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Gewählte Publikation:
Katzbeck, J.
Frequenzabhängige Regulation der Genexpression im menschlichen Herzen
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] Graz Medical University; 2016. pp. 67
[OPEN ACCESS]
FullText
- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- Bisping Egbert Hubertus
- Wallner Markus
- Altmetrics:
- Abstract:
- Hintergrund: Eine häufige Ursache für Umbauprozesse am Herzen ist die Frequenzbelastung. Die dadurch entstehenden langfristigen strukturellen Veränderungen auf Zell- und Organebene werden durch Fibrose, Hypertrophie und Entzündungen verursacht und seit über 50 Jahren untersucht. Diese Arbeit untersuchte gezielt Veränderungen, welche bereits nach wenigen Stunden eintreten und konzentriert sich hierbei auf 9 Gene, welche mit Hypertrophie, Fibrose, Entzündung und Signaltransduktion in Verbindung stehen. Methode: Für die Experimente wurden zum einen atriale Muskelstreifen aus dem Herzohr des rechten Vorhofs von Patienten, an welchen eine offene Herzoperation durchgeführt wurde, zum anderen ventrikuläre Muskelstreifen von Organspenderen verwendet, deren Herzen aus technischen oder medizinischen Gründen nicht transplantationsfähig waren. In einem Organbad unter physiologischen Bedingungen wurden Muskelstreifen mit 2.5Hz und die Kontrollgruppe mit 0.5Hz für 6 Stunden oder 8 Stunden stimuliert und nach erfolgtem Experiment augenblicklich in flüsigem Stickstoff schockgefroren. Anschliessend erfolgte eine RNA Isolation und quantitative Realtime-Polymerase Kettenreaktion. Ergebnis: Im menschlichen Vorhofmyokard lässt sich eine Steigerung der Genexpression in den 9 untersuchten Genen feststellen. Im Bereich der Hypertrophie-assoziierten Gene kam es nach 6 Stunden bei ANP zu einem 1.2-fachen Anstieg und nach 8 Stunden bei BNP zu einem 1.2-fachen, bei ACTA1 zu einem 2.1-fachen, bei MYH7 zu einem 2.2-fachen und bei FHL1 zu einem 1.6-fachen Anstieg der Expressionsrate. Bei den Fibrose-assoziierten Genen kam es nach 8 Stunden bei TGFß1 zu einem 2.8-fachen und bei TIMP3 zu einem 2.4-fachen Anstieg der Expressionsrate. Das Entzündungs-assoziierte Gen ILR6 zeigte nach 6 Stunden eine 2.6-fache und das Signaltransduktions-assoziierte Gen RCAN1 nach 8 Stunden eine 4.5-fache Hochregulation. Im Ventrikelmyokard kam es hingegen zu keiner signfikanten Hochregulation bei allerdings auch geringerer Fallzahl. Diskussion: Diese Ergebnisse zeigen, dass bereits eine Frequenzbelastung von wenigen Stunden in humanem atrialen Myokard zu einer Expressionssteigerung von Hypertrophie-, Entzündungs-, Fibrose-, und Signaltransduktions-assoziierten Gene führt. Die Ergebnisse im sich im Gegensatz dazu offensichtlich anders verhaltenden Ventrikelmyokard erfordern die Bestätigung durch weitere Studien.