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Gewählte Publikation:
Esser, J.
Kalzium-Empfindlichkeit der Myofilamente in Autophagie-defizienten Mauskardiomyozyten
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] Medizinische Universitaet Graz; 2021. pp. 48
[OPEN ACCESS]
FullText
- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- Rainer Peter
- Sedej Simon
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- Abstract:
- Sowohl eine intakte Kalziumhomöostase als auch Autophagie sind für die strukturelle und funktionelle Homöostase des Herzens essenziell. Ohne Autophagie können sich in Zellen beschädigte Proteine und Zellorganellen ansammeln und somit zu einer Dysfunktion und gestörter Kalziumhomöostase führen. Genetisch veränderte Mäuse mit einer herzspezifischen Inhibition der Autophagie (Atg5-/-) entwickeln eine linksventrikuläre Hypertrophie, welche mit einer dilatativen Kardiomyopathie mit systolischer Dysfunktion einhergeht und zu frühzeitigem Tod führt. Obwohl Atg5-/- Mäuse im jungen Alter (bis circa 15 Wochen) phänotypisch scheinbar gesund sind, zeigen sie, wenn sie vermehrt akutem beta-adrenergen Stress ausgesetzt sind, eine reduzierte Belastbarkeit und Kontraktilität des Herzens. Da die Kontraktionskraft des Herzens unter anderem stark von der Kalziumsensitivität der kardialen Myofilamente abhängt, wurde in dieser Arbeit getestet, ob sich die reduzierte Belastbarkeit bei akuter beta-adrenerger Stimulation in Autophagie-defizienten Mäusen durch eine Verminderung der Kalzium-Empfindlichkeit der Myofilamente erklären lässt. Dafür wurden linksventrikuläre Kardiomyozyten von Atg5-defizienten Mäusen und einer Kontrollgruppe (Wildtyp) durch eine Enzym-basierte Isolation am Langendorff Setup gewonnen und mit dem ratiometrischen, kalziumsensitiven Farbstoff Fura-2AM beladen. Daraufhin wurden mit Hilfe von Fluoreszenzmikroskopie sowohl die Kalziumtransienten im Zytosol als auch, in Kombination mit Video-Edge-Detektion, die Sarkomerlänge gemessen. Die Zellen wurden unter basalen Bedingungen und nach Gabe des beta-Mimetikums Isoprenalin gemessen und daraufhin analysiert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass bei einer Stimulationsfrequenz von 0,5 Hz die Amplituden und die Kinetik der Kalziumtransienten und der Sarkomerlängen bei Atg5-/- Mäusen sowohl unter basalen Bedingungen als auch nach Isoprenalingabe vergleichbar mit Atg5+/+ Mäusen waren. Die Kalzium-Empfindlichkeit der Myofilamente in der Atg5-/- Gruppe war im Vergleich zum Wildtyp unverändert. Eine mögliche Erklärung für dieses Ergebnis ist, dass unter anderem Faktoren wie der Frank-Starling-Mechanismus in diesen in vitro Versuchen nicht mit einbezogen wurden und somit nicht in ausreichendem Maße die in vivo Bedingungen nachgestellt werden konnten.