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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000959-5

Die Wirkung von Procalcitonin auf die glatte Muskulatur von Rattenaorten in vitro

  • HINTERGRUND: Es ist bekannt, dass bei septischen Patienten die Procalcitonin(PCT)-Konzentration im Blut erhöht ist. Die Mikrozirkulation dieser Patienten ist verschlechtert. Diese Veränderung der arteriellen Reaktivität könnte unter anderem mit den erhöhten PCT-Werten in Verbindung stehen. Wir testeten in vitro den direkten Effekt von PCT auf die isometrische Spannung von gesunden Rattenaorten. METHODE: Zu den in unseren Versuchsaufbau in Krebslösung eingespannten 2-3mm langen Aortenringen gaben wir PCT in ansteigenden Dosen; zum Teil präkontrahierten wir die Ringe mit 5*10-7M Phenylephrin (PE), um auch eine mögliche relaxierende Wirkung von PCT festzustellen. Nach Inkubation (30 Minuten oder 24 Stunden) in 5µg/ml PCT wurde die Dosis-Wirkbeziehung von PE mit der Kontrollgruppe verglichen. Für alle weiteren Versuche inkubierten wir die eine Hälfte der Präparationen mit 5µg PCT über 24 Stunden (zum Vergleich wurde die andere Hälfte in reiner Krebslösung inkubiert). Den Präparationen einer Versuchsreihe wurde das Endothel vor Inkubation mechanisch entfernt. Nach Präkontraktion mit PE 5*10-8M bzw. 5*10-7M wurden Veränderungen der Relaxation von Natrium-Nitroprussid (SNP) im Vergleich zur Kontrolle untersucht. In anderen Versuchen inkubierten wir (nach Präkontraktion mit PE) mit Thapsigargin (Ca-ATPase-Hemmer am sakroplasmatischen Retikulum)10-6M, L-NAME (NO-Synthase-Hemmer) 5*10-4M, SQ (cAMP-Produktions-Hemmer)10-4M, bzw. ODQ 10-5M (cGMP-Produktions-Hemmer) über 10 Minuten, um dann SNP in ansteigenden Dosen zu geben. Außerdem relaxierten wir die Ringe mit Isoproterenol (ISO) und Natriumazid (SA), und kontrahierten sie mit Natrium-orthovanadat (SOV). ERGEBNISSE: Es lässt sich für die direkte Gabe von PCT weder eine signifikante Relaxation bzw. Kontraktion feststellen. Des Weiteren hat PCT keinen Effekt auf die Kontraktion mit PE (weder nach 30minütiger bzw. 24stündiger Inkubation). Nach Kontraktion mit PE 5*10-8M lassen sich die Aortenringe mit SNP relaxieren, wobei die in PCT inkubierte Aortenringe (EC50:13,3 ± 0,22) im Vergleich zur Kontrollgruppe (13,5 ± 0,19) signifikant schlechter relaxieren (Mittelwert ± Standardfehlervon EC50; p< 0,024; n=12). Auch nach Präkontraktion mit PE 5*10-7M ist eine signifikante Verschlechterung der Relaxation der inkubierten Gruppe zu erkennen (EC50: 8,2 ± 0,05 für die Inkubation vs. 8,5 ± 0,06 für die Kontrolle; p< 0,017; n=8). Durch den Zusatz von Thapsigargin, L-NAME bzw. SQ nach Präkontraktion mit PE lässt sich der Unterschied, der bei Relaxation mit SNP zwischen den beiden Gruppen bestand, aufheben. Auch die Entfernung des Endothels führt zu einer Angleichung der Dosis-Wirkbeziehung von SNP in beiden Gruppen. ODQ inhibiert die Wirkung von SNP an den Präparationen, und es kommt zu keiner Relaxation. PCT hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Relaxationen mit ISO und SA, bzw. Kontraktionen mit SOV. SCHLUSSFOLGERUNG: PCT hatte keinen direkten Effekt auf die glatte Muskulatur der Aortenringe. Aber nach langer Inkubation (24Stunden) kommt es zur Hemmung der Wirkung von SNP. Es lässt sich vermuten, dass PCT eine Inhibition der Wirkungskaskade von SNP hervorruft. Diesem Effekt könnte die erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration und/oder die verminderte Bereitstellung von NO in der glatten Muskelzelle zu Grunde liegen. Begründet werden kann diese These mit der Tatsache, dass nach Inkubation mit Thapsigargin, L-NAME und SQ, bzw. nach Endothelentfernung die SNP-Wirkung nicht beeinflusst wird.
  • Background. The septic patients display, between numbers of other disturbances, vascular hyporeactivity. They often have an increased blood level of procalcitonin (PCT) but the mechanisms responsible for that increase and possible effects of PCT, particularly on the blood vessels, are not known. We examined whether PCT could have influence on normal rat blood vessel tension in vitro. Methods. Aortal rings, 2mm breit, with or without endothelium (-Endo), were suspended in an organ bath and isometric tension registered. Direct effects of the PCT and the effects of incubation with PCT on various contracting or relaxing agents were examined. Results. At rest or following pre-contraction with phenylephrine (PE, 10-8 or 10-7) PCT had no direct effect on rat aortal tension. Similarly pre-incubation (short, 30 min or long, 24 hours) with PCT (5µg/ml) did not influence responses to PE. Short incubationit with PCT also did not influence sodium nitroprusside (SNP) relaxation. However, long pre-incubation with PCT partially inhibited the relaxing effects of SNP of the preparations pre-contracted with PE. (PCT v.s. Controls, PE 5x10-8 EC50: 13.34 ± 0.22 v.s. 13.51 ± 0.19 (p< 0.02; n=12,) or by PE 5x10-7: 8.21 ± 0,05 vs. 8.53 ± 0.06; p< 0.02; n=8). These effects were abolished in preparations (–Endo), or following pre-incubated with Thapsigargin (10-6; SERCA inhibitor), SQ (10-4; cAMP synthesis inhibitor), or L-NAME (5x10-4, NO-synthesis inhibitor). The ODQ (10-5; cGMP synthesis inhibitor) completely inhibited the relaxing effects of SNP while relaxation with ISO (10-9-10-3M, beta adrenergic agonist) and contraction induced by sodium orthovanadate (10-8-10-3M; tyrosine-phosphatase inhibitor) were not affected by PCT incubation. The sodium azide (inhibitor of the mitochondrial Ca++ removal) had slight relaxing effects independent of PCT incubation. Conclusion. The PCT partially inhibited the relaxing effects of the SNP in rat aorta in vitro. These effects seam to be endothelium-dependent and may be linked to NO and intracellular Ca++ removal pathways.

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Metadaten
Author: Michael Dommasch
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000959-5
Title Additional (English):Incubation of rat aortal rings with procalcitonin partially inhibits sodium nitroprusside induced relaxation in vitro
Advisor:PD Dr. med. Dragan Pavlovic
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2011/04/20
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2011/03/30
Release Date:2011/04/20
GND Keyword:Aorta, In vitro, Procalcitonin, Ratte, Sepsis
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit