ-inotrop und kardioprotektiv wirken.},
  language  = {de}
}