Dokument: Einfluss von kurzzeitigem Energiemangel auf die Physiologie neokortikaler Astrozyten

Titel:	Einfluss von kurzzeitigem Energiemangel auf die Physiologie neokortikaler Astrozyten
Weiterer Titel:	Effect of brief energy deprivation on the physiology of neocortical astrocytes
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=62564
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230504-105044-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Eitelmann, Sara [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 24,29 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.05.2023 / geändert 03.05.2023
Beitragende:	Prof. Dr. Christine R. Rose [Gutachter] Prof. Dr. Patrick Küry [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Das Hauptmerkmal von Astrozyten ist die Bildung großer, funktioneller Synzytien über Gap Junctions. Diese enge Kopplung ermöglicht unter anderem die Aufrechterhaltung der extrazellulären K+-Homöostase durch interastrozytäre Umverteilung von K+. Unter pathophysiologischen Bedingungen kann es jedoch zu einer Störung der K+-Homöostase kommen, welche mit einer gesteigerten neuronalen Erregbarkeit einhergeht. Dies wird beispielsweise bei ischämischen Schlaganfällen in der sogenannten Penumbra beobachtet. In dieser Region übersteigt der Energiebedarf des Gewebes die verfügbare Energie, sodass die betroffenen Zellen unter hohem metabolischem Stress stehen. Zusätzlich sind die Zellen sich radial ausbreitenden Infarktwellen ausgesetzt, die von einer vorübergehenden Störung der zellulären Ionen Homöostase begleitet werden. Jede weitere Welle stellt hierbei ein größeres Risiko für irreversiblen Schäden dar. Somit ist es essenziell herauszufinden, welche Parameter die gesunden Zellen vor den schädlichen Faktoren schützen. Inwiefern die intrazelluläre K+-Konzentration und die Gap Junction Kopplung der Astrozyten hierbei eine Rolle spielen könnten, ist der Hauptfokus der vorliegenden Arbeit. Daher wurden zunächst die Auswirkungen eines kurzzeitigen Energiemangels auf die intrazelluläre K+-Konzentration von Astrozyten untersucht. Mittels eines empirisch theoretischen Ansatzes wurde berechnet, dass es während des kurzzeitigen Energiemangels von einer intrazellulären K+-Konzentration unter Ruhebedingungen von 146 mM zu einem K+-Verlust von rund 43 mM kommt. Zusätzlich wurde nach Reperfusion ein Nettogewinn an K+ der Astrozyten festgestellt. Dies könnte durch die Verringerung der extrazellulären K+-Konzentration die Erregbarkeit der Neuronen absenken. Anschließend wurde mithilfe von Ableitungen der Isopotenzialität die Gap Junction Kopplung erstmals unter pathophysiologischen Bedingungen dynamisch untersucht. Dabei zeigten die Messungen eine schnelle Reduktion der Kopplungsstärke. Darüber hinaus ist diese unempfindlich gegenüber Ischämie induzierten pH Änderungen, aber abhängig vom Ca2+-Einstrom. Zusammengefasst zeigen Astrozyten während einer kurzzeitigen metabolischen Inhibition zum einen eine verzögerte, erhöhte K+-Aufnahme, welche durch Senkung der neuronalen Erregbarkeit den ATP-Verbrauch der Neuronen reduzieren könnte und somit die Erholung begünstigen könnte. Zum anderen deuten die Daten darauf hin, dass eine Ca2+-abhängige Entkopplung von Astrozyten, benachbarte Astrozyten vor zusätzlichen, durch Gap Junction-vermittelten Ca2+-Anstiegen schützen könnte. Somit zeigt die vorliegende Arbeit, dass Astrozyten maßgeblich dazu beitragen können, Zellschäden in der ischämischen Penumbra zu begrenzen und zu reduzieren.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Neurobiologie
Dokument erstellt am:	04.05.2023
Dateien geändert am:	04.05.2023
Promotionsantrag am:	14.02.2023
Datum der Promotion:	28.04.2023