Dokument: Einfluss von Neuregulin 1 auf die gestörte Kalzium-Homöostase diabetischer Kardiomyozyten des remote Myokards
| Titel: | Einfluss von Neuregulin 1 auf die gestörte Kalzium-Homöostase diabetischer Kardiomyozyten des remote Myokards | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66133 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240617-111632-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dudek, Julian Michael [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Schmitt, Joachim [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Krüger, Martina [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Vorangegangene Arbeiten haben gezeigt, dass die Teile des Herzmuskels, die im Rahmen eines Myokardinfarktes nicht von Ischämie und Reperfusion (I/R) betroffen sind (remote Myokard, RM), Störungen in der Kalzium-vermittelten Kontraktion und Relaxation der Herzmuskelzellen aufweisen. Diese Veränderungen waren bei vorbestehendem Diabetes mellitus (DM2) besonders deutlich ausgeprägt. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob der Wachstumsfaktor Neuregulin 1 (NRG-1), der die Aktivität zentraler Kalziumregulatoren modifiziert, den Kalziumhaushalt von Kardiomyozyten des RM mit und ohne DM2 akut korrigieren kann. Dazu wurden Leptin-Rezeptor-defiziente Mäuse (db/db), ein etabliertes Mausmodell für DM2, sowie nicht-diabetische heterozygote Geschwistertiere (db/+) einer 60-minütigen Ligatur der vorderen linken Koronararterie (LAD, closed chest Modell) unterzogen. Nach 24 h Reperfusion wurden die Zellen des RM durch retrograde Perfusion des Herzens mit Kollagenase-Lösung isoliert. Frisch isolierte Kardiomyozyten wurden mit NRG-1 (100 ng/ml) inkubiert und elektrisch stimuliert (10 V, 0,5 Hz). Über einen Zeitraum von 5 min wurden die Kalziumtransienten (Fura-2-Methode) und Sarkomerlängen kontinuierlich gemessen und ihre Änderungen (Δ-Werte) als NRG-1-Effekt ermittelt. Identische Untersuchungen wurden an db/db und db/+ ohne I/R durchgeführt. Bei db/db und db/+ ohne I/R divergierten die Δ-Werte im Mittel deutlich hinsichtlich Höhe und Kinetik der Kalziumtransienten (bis zu 8-fach) und Sarkomerkontraktionen (bis zu 11-fach). Die db/db-Myozyten reagierten stärker auf NRG-1 als db/+, am deutlichsten bei der Geschwindigkeit der zytosolischen Kalzium-Elimination und der Amplitude der Sarkomerkontraktion. Proteinchemische Analysen zeigten in db/db-Zellen im Vergleich zu db/+ unter NRG-1 eine erhöhte S16-Phosphorylierung von Phospholamban (PLN), das die Kalzium-ATPase SERCA2a inhibiert (p = 0,08, two way ANOVA). 24 h nach I/R reagierten Kardiomyozyten aus dem RM der db/db dagegen nicht stärker auf NRG-1, bei der Geschwindigkeit der zytosolischen Kalzium-Elimination zeigte sich sogar eine stärkere Reaktion der db/+. Die Phosphorylierung von PLN war zwischen den Gruppen nach I/R nicht unterschiedlich. Diese Befunde zeigen, dass NRG-1 den myozytären Kalzium-Transport in db/db- Herzen deutlicher beschleunigen kann als in nicht-diabetischen db/+ Herzen, möglicherweise aufgrund einer verstärkten Phosphorylierung von PLN. Im RM 24 h nach I/R treten diese Unterschiede dagegen nicht auf. Kontraktion und Relaxation der Sarkomere veränderten sich parallel zu den gemessenen quantitativen und kinetischen Änderungen des myozytären Kalziumhaushalts.Previous work has shown that calcium-mediated contraction and relaxation of cardiomyocytes is disturbed in the regions of the myocardium that are not affected by ischaemia and reperfusion (I/R) during myocardial infarction. These changes in the so-called remote myocardium (RM) were more pronounced in pre-existing diabetes mellitus (DM2). In this thesis work, we investigated whether the growth factor neuregulin 1 (NRG-1), which modifies the activity of crucial calcium regulators, can acutely correct the calcium homeostasis of RM cardiomyocytes with and without DM2. For this purpose, leptin receptor-deficient mice (db/db), an established mouse model of DM2, and non-diabetic heterozygous littermates (db/+) were subjected to 60-min ligation of the left anterior coronary artery (LAD, closed chest model). After 24 h of reperfusion, RM cells were isolated by retrograde perfusion of the heart with collagenase solution. Freshly isolated cardiomyocytes were incubated with NRG-1 (100 ng/ml) and electrically stimulated (10 V, 0.5 Hz). Calcium transients (Fura-2-method) and sarcomere lengths were measured continuously for 5 min and their changes (Δ-values) were determined as NRG-1 effect. Identical investigations were performed on db/db and db/+ without I/R. In db/db and db/+ without I/R, the means of Δ-values diverged strongly with respect to the magnitude and kinetics of calcium transients (up to 8-fold) and sarcomere contractions (up to 11-fold). Db/db myocytes responded more strongly to NRG-1, most pronounced in the rate of cytosolic calcium elimination and the amplitude of sarcomere contraction. Protein chemical analyses showed a trend increase in S16 phosphorylation of phospholamban (PLN), an inhibitor of the calcium ATPase SERCA2a (p = 0.08, two way ANOVA), in db/db cells compared to db/+ under NRG-1. In contrast, 24 h after I/R, cardiomyocytes from the RM of db/db did not consistently respond more strongly to NRG-1. The rate of cytosolic calcium elimination even showed a stronger response of db/+. Phosphorylation of PLN was not different between groups after I/R. These findings indicate that NRG-1 may accelerate myocyte calcium transport more markedly in db/db- hearts than in non-diabetic db/+ hearts, possibly due to enhanced phosphorylation of PLN. In contrast, these differences do not occur in the RM 24 h after I/R. The changes of sarcomere contraction and relaxation paralleled the measured quantitative and kinetic alterations of myocyte calcium transients. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 17.06.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 17.06.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 12.01.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 06.06.2024 |
