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Die Rolle des mitochondrialen Benzodiazepinrezeptors beim akuten myokardialen Reperfusionsschaden

Johnson, Victoria Louise Gertraude


Originalveröffentlichung: (2015) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.059 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-113701
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2015/11370/

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Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Medizinischen Klinik I
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6285-9
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 05.11.2014
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 23.03.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Es konnte bereits gezeigt werden, dass die Inhibierung des mitochondrialen Benzodiazepinrezeptors (mBzR) isolierte Herzen von Kaninchen nach Isch√§mie und Reperfusion vor post-reperfusionsbedingten Arryhthmien sch√ľtzen kann. In der vorliegenden Studie haben wir untersucht, ob die Inhibition des mBzR auch isolierte ventrikul√§re Kardiomyozyten vor zytosolischen Ca2+-Oszillationen und vor daraus resultierender Nekrose sch√ľtzen kann. Des Weiteren wollten wir untersuchen ob eine verminderte √Ėffnung der mitochondrialen Permeabilit√§ts Transistionspore (MPTP) diesem protektivem Mechanismus zu Grunde lieg.
Zur Durchf√ľhrung der Versuche verwendeten wir isolierte ventrikul√§re Kardiomyozyten adulter m√§nnlicher Wistar-Ratten. Diese wurden f√ľr 60 Minuten mit einem hypoxischen Medium und anschlie√üend mit einem normoxischen Medium perfundiert um Isch√§mie und Reperfusion zu simulieren. Zelll√§nge, zytosolisches Ca2+ und das √Ėffnen der MPTP wurden mit den Fluoreszenfarbstoffen Fura-2-AM bzw. Calcein-2AM detektiert. Mitochondriales Calcium wurde mit Rhodamin gemessen. Der mBzR wurde selektiv mit 10¬ĶM 4ClDZP (10¬ĶM) inhibiert, aktiviert wurde er mit 4,6¬ĶM FGIN-1-27. Die MPTP wurde selektiv mit 500nM Cyclosporin A inhibiert, jeweils w√§hrend der Reperfusion.
In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass es durch die Inhibition des mBzR w√§hrend der Reperfusion zu einer deutlichen Abnahme sowohl der Frequenz der zytosolischen Ca2+-Oszillationen als auch der Amplitude kam. Auch das Ausma√ü der Hyperkontraktur und der Nekrose wurde signifikant reduziert. Der mitochondriale Calcein-Verlust, als Surrogatmarker f√ľr die MPTP-√Ėffnung, konnte durch die Inihibition des mBzR deutlich reduziert werden. Der Effekt war vergleichbar mit dem von CspA, einem bekannten, potenten MPTP-Inhibitor. Auch zeigte sich eine signifikante Abnahme der Reaktiven Sauserstoffspezies (ROS) und des mitochondrialen Calciums w√§hrend des Reperfusion.
In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Inhibierung des mBzR Kardiomyozyten vor reperfusions-induzierter Nekrose sch√ľtzt, indem es zu einer Abnahme der Ca2+-Oszillationen kommt. Zus√§tzlich zeigt die vorliegende Arbeit dass es zu einer reduzierten √Ėffnung der MPTP kommt. Diesem Mechanismus liegt am ehesten eine Interaktion der MPTP mit dem mBzR zu Grunde, wahrscheinlich durch einen verminderten Gehalt an mitochondrialem Calcium.
Kurzfassung auf Englisch: Inhibition of the mitochondrial benzodiazepine receptor (mBzR) exhibits cardio-protective effects towards development of arrhythmia during ischemia and reperfusion in isolated rat heart. The present study investigated whether inhibition of the mBzR protects isolated cardiomyocytes against Ca2+ oscillation-induced necrosis and whether this is due to interaction with the mitochondrial permeability transition pore (MPTP).
Methods: Isolated adult rat cardiomyocytes were superfused for 60 min with a hypoxic buffer and then reperfused with a normoxic buffer to simulate ischemia and reperfusion, respectively. Cell length, cytosolic Ca2+ and MPTP opening were analysed using fura-2 or calcein, respectively. The concentration of mitochondrial Ca2+ was measured using rhodamine. The mBzR inhibitor 4ClDZP (10¬ĶM), an activator of the mBzR, FGIN-1-27 (4.6 ¬ĶM), or an inhibitor of the MPTP, cyclosporine A (CspA; 500 nM), were applied during reperfusion.
Results: Inhibition of mBzR during reoxygenation markedly reduced the frequency und amplitude of cytosolic Ca2+ oscillations. The extent of cardiomyocyte-contracture was markedly reduced, also the extent of necrosis was markedly reduced. The reperfusion-induced loss of mitochondrial calcein, which indicates MPTP opening, was significantly reduced by inhibition of mBzR. The effect was comparable with CspA, a known inhibitor of MPTP. Mitochondrial Ca2+ levels were notably reduced by inhibition of mBzR.
Conclusions: The present study shows that inhibition of the mBzR protects cardiomyocytes against reperfusion-induced necrosis by reducing Ca2+ oscillations. Furthermore, the data demonstrate a reduced opening of MPTP due to an interaction with mBzR, probably due to a decreased mitochondrial Ca2+-load.
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