Dokument: Altersabhängige Effekte von humanem Plasma nach ischämischer Fernpräkonditionierung auf intrakardiale Signaltransduktionswege im isolierten Rattenherzen – eine proteinbiochemische Analyse –
| Titel: | Altersabhängige Effekte von humanem Plasma nach ischämischer Fernpräkonditionierung auf intrakardiale Signaltransduktionswege im isolierten Rattenherzen – eine proteinbiochemische Analyse – | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49371 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20190430-100711-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Feit, Susanne [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Bauer, Inge [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Gerdes, Norbert [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Kardioprotektive Strategien haben als Ziel, das Myokard vor einem Ischämie- und Reperfusionsschaden zu schützen und die Infarktgröße zu reduzieren. Die ischämische, herzferne Präkonditionierung (engl. Remote Ischemic PreConditioning, RIPC) ist ein vielversprechender, physiologischer endogener Mechanismus, der eine Kardioprotektion u.a. über humorale Faktoren vermittelt. Es gibt Hinweise, dass die Wirksamkeit der RIPC durch verschiedene Faktoren, wie beispielsweise höheres Lebensalter, beeinflusst werden kann. Untersuchungen zeigten bereits, dass eine Infarkt¬größen¬reduktion an isoliert perfundierten Rattenherzen durch RIPC-Plasma jüngerer Probanden induziert wurde, jedoch nicht durch RIPC-Plasma älterer Probanden. In dieser Arbeit wurden die intrakardialen Signalwege untersucht, die durch humorale Faktoren aus dem RIPC-Plasma der Probanden eine Protektion der Myozyten bewirken könnten. Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, ob freigesetzte humorale Faktoren von jüngeren und älteren Probanden bei dem Transfer auf ein in vitro Langendorffherz potentiell protektive intramyokardiale Proteine aktivieren und ob altersspezifische Unterschiede bestehen.
Bei jeweils zehn männlichen Probanden im Alter zwischen 18 bis 30 Jahren bzw. 60 bis 80 Jahren wurde eine RIPC durchgeführt. Blut wurde den Probanden vor (Kontrolle, CON) und nach dem RIPC-Manöver entnommen. Das Blutplasma von jedem Probanden wurde dann in einer Langendorff-Apparatur an einem isoliert perfundierten Herzen einer jungen männlichen Wistar-Ratte getestet. Dazu wurde nach einer Stabilisierungsphase jeweils das Kontroll- und RIPC-Plasma für 10 Minuten in den Koronarblutfluss appliziert. Anschließend wurden die Herzen mittels Western Blot auf bekannte intrakardiale Signalproteine und deren Phosphorylierung untersucht. Die Schwerpunkte waren der Reperfusions Injury Salvage Kinase (RISK) Signalweg mit den beteiligten Proteinen Proteinkinase B (AKT), extrazellulär regulierte Kinasen 1 und 2 (ERK1/2) und Glykogensynthasekinase-3-β (GSK3β), der Stickstoffmonoxid/Proteinkinase G (NO/PKG) Signalweg mit der endothelialen NO-Synthase (eNOS) und die Signalkaskade über die Proteinkinase A mit dem Protein Phospholamban (PLB). Es wurde die relative Expression der phosphorylierten Form der Proteine zum Gesamtprotein berechnet und auf die Expression der Positivkontrolle (Forskolin-behandeltes Herz) bezogen. Die Daten sind als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem abhängigen t-Test (paired Student‘s t-test) (p <0,05). Verglichen mit dem Kontroll-Plasma induzierte RIPC-Plasma von jungen Probanden im isolierten Rattenherz die Phosphorylierung von GSK3β (0,56±0,36 vs. CON: 0,41±0,29). Dieser Unterschied war signifikant (p <0,05). Für die anderen untersuchten Proteine zeigte sich kein signifikanter Unterschied im Phosphorylierungsstatus: pAKT (0,28±0,21 vs. CON 0,38±0,43), pERK1/2 (1,71±0,87 vs. CON 1,80±0,62), peNOS (0,76±0,28 vs. CON 0,78±0,33) oder pPLB (0,24±0,14 vs. CON 0,22±0,14). Nach Behandlung der Herzen mit RIPC-Plasma der älteren Probanden zeigte sich bei keinem der untersuchten Proteine eine signifikante Veränderung des Phosphorylierungsstatus: pAKT (0,26±0,10 vs. CON: 0,23±0,09), pERK1/2 (3,42±1,89 vs. CON: 2,92±1,33), peNOS (0,82±0,53 vs. CON: 0,71±0,44), pGSK3β (0,45±0,26 vs. CON: 0,36±0,13) oder pPLB (0,34±0,18 vs. CON: 0,37±0,18). Humorale Faktoren, die durch RIPC freigesetzt werden, können intramyokardiale Proteine aktivieren und kardioprotektive Wirkung zeigen. Durch RIPC-Plasma der jungen Probanden kann eine vermehrte Phosphorylierung von GSK3β beschrieben werden. GSK3β ist ein Konvergenzpunkt des intrakardialen RISK-Signalweges und durch eine Phosphorylierung kann die Hemmung der mitochondrialen Permeabilitäts-Transitions-Pore induziert werden, mit der die Kardioprotektion eng verbunden ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das RIPC-Plasma der älteren Probanden über 60 Jahre bei dem Transfer auf das in vitro Herz keine vermehrte Phosphorylierung der untersuchten intrakardialen Proteine induziert. Ursachen für ein Fehlen dieser Wirkung könnten eine fehlende, verzögerte oder auch unzureichende Freisetzung der humoralen Faktoren nach RIPC sein.Cardioprotective strategies aim to protect the myocardium from ischemia and reperfusion injury and to reduce infarct size. Remote ischemic preconditioning (RIPC) is a promising physiological endogenous mechanism that mediates cardioprotection through, among others, humoral factors. There is evidence that the effectiveness of RIPC can be influenced by several factors, such as older age. Studies have shown that an infarct size reduction was induced in isolated perfused rat hearts by application of RIPC plasma of younger healthy human volunteers, but not by RIPC plasma of older subjects. In this work, the intracardiac signaling pathways were investigated, which could cause protection of the myocytes induced by humoral factors from the RIPC plasma of the subjects. The aim of this study was to investigate whether released humoral factors of younger and older subjects activate potentially protective intramyocardial proteins when transferred to an in vitro Langendorff heart and whether age-specific differences exist. RIPC was performed in male subjects aged from 18 to 30 years and 60 to 80 years, each group n=10. Blood was taken from the subjects before (control, CON) and after the RIPC maneuver. Plasma of each subject was transferred to an isolated perfused heart of a young male Wistar rat (Langendorff preparation). Hearts were perfused for 10 minutes with control or RIPC plasma. Subsequently, the hearts were examined by Western Blot analysis to assess the expression of intracardiac signal proteins and their phosphorylation status. The focus was on the reperfusion injury salvage kinase (RISK) pathway with the protein kinase B (AKT), extracellularly regulated kinases 1 and 2 (ERK1/2) and glycogen synthase kinase-3-β (GSK3β), the nitric oxide / Protein kinase G (NO/PKG) pathway with endothelial NO synthase (eNOS) and the signal cascade via protein kinase A with the protein phospholamban (PLB). The relative expression of the phosphorylated form of the proteins to the total protein was calculated and related to the expression of the positive control (forskolin-treated heart). Data are expressed as mean ± standard deviation. Statistical evaluation was performed with a paired student's t-test (p <0.05). Compared with the control plasma, RIPC plasma from young subjects in the isolated rat heart induced the phosphorylation of GSK3β (0.56 ± 0.36 vs. CON: 0.41 ± 0.29, p <0.05). For all other proteins examined, there was no significant difference in the phosphorylation status: pAKT (0.28 ± 0.21 vs. CON 0.38 ± 0.43), pERK1/2 (1.71 ± 0.87 vs. CON 1.80 ± 0.62), peNOS (0.76 ± 0.28 vs. CON 0.78 ± 0.33) or pPLB (0.24 ± 0.14 vs. CON 0.22 ± 0.14). After treatment of the hearts with RIPC plasma of the older volunteers, none of the examined proteins showed a significant change in the phosphorylation status: pAKT (0.26 ± 0.10 vs. CON: 0.23 ± 0.09), pERK1 / 2 (3.42 ± 1.89 vs. CON: 2.92 ± 1.33), peNOS (0.82 ± 0.53 vs. CON: 0.71 ± 0.44), pGSK3β (0.45 ± 0.26 vs. CON: 0.36 ± 0.13) or pPLB (0.34 ± 0.18 vs. CON: 0.37 ± 0.18). Humoral factors released by RIPC can activate intramyocardial proteins and have cardioprotective effects on target structures. RIPC plasma of young subjects increased phosphorylation of GSK3β. GSK3β serves as a point of convergence of the intracardiac RISK signaling pathway and its phosphorylation results in inhibition of the mitochondrial permeability transition pore, which is associates with cardioprotection. These results indicate that the RIPC plasma of older subjects over the age of 60 does not induce increased phosphorylation of the intracardial proteins studied during transfer to the in vitro heart. Reasons for the lack of this effect by the plasma from the older subjects may be the lack, delayed or inadequate release of the humoral factors after RIPC. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 30.04.2019 | |||||||
| Dateien geändert am: | 30.04.2019 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 29.08.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 10.04.2019 |
