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Kürzlich durchgeführte Studien an immortalisierten Lymphoblasten haben eine möglicherweise vererbte gesteigerte intrazelluläre Signalweiterleitung in einer Untergruppe von Patienten mit essentieller Hypertonie aufgedeckt. Da diese Studien an einer begrenzten Zahl von Zellinien durchgeführt worden waren, sind Rückschlüsse betreffs der Prävalenz dieses Phänotyps in der gesamten normo- und hypertensiven Population unmöglich. Wir stellten deshalb von 26 normo- und 37 hypertensiven Probanden Zellinien aus mit Epstein-Barr-Viren immortalisierten Lymphoblasten her. Nachfolgend ermittelten wir den Anstieg der freien Ca2+-Konzentration, [Ca2+]i, die durch Stimulation mit 0,1 µmol/l platelet-activating factor (PAF) in Fura-2-beladenen Zellen hervorgerufen wurde. PAF-induzierte [Ca2+]i-Anstiege waren vom Spenderalter in den Zellen der normotensiven und hypertensiven Probanden unabhängig. Die basalen [Ca2+]i-Werte waren zwischen den beiden Kollektiven nicht signifikant unterschiedlich. Mit Hilfe der mittleren zweifachen Standardabweichung des PAF-induzierten [Ca2+]i-Anstieges über die Basalwerte (=110 nmoll) als oberen Normalwert können wir schätzen, daß erhöhte [Ca2+]i-Signale in den hypertensiven Probanden mit 30% deutlich mehr prävalent als in den normotensiven Probanden (4 %) sind. Wir spekulieren, daß eine gesteigerte Reaktivität von Pertussis-Toxin-sensitiven G-Proteinen als primärer Defekt in ungefähr einem Drittel der gesamten Population von essentiellen Hypertonikern vorliegt.
Zum Einfluss des Kationenkanals TRPV4 auf Kontraktionsverhalten und Ermüdung von Maus-Skelettmuskeln
(2012)
Diejenigen Mechanismen, welche innerhalb der skeletalen Myozyten zur Kontraktion und Kraftentfaltung führen, sind heute, bis auf wenige verbleibende Mysterien, sehr gut verstanden. In der Hauptsache werden zu den relevanten Membranproteinen, die im Exzitations- und Kontraktionsgeschehen der Myozyten von Bedeutung sind, der sarkolemmale Dihydropyridinrezeptor sowie der sarkoplasmatische Ryanodinrezeptor gezählt - nicht aber TRP-Ionenkanäle. Diese werden hingegen u.a. mit der Sensorik von Geschmack, Temperatur, Osmolarität, Nozizeption sowie taktiler Reize in Verbindung gebracht. TRP-Ionenkanäle werden ubiquitär exprimiert. Ihre Existenz innerhalb des Sarkolemms von Myozyten, sowohl vom glatten als auch vom quergestreiften Typus, ist belegt. Die belgische Gruppe um Nadège Zanou, Georges Shapovalov und Phillip Gailly publizierten Hinweise, die darauf hindeuten, dass ein spezieller kanonischer TRP-Ionenkanal, der TRPC1, möglicherweise eine Rolle im Kontraktionsgeschehen der quergestreiften Myozyten spielt. Solche Beobachtungen werfen unter anderem die Frage auf, ob es weitere Kandidaten der TRP-Proteinfamilie gibt, die in die myozytären Kontraktionsprozesse involviert sind. Es ist derzeit teilweise geklärt, welche Funktionen TRP-Ionenkanäle der TRPV-Subfamilie innerhalb glatter Muskelzellen übernehmen. Welche Bedeutung Vertreter der TRPV-Subfamilie für die quergestreiften Myozyten haben, ist aktuell aber noch nicht hinreichend geklärt. Die vorliegende Dissertation thematisiert die wissenschaftliche Frage nach der funktionellen Bedeutung von TRPV4-Ionenkanälen für die Kontraktions- und Ermüdungsvorgänge innerhalb der quergestreiften Muskulatur der Maus. Um die Frage beantworten zu können, ob TRPV4-Kationenkanäle innerhalb der quergestreiften Myozyten funktional sind, führten wir In-vitro-Kraftmessungen mit isolierten Mm. solei der Wildtypmäuse C57Bl/10Sc/J und C57Bl/6 sowie der TRPV4-defizienten Maus durch. Darüber hinaus haben wir den Einfluss von 4aPDD, ein Phorbolesterderivat und selektiver TRPV4-Aktivator, auf Kontraktions- und Relaxationszeiten, die maximalen Kraftentwicklungen sowie die Muskelermüdung (Fatigue) untersucht. Im Rahmen unserer Untersuchungen konnten wir zeigen, dass sich der quergestreifte Muskel über eine TRPV4-Stimulation im Hinblick auf seine Maximalkraftentwicklung und Ermüdungserscheinungen positiv beeinflussen lässt, wohingegen dabei sowohl die Kontraktions- als auch die Relaxationskinetiken unbeeinflusst blieben. Unsere Resultate und Beobachtungen stellen somit ein deutliches Plädoyer für die Funktionalität der TRPV4-Ionenkanäle innerhalb der quergestreiften Myozyten dar.