Medizinische Universität Graz Austria/Österreich - Forschungsportal - Medical University of Graz
Gewählte Publikation:
Höll, A.
Erforschung von subzellulären Veränderungen in Rattenkardiomyozyten bei renaler Kardiomyopathie und diastolischer Dysfunktion
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] Graz Medical University; 2015. pp. 77
[OPEN ACCESS]
FullText
- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- Heinzel Frank
- Primessnig Uwe
- Altmetrics:
- Abstract:
- Einleitung Die Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion(HFpEF) macht ca. 50% der Fälle von chron. Herzinsuffizienz aus und zeigt in den letzten Jahren eine rasch steigende Prävalenz. Trotzdem gibt es keine effektive kausale Therapie, da die zugrundeliegenden Pathomechanismen ungenügend erforscht sind. Neben einer erhöhten Myokardsteifigkeit könnte auch die Beeinträchtigung der aktiven kardiomyozytären Relaxation eine Rolle spielen. Diese kann auch Folge von Veränderungen der intrazellulären Ca2+-Regulation sein. Ziel dieser Studie war herauszufinden, inwiefern es bei HFpEF zu Störungen der aktiven Relaxation und der Ca2+-Regulation in Kardiomyozyten kommen kann. Methoden Wir verwendeten das Tiermodell der subtotalen Nephrektomie bei Ratten. Nach Exzision des Herzens und Zellisolation wurden die Kardiomyozyten mit einem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff beladen. Es folgte die Messung der Ca2+-Transienten am konfokalen Laser Scanning Mikroskop unter Zellstimulation und -perfusion mit verschiedenen Lösungen. In der 1. Versuchsreihe analysierten wir Veränderungen der intrazellulären Ca2+-Konzentration und untersuchten die Bedeutung des Na+/Ca2+-Austauschers(NCX). Als Parameter für den Ca2+-Einstrom in die Zelle verwendeten wir die Time To Peak. Eine Aussage über die diastolische Ca2+-Entfernung trafen wir aufgrund des Abfalls des Ca2+-Transienten auf 50%/10%(frühe/späte Relaxationszeit) seines Maximalwertes. Weiters untersuchten wir die Rolle des NCX bei der Ca2+-Entfernung. Dazu gaben wir eine Koffeinlösung ins Zellbad, was zur Ca2+-Freisetzung aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum(SR) ins Zytosol führt. Über die Zeitkonstante des Abfalls des Koffein-induzierten Ca2+-Transienten konnten wir die Ca2+-Entfernung über den NCX als verbleibenden relevanten Ca2+-Transporter quantifizieren. Für die Registrierung einer SR-Ca2+-Leckage untersuchten wir die Frequenz der Ca2+-Sparks, welche Ausdruck eines spontanen fokalen zytosolischen Ca2+-Anstiegs sind. Wir führten die in vitro-Messungen 8 bzw. 24 Wochen nach Intervention(Nephrektomie oder Scheinoperation) durch, um frühe und späte Veränderungen der intrazellulären Ca2+-Regulation zu erfassen. In der 2. Versuchsreihe untersuchten wir die Effekte von SEA0400, einem Hemmer des NCX, auf die zuvor festgestellten Veränderungen an 24-Wochen-Tieren. Ergebnisse In der ersten Versuchsreihe konnten wir eine Verminderung der diastolischen Ca2+-Entfernung in den Zellen der NXT-Tiere feststellen. Die Kardiomyozyten zeigten eine Verlangsamung der frühen Relaxationszeit nach 8 Wochen und der späten Relaxationszeit nach 8 und 24 Wochen. Die Zeitkonstante des Koffein induzierten Ca2+-Transienten zeigte sich bei beiden Messzeitpunkten verlängert. Die Ca2+-Sparkfrequenz war nach 24 Wochen signifikant angestiegen. Die in vitro-Gabe von SEA0400 führte zu einer Verbesserung der Ca2+-Entfernung in der NXT-Gruppe. SEA0400 konnte die frühe Relaxationszeit verkürzen und die Zeitkonstante des Koffein induzierten Ca2+-Transienten verringern. Weiters konnten wir einen Rückgang der Ca2+-Sparkfrequenz beobachten. Die Time To Peak wurde durch SEA0400 in der NXT- und der SOP-Gruppe verlängert. Diskussion In unserem Tiermodell konnten wir eine diastolische Dysfunktion infolge verlangsamter diastolischer Entfernung des intrazellulären Ca2+ in isolierten Kardiomyozyten der Versuchstiere feststellen. Aus unseren Untersuchungen schließen wir, dass diese auf einer Steigerung der reverse mode-Aktivität des NCX beruht. Weiters konnten wir eine verstärkte Ca2+-Leckage aus dem SR registrieren. Da sich diese erst nach den anderen Veränderungen der Ca2+-Homöostase manifestierte, schlussfolgern wir, dass sie eher Folge als Ursache der diastolischen Dysfunktion darstellt. Die Ergebnisse der zweiten Versuchsreihe zeigen, dass die Blockade des NCX durch SEA0400 zu einer Verbesserung der verlangsamten [Ca2+]i-Entfernung führt.