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Die Reduktion der Kontraktionsamplitude elektrisch stimulierter,isolierter ventrikulärer Kardiomyozyten der Ratte durch den kappa-Opioidrezeptoragonisten U-50,488 wird nicht über eine Adenylylcyclase vermittelt

Dierkes, Birgit


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler 2010
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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Rudolf-Buchheim-Institut für Pharmakologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5588-2
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.04.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 27.05.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Der kappa-Opioidrezeptoragonist U-50,488 vermindert die Amplitude der Kontraktion
elektrisch stimulierter, ventrikulärer Kardiomyozyten der Ratte. Auch unter
Stimulation beta1-adrenerger Rezeptoren mit Isoprenalin ist eine Reduktion der
kontraktilen Antwort der Zellen zu beobachten (Wenzlaff et al. 1998). Diese Befunde
lassen eine Interaktion zwischen beta1-Adrenozeptor und Opioidrezeptor vermuten. Wir
untersuchten deshalb die Wirkung von U-50,488 auf die Aktivität der Adenylylcyclase
(AC) in Membranpräparationen isolierter Kardiomyozyten der Ratte. Aus den
retrograd perfundierten Herzen männlicher Wistar-Ratten wurden Membranpräparationen
hergestellt. Diese wurden entweder in flüssigem Stickstoff gefroren
und bei -80°C gelagert oder direkt im AC-Assay eingesetzt. Die AC wurde durch
Isoprenalin und Forskolin stimuliert. Die Enzymaktivität stieg unter Isoprenalin auf
das Doppelte und unter Forskolin auf das 6fache der Kontrolle. Zum Vergleich wurde
die Wirkung des muskarinischen Acetylcholinrezeptoragonisten Carbachol
untersucht. Unter Carbacholwirkung sank die AC-Aktivität konzentrationsabhängig
auf 67 % bei unstimulierten Membranen, auf 79 % unter Isoprenalinstimulation und
auf 82 % unter Forskolinstimulation. Der kappa-Opioidrezeptoragonist U-50,488 hatte
keine Wirkung auf die unstimulierte, Isoprenalin-stimulierte oder Forskolin-stimulierte
AC-Aktivität. Weiterhin wurden in Kontraktilitätsmessungen ein PLC- und ein PKCInhibitor
untersucht. Zunächst wurden die Kardiomyozyten mit dem PLC-Inhibitor U-
73,122 vorbehandelt. Darunter zeigte sich keine Änderung der basalen und
Isoprenalin-stimulierten Zelllängenänderung. Die Reduktion der Zelllängenänderung
der Kardiomyozyten durch den kappa-Opioidrezeptoragonist U-50,488 wird jedoch durch
den PLC-Inhibitor U-73,122 aufgehoben. Weiterhin wurden die Zellen mit
Chelerythrin, einem PKC-Inhibitor, vorbehandelt. Auch dies führte zu einer
Aufhebung des U-50,488-Effekts auf die Zelllängenänderung der Kardiomyozyten.
Die Reduktion der Kontraktionsamplitude elektrisch stimulierter, isolierter
ventrikulärer Kardiomyozyten der Ratte durch den kappa-Opioidrezeptoragonisten U-
50,488 wird nicht über eine Adenylylcyclase vermittelt, sondern über einen
Phospholipase C- und Proteinkinase C-abhängigen Signaltransduktionsweg.
Kurzfassung auf Englisch: The kappa-opioid receptor (OPR) agonist U-50,488 reduces the contraction amplitude in
isolated, electrically driven rat ventricular cardiomyocytes. In addition, a reduction of
the contraction amplitude can also be seen in the presence of isoprenaline (Wentzlaff
et al., 1998), a stimulator of beta-adrenergic receptors. These observations lead to the
hypothesis of an interaction between adrenoreceptor and opioid receptor. Therefore
we examined the effect of U-50,488 on the activity of adenylyl cyclase in crude
membrane preparation from rat heart cells. Crude membrane preparations were
performed from isolated, retrograde perfundated hearts of male Wistar rats.
Membranes were either snap frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C or directly
used for the adenylyl cyclase assay. Adenylyl cyclase activity was stimulated using
either isoprenaline or forskolin. Enzyme activity was 2-fold increased in the presence
of isoprenaline and 6-fold in the presence of forskolin compared to baseline activity.
In comparison, the effect of the muscarinic acetylcholine receptor agonist carbachol
on crude membrane preparations was investigated. Baseline activity was reduced in
a dose dependent manner in the presence of carbachol to 67% in non-stimulated
membranes, to 79% in membranes stimulated by isoprenaline and to 82% in
membranes stimulated by forskolin. U-50,488 showed no effect on adenylyl cyclase
activity, neither in non-stimulated membranes nor in membranes stimulated by
isoprenaline or forskolin. Furthermore, the effects of the specific inhibitor of
phospholipase C, U-73,122 and specific inhibitor of protein kinase C, chelerythrine,
on the contraction amplitude were investigated. The decrease in contraction
amplitude in the presence of U-50,488 in isoprenaline stimulated heart cells is
abolished whereas there is no effect of U-73,122 on the contraction amplitude in nonstimulated
or forskolin-stimulated heart cells. In addition, preincubation with
chelerythrine abolished the effect of U-50,488 on the contraction amplitude in heart
cells, too. The reduction of the contraction amplitude in electrically stimulated isolated
ventricular rat cardiomyocytes in the presence of U-50,488 is not mediated via the
adenylyl cyclase pathway. The effect seems to be mediated via a phospholipase C
and protein kinase C dependent pathway. Further investigations are needed to
elaborate the effects of the kappa-opioid receptor agonist U-50,488 on the contraction
amplitude of rat heart cells.