Dokument: Morphininduzierte Präkonditionierung: die Bedeutung des Signaltransduktionsweges über die cAMP-abhängige Proteinkinase A und die mitochondriale Permeabilitätspore am Rattenherz
| Titel: | Morphininduzierte Präkonditionierung: die Bedeutung des Signaltransduktionsweges über die cAMP-abhängige Proteinkinase A und die mitochondriale Permeabilitätspore am Rattenherz | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=48854 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20190314-095841-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Raible, Miriam [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Bauer, Inge [Gutachter] PD Dr. med. Polzin, Amin [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Präkonditionierung, Morphin | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die häufigste Todesursache. Aufgrund dieser Relevanz müssen kardioprotektive Strategien identifiziert werden, welche die Toleranz des Myokards gegenüber Ischämie-/Reperfusionsereignissen erhöhen.
Von der bekannten Kardioprotektion von Morphin ausgehend wurden die Proteinkinase A (PKA) und die mitochondriale Permeabilitätspore (mPTP) als mögliche Teile des molekularen Mechanismus dieser protektiven Strategie untersucht. Dafür wurde ein in vivo Modell an männlichen Wistar-Ratten angewandt. Die Tiere wurden in sechs Gruppen randomisiert (n=6), die einer 25-minütigen Ischämiephase mit einer folgenden 120-minütigen Reperfusionsphase unterliefen. Zuvor wurde Morphin (0,3 mg/kg) alleine, in Kombination mit dem PKA-Inhibitor H-89 (10 µg/kg) und in Kombination mit dem Öffner der mPTP Atractyloside (5 mg/kg) appliziert. H-89 und Atractyloside wurde ebenfalls alleine angewandt; die Kontrollgruppe unterlief keiner weiteren Behandlung. Die Infarktgröße wurde mittels Triphenyltetrazoliumchlorid als prozentualer Anteil am Risikogebiet bestimmt. Zusätzlich wurde die Expression des phosphorylierten Phospholambans mittels Western blot als Maß für die Aktivierung der PKA nach Morphinbehandlung (1 und 10 µM) in vitro an primär isolierten Rattenkardiomyozyten untersucht (n=7). Die Ergebnisse zeigen, dass die Morphin-Präkonditionierung die Infarktgröße von in der Kontrollgruppe beobachteten 64 (5) % auf 39 (9) % signifikant reduziert (p<0,05 vs. Con). H-89 hob den Effekt der Präkonditionierung auf (64 (10) %, p<0,05 vs. M-PC), während H-89 in alleiniger Applikation keine Wirkung auf die Infarktgröße zu verzeichnen hatte (61 (10) %, ns vs. Con). Auch Atractyloside hob den protektiven Effekt der Morphin-Präkonditionierung auf (65 (9) %, p<0,05 vs. M-PC) und hatte selbst keinen Einfluss auf die Infarktgröße (64 (5) %, ns vs. Con). Die Infarktgrößen sind als Mittelwert (± Standardabweichung) angeben. Die in vitro Versuche ergaben eine signifikante Steigerung der Phosphorylierung des Phospholambans als Rückschluss auf eine Zunahme der Aktivität der Proteinkinase A bei 10-minütiger Behandlung mit 10 µM Morphin (Median 1,18; 25. Perzentile: 1,06; 75. Perzentile: 1,24, p<0,05 vs. Con), 1 µM hatte keinen signifikanten Effekt (Median 1,05; 25. Perzentile: 0,85; 75. Perzentile: 1,21 ns vs. Con). Die Ergebnisse geben Hinweise auf eine Beteiligung der PKA und der mPTP in der Signalkaskade der morphininduzierten Präkonditionierung und tragen zur weiteren Entschlüsselung des molekularen Mechanismus dieser effektiven Strategie der Organprotektion bei. Die Signalkaskade könnte neben anderen, bereits beschriebenen Signalkaskaden, folgendermaßen aussehen (s. Abb. 1): Morphin erhöht die cAMP-Konzentration, welche zu einer vermehrten Aktivität der Proteinkinase A führt. Diese führt über einen Kaliumeinstrom über die mitochondrialen calciumabhängigen Kaliumkanäle (mKCa) zur Schließung der mitochondrialen Permeabilitätspore als Endeffektor. Die ausbleibende Öffnung dieser verhindert den Zelluntergang und induziert so eine Protektion.Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. Due to this importance, it is of big interest to elucidate strategies having a cardioprotective effect. Morphine can protect the heart by an underlying mechanism called preconditioning. With this, the resistance towards undergoing organ ischemia/reperfusion injury can be raised. In this study, we examined proteinkinase A (PKA) and the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) as an optional part of the molecular mechanism of this protective strategy. Male wistar rats were randomised to six groups (n=6). All animals underwent 25 minutes of myocardial ischaemia and 120 minutes of reperfusion. Morphine was injected alone (0,3 mg/kg), in combination with the PKA-blocker H-89 (10 µg/kg) and the mPTP opener atractyloside (5 mg/kg). H-89 and atractyloside were also investigated without morphine. Control animals underwent no further treatment. Infarct size was determined by triphenyltetrazoliumchloride staining as the percentage area at risk. Furthermore, the expression as a degree of the phosphorylated phospholamban was measured to investigate the activation of PKA in isolated adult rat cardiomyocytes due to morphine stimulation (1 and 10 µM, n=7). The results show significant infarct size reduction in morphine treated animals (64 (5) % to 39 (9) %, p<0,05 vs. Con). H-89 abolished the effect of preconditioning (64 (9) %, p<0,05 vs. M-PC), H-89 itself had no effect on infarct size (61 (10) %, ns vs. Con). Atractyloside combined with morphine blocked infarct size limitation (65 (9) %, p<0,05 vs. M-PC) and application itself didn’t exert an influence (64 (5) %, ns vs. Con). Data are stated as mean (± standard deviation). Phospholamban phosphorylation was significantly increased with a morphine concentration of 10 µM (median 1,18; 25. percentile: 1,06; 75. percentile: 1,24, *p<0,05 vs. Con). However, 1 µM morphine had no significant effect on the phosphorylated phospholamban concentration (median 1,05; 25. percentile: 0,85; 75. percentile: 1,21 ns vs. Con). The results indicate that PKA and mPTP are part of the molecular mechanism of morphine-induced preconditioning and contribute to decode this effective organ protective strategy. The molecular mechanism could be like as follows: morphine raises concentration of cAMP which leads to an increasing activity of PKA. Therefore, a calcium dependent potassium channel causes the closure of mPTP. Consequently, cell death can be prevented. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.03.2019 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.03.2019 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 05.06.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.01.2019 |
