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Funktionelle Charakterisierung endogener postischämisch freigesetzter Mediatoren an isolierten Rattenherzmuskelzellen

  • Diese Arbeit charakterisiert endogen entstehende kardiodepressiven Mediatoren, die in der Reperfusionsphase des ischämischen Myokard freigesetzt werden sowie die Epoxyeicosa-tetraensäure 17,18 hinsichtlich ihrer Funktion. Dabei liegt besonderes Augenmerk auf der intrazellulären Signaltransduktionskaskade. Die Gewinnung des ischämischen Effluates erfolgte durch Reperfusion eines isolierten Rattenherzens für 30 s, nach einer 1Ominütigen Ischämiephase. Wir prüften den Effekt des Effluates und seiner Derivate sowie in einer zweiten Versuchsreihe der Epoxyeicosatetraensäure 17,18 auf Zellkontraktion und Kalziumtransient isolierter Rattenherzmuskelzellen in Interaktionsversuchen mit Inhibitoren der Cyclooxygenase unter Verwendung von Indomethacin, SC-560 und NS-398 sowie Hemmstoffen ATP-abhängiger Kaliumkanäle mit Glibenclamide und Sodium-5-hydroxydecanoate unter Nutzung eines Fluoreszenzmikroskops. Für die Interaktionsversuche inkubierten die Zellen jeweils zuerst mit dem Medikament bevor die zu testende Substanz dazugegeben wurde. Außerdem wurde 17,18 EETauf die Wirksamkeit der Regioisomere 17r,18s EET und 17s,18r EET untersucht. Das ischämische Effluat sowie dessen aufgereinigte Derivate bewirken eine konzentrationsabhängige Abnahme der Zellverkürzung und des Kalziumtransienten feldstimulierter isolierter Kardiomyozyten. Der Effekt ist durch Applikation eines unselektiven COX-Inhibitors, hier Indomethacin signifikant abzuschwächen, ebenfalls durch den selektiven COX-2-lnhibitor NS-398, nicht aber durch die selektive Blockade der COX 1 mit SC-560. Einen ähnlichen Effekt erreicht man durch Inkubation der Zellen mit Glibenclamide und dem Inhibitor der mitochondrialen KATP-Kanäle Sodium-5-hydroxydecanoate, deren Applikation die Reduktion der Zellkontraktion und der Kalziumtransienten signifikant vermindert. 17,18 EET verursacht analog eine dosisabhängige Verminderung der Kontraktilität und des Kalziumtransienten der Herzmuskelzellen. 17r,18s EET erwies sich als wirksamer Bestandteil des Racemates. Die kardiodepressive Wirkung von 17,18 EET konnte durch Inkubation der Zellen mit Indomethacin und NS-398 aufgehoben werden, wohingegen SC-560 keinen Einfluss zeigte. Nach Inkubation der Myozyten mit Inhibitoren der ATP regulierten Kaliumkanäle, ließen sich keine kardiodepressiven Effekte mehr nachweisen. Negativ ionotrope Substanzen, die vom postischämischen Myokard freisetzt werden reduzieren den Kalziumtransienten und die Zellverkürzung isolierter Rattenherzmuskelzellen über einen Cyclooxygenase-2-abhängigen Metabolismus sowie durch die Öffnung ATP regulierter Kaliumkanäle. Es erscheint möglich, dass 17,18 EET dem wirksamen Bestandteil des postischämischen Effluates entsprechen könnte. Ob die hier vorgestellten Mechanismen in analoger Weise bei Myokardischämien des Menschen ablaufen ist erst durch klinische Studien zu belegen.
  • The aim of this study was to functionally characterize endogenous cardiodepressive mediators, released during reperfusion as well as the epoxyeicosatetranoic acid 17,18. Adult isolated rat hearts were perfused by the Langendorff technique with a modified Krebs- Henseleit buffer. After ten minutes of gobal stop-flow ischaemia the effluent was collected at the onset of reperfusion, over a period of thirty seconds. We studied the effects of the postischaemic effluent and 17,18 EET on cell contraction and calciumtransients of isolated field stimulated rat cardiomyocytes by applying fluorescence microscopy. Particular interest was focused on signalling pathways. We examined the role of cyclooxy- genase, incubating the cells with either Indomethacin, NS-398 or SC-560, and potassium channels using Glibenclamide and Sodium-5-hydroxydecanoate. Further regioselectivity of 17,18 EET enantiomers was studied. Perfusion of isolated rat cardiomyocytes, dyed with Fura-2-AM, with ischaemic effluent and its derivates results in dose dependent decrease in contractility and calciumtransients, as does 17,18 EET. Incubation with Indomethacin prevented these cardiodepressive effects as does the selective cyclooxygenase 2 inhibitor NS-398, but not SC-560 blocking cyclooxygenase 1. To investigate if the mediators influence the open probabability of ATP gated potassium channels Glibenclamide, as unselective inhibitor of sarcolemmal and mitochondrial potassium channels and Sodium-5-hydroxydecanoate, as selective inhibitor of mitochondrial potassium channels, were used. Both abolished the decrease in cell shortening and calciumtransients of the ischemic effluent and 17,18 EET. 17r,18s EET is the active enatiomer. Negative inotropic substances are released from the postischaemic heart and reduce contractility and calciumtransients of isolated rat cardiomyocytes via a cyclooxygenase 2 dependent mechanism and by opening ATP sensitive potassium channels. The ischaemic effluent possibly contains 17,18 EET. Further clinical studies are necessary to assess the role of these mediators in human myocardial infarction.

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Metadaten
Author: Corina Labitzke
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000067-1
Title Additional (German):keine Angaben
Title Additional (English):Characterization of endogenous post-ischaemic in isolated rat cardiomyocytes
Advisor:PD Dr. Alexander Staudt
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2006/07/11
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Medizinische Fakultät (bis 2010)
Date of final exam:2006/04/24
Release Date:2006/07/11
GND Keyword:Ischämie, Ratte, Reperfusion
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Innere Medizin Abt. Gastroenterologie, Endokrinologie und Ernährungsmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit