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Gewählte Publikation:
Mittler, T.
Die Struktur der Kernhülle von Herzmuskelzellen
[ Diplomarbeit ] Medical University of Graz; 2010. pp.66
[OPEN ACCESS]
FullText
- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- Heinzel Frank
- Kockskämper Jens
- Altmetrics:
- Abstract:
- Ca2+ ist für die Kardiomyozyten-Funktion unverzichtbar. Im Zellkern reguliert die nukleoplasmatische Ca2+-Konzentration ([Ca2+]) u.a. die Transkription (sog. Erregungs-Transkriptions-Kopplung) und ist damit an der Entstehung von Hypertrophie und Herzinsuffizienz beteiligt. Wie genau die [Ca2+] im Zellkern reguliert wird, ist jedoch bis heute weitgehend unbekannt. Das Ziel dieser Arbeit war daher die strukturelle und funktionelle Charakterisierung der nukleären Ca2+-Speicher in isolierten Kardiomyozyten. Dazu wurden die intrazellulären Ca2+-Speicher isolierter Maus- und Ratten-Kardiomyozyten mit Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen (Fluo-4, MAG-Fluo-4, Fluo-5N) angefärbt und mit Hilfe der 2D- und 3D-Konfokalmikroskopie dargestellt. Der Nachweis einer Kernhülle mit tubulusartigen Strukturen, die den Kern durchziehen, sog. nukleoplasmatisches Retikulum (NR), war regelmäßig mit den 3 Ca2+-Farbstoffen möglich; besonders gut geeignet war MAG-Fluo-4. Das NR entsprang aus der Kernhülle und verlief gewölbt an der Innenseite der Kernhülle entlang, insbesondere im oberen und unteren Bereich des Kerns. Die Länge, Breite und Höhe der Kerne in Maus-Ventrikelmyozyten betrug 14.3+/-0.4 Mikrometer, 4.9+/-0.2 Mikrometer bzw. 3.2+/-0.1 Mikrometer. Ähnliche Werte wurden für die Kerne in Vorhof- und Ventrikelmyozyten der Ratte erhoben. Kerne in Maus-Ventrikelmyozyten besaßen mit 5.4+/-0.1 Tubuli etwa doppelt so viele Tubuli wie Kerne in Ratten-Ventrikelmyozyten mit 2.8+/-0.2 Tubuli (P<0.05). Die Anzahl der Kerntubuli stieg in beiden Spezies mit zunehmender Länge der Kerne signifikant an. Die Gabe von Koffein (20 mM) führte zu einer Entleerung von Kernhülle und NR. Die Fluoreszenzerholung nach Koffein-Gabe, die einer Wiederauffüllung der Speicher mit Ca2+ entspricht, war nahezu vollständig (ca. 85-95%) und für unterschiedliche Bereiche der Kernhülle und des NR gleich groß. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zellkerne in Vorhof- und Ventrikelmyozyten von Maus und Ratte eine Kernhülle und ein NR als funktionelle nukleäre Ca2+-Speicher besitzen. Aus diesen Speichern kann Ca2+ freigesetzt und aktiv wiederaufgenommen werden. Die Anzahl der Kerntubuli ist speziesabhängig; sie nimmt mit zunehmender Länge der Kerne zu. Das NR dient somit vermutlich einer Oberflächenvergrößerung des Kerns und ermöglicht eine lokale [Ca2+]-Regulation im Inneren des Kerns.