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Die Auswirkungen eines abdominalchirurgischen Eingriffs auf das Immunsystem stellen im klinischen Alltag ein bedeutendes Problem dar. Ein operatives Trauma stört das Gleichgewicht des Immunsystems und verursacht eine Immundysfunktion. So ist die Mortalität einer postoperativ erworbenen Sepsis um ein Vielfaches höher als die einer spontan auftretenden. Deshalb sind dringend Modelle erforderlich, die es ermöglichen, die Mechanismen der postoperativen Immundysfunktion zu charakterisieren. Beim Intestinalen Manipulationsmodell (IMM), an der Universität Bonn ursprünglich als Ileusmodell konzipiert, wird bei eröffnetem Abdomen des Versuchstiers der Darm durch moderate Kompression manipuliert. Das simuliert die klinische Situation eines bauchchirurgischen Eingriffs. Unter der Fragestellung, ob sich IMM als Modell der postoperativen Immundysfunktion eignet, wurden verschiedene Parameter der systemischen Immunantwort untersucht. Um die Effekte durch die Manipulation des Darms darzustellen, verglichen wir verschiedene Schweregrade des operativen Traumas. In einem nächsten Schritt sollte geklärt werden, ob durch die Kombination IMM mit einem Sepsis-Modell, der problematische klinische Verlauf einer postoperativ auftretenden Sepsis simuliert werden kann. 1) Jede Form des chirurgischen Eingriffs führte zu einer Immundysfunktion. Dies konnte sechs Stunden postoperativ anhand einer erhöhten IL6-Konzentration im Serum, der supprimierten Sekretionsleistung stimulierter Splenozyten und einer Reduktion zirkulierender Lymphozyten gezeigt werden. Dabei war die Immunreaktion bei weitem nicht so schwer, dass eine gesteigerte Apoptoserate von Thymozyten beobachtet werden konnte. 2) Bei den genannten Effekten handelte es sich um weniger als drei Tage anhaltende Phänomene. Diese waren zudem abhängig vom Ausmaß des operativen Traumas, wie die protrahierte und verstärkte Zytokin-Sekretionsstörung stimulierter Splenozyten aus Mäusen mit dreimaliger Manipulation des Darms zeigte. 3) Die Überlebensrate einer postoperativ induzierten Sepsis war in den vor der Sepsisinduktion operierten Mäusen gegenüber den zuvor nicht operierten erhöht. Weiterhin unterschieden sich die operierten Gruppen voneinander abhängig vom Zeitpunkt der Sepsisinduktion. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass IMM wichtige Merkmale einer postoperativen Immundysfunktion nachstellen kann. Zusätzlich erfüllt dieses Modell die Voraussetzungen, um die Auswirkungen einer postoperativ erworbenen Sepsis künftig untersuchen zu können.
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.
