Dokument: Auswirkung einer herzfernen ischämischen Perkonditionierung auf den Phosphorylierungsstatus und die Myofilamentsteifigkeit des Sarkomerproteins Titin

Titel:	Auswirkung einer herzfernen ischämischen Perkonditionierung auf den Phosphorylierungsstatus und die Myofilamentsteifigkeit des Sarkomerproteins Titin
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=64912
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240222-143355-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Taleh, Assil [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,01 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 08.02.2024 / geändert 08.02.2024
Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Krüger, Martina [Gutachter] Prof. Dr. med. Schmitt, Joachim [Gutachter]
Stichwörter:	Titin, Perkonditionierung, Myokardinfarkt, Konditionierung, Steifigkeit, Myozyt, Herzmuskelzelle
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die gewebeferne ischämische Konditionierung (remote ischemic conditioning; RIC) ist ein Phänomen, welche durch kurze Zyklen reversibler Ischämie und Reperfusion in einem Kapillarbett, Gewebe oder Organ einen protektiven Effekt auslöst, welcher Stimulus ferne Gewebe und Organe vor Ischämie-/Reperfusionsschäden schützt (Heusch, 2015; Candilio, Malik and Hausenloy, 2013). Die RIC führt zu einer reduzierten Infarktgröße bei Ischämie im Herzen (Heusch and Gersh, 2017). Bei der Konditionierung wird zwischen einer Prä-, Per-, oder Postkonditionierung unterschieden, je nachdem, zu welchem Zeitpunkt des kardialen Ischämie-Geschehens die Konditionierungszyklen eingesetzt werden. Eine klinische Studie konnte bei Patienten mit ST-Hebungsinfarkt (STEMI), bei denen eine herzferne ischämische Perkonditionierung (RPER) noch im Rettungswagen durchgeführt worden war, in der Einzelphotonen- Emissionscomputertomographie (SPECT) eine reduzierte Infarktgröße gegenüber der Kontrollgruppe ohne eine solche Perkonditionierung zeigen (Botker et al., 2010). Die hier vorliegende Arbeit setzt sich mit einem Großtiermodell der herzfernen ischämischen Perkonditionierung auseinander und deren Auswirkung auf das Herzmuskelprotein Titin. Titin ist bedeutend für die Gewährleistung der strukturellen Funktion der Relaxations- und Kontraktionszyklen des Herzens (Kruger and Kotter, 2016). Im akuten Stadium des Myokardinfarkts konnte ein Anstieg der Steifigkeit des Herzmuskelproteins Titin durch posttranslationale Modifikationen der N2-Bus und PEVK-Region des Titins detektiert werden (Kotter et al., 2016). Es wird vermutet, dass die erhöhte Steifigkeit eine Anpassungsreaktion auf den erhöhten mechanischen Stress im überlebenden Myokard darstellt. Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob sich RPER ebenfalls auf die mechanischen Eigenschaften von Titin auswirkt. Hierzu wurden myokardiale Gewebeproben aus Göttinger Minipigs nach RPER entnommen. Den narkotisierten Schweinen wurde 60 Min. lang die Koronararterie okkludiert und anschließend 180 min reperfundiert. Die RPER wurde 20 Min. nach Beginn der Ischämie am hinteren Schenkel induziert. Es wurden Proben entnommen nach 55-minütiger Ischämie, 10-minütiger Reperfusion und 120-minütiger Reperfusion und per SDS-Gelelektrophorese und Western Blotting analysiert. Mithilfe von phosphospezifischen PKCα-, 11878- und 12022- Antikörpern wurde der Phosphorylierungsstatus an der PEVK-Region der beiden Isoformen des Titins ermittelt. Durch die RPER Behandlung blieb die Phosphorylierung der Serinreste S11878 in beiden Titin Isoformen, der Serinrest S12022 an der N2BA Isoform und der Phosphorylierungstatus der PKCα während und nach der Ischämie unverändert. Für die N2B-Isoform des Titins konnte nach 120-minütiger Reperfusion eine signifikante Erniedrigung des Phosphorylierungsstatus an Position Ser12022 gezeigt werden. Diese Erniedrigung könnte funktionell mit einer erniedrigten Steifigkeit der Titinfilamente einhergehen. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass RPER die Ischämie-bedingte Zunahme der Titin-vermittelten passiven Steifigkeit verhindert und die Titinsteifigkeit möglicherweise sogar leicht reduziert. Remote ischemic conditioning (RIC) is a phenomenon which, through short cycles of reversible ischemia and reperfusion in a capillary bed, tissue or organ, triggers a protective effect that protects tissues and organs distant from the stimulus from ischemia / reperfusion damage (Heusch, 2015; Candilio, Malik and Hausenloy, 2013). The RIC leads to a reduced infarction size in ischemia in the heart (Heusch and Gersh, 2017; Skyschally et al., 2018). The conditioning is divided into pre-, per- or postconditioning, depending on when the cycles are used. A clinical study was able to show a reduced size of the infarction in single-photon-emission-computer-tomography (SPECT) in patients with acute ST-elevated myocardial infarction (STEMI), in whom an ischemic perconditioning distant from the heart (RPER) was carried out in the ambulance (Botker et al., 2010). My work deals with ischemic perconditioning distant from the heart and its effects on the heart muscle protein titin. In acute stage of myocardial infarction, an increase stiffness of the myocardial protein Titin could be detected by post-translational modifications at the N2-bus and PEVK-region of titin (Kotter et al., 2016). The increased stiffness is thought to represent an adaptive response to the increased mechanical stress in the surviving myocardium. The present work investigated whether RPER also affects the mechanical properties of titin. To investigate how the RPER affects titin, myocardial tissue samples were taken from Goettingen minipigs. The anesthetized pigs had their coronary artery occluded for 60 minutes and then reperfused for 180 minutes. The RPER was induced in the hind limb 20 minutes after the onset of ischemia. Samples were taken during 55-minute ischemia, ten-minute reperfusion and 120-minute reperfusion and analyzed by SDS gel electrophoresis and Western blotting. An increased titin phosphorylation at the Ser11878 and Ser12022 sites leads to an increased stiffness of the PEVK-region and thus of titin (Kotter et al., 2013). Antibodies for PKCα, S11878 and S12022 were used to determine the phosphorylation status of the PEVK-region of the two isoforms of Titin. By RPER treatment, the relative phosphorylation of serine residues S11878 in both titin isoforms, S12022 at the N2BA isoform, and threonine 497 in the PKCα remained unchanged during and after ischemia. For the N2B isoform of titin, a significant decrease in relative phosphorylation of Ser12022 was shown in biopsies taken after 120 minutes of reperfusion. This decrease could be functionally associated with a decreased stiffness of titin filaments. The results suggest that RPER prevents the ischemia-induced increase in titin-mediated passive stiffness and may even slightly reduce titin stiffness.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Herz- und Kreislaufphysiologie
Dokument erstellt am:	22.02.2024
Dateien geändert am:	22.02.2024
Promotionsantrag am:	06.10.2023
Datum der Promotion:	06.02.2024