Dokument: Endotheliale Dysfunktion am isoliert perfundierten Herzen nach Langendorff - Etablierung eines Modells zur kontrollierten Endothelschädigung ex vivo
| Titel: | Endotheliale Dysfunktion am isoliert perfundierten Herzen nach Langendorff - Etablierung eines Modells zur kontrollierten Endothelschädigung ex vivo | |||||||
| Weiterer Titel: | Endothelial Dysfunction in the Isolated Perfused Heart According to Langendorff – Establishment of a Model for Controlled Endothelial Damage Ex Vivo | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66931 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20241008-110143-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schneider, Natalie [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Raupach, Annika [Gutachter] Dr. Dr. Heinen, Andre [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die endotheliale Dysfunktion (ED), bei der das geschädigte Endothel bzw. die endotheliale Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS) nicht ausreichend Stickstoffmonoxid (NO) synthetisiert, ist eine verbreitete Pathologie mit Konsequenzen für die kardiovaskuläre Gesundheit. Im Langendorff-Modell kann die ED z. B. durch Perfusion einer hochmolaren Kaliumlösung oder durch Bolusgabe von Triton X-100 induziert werden; letzteres funktioniert durch eine unspezifische Lyse von Zellen. Zur gezielteren Schädigung ist das Ziel dieser Arbeit die Etablierung eines kaliumbasierten ED-Protokolls. Dabei soll im Ischämie/Reperfusions (I/R)- Versuch kein Einfluss des ED-Modells auf Infarktgrößen (IS) nachweisbar sein. Zur Verifizierung der ED soll die physiologische Endothelfunktion zunächst mittels endothelabhängigen (Histamin) und -unabhängigen (Natriumnitroprussid, SNP) Vasodilatatoren charakterisiert werden. Rattenherzen wurden in einem fluss- und druckkonstanten sowie kombinierten Langendorff-Modell untersucht. Histamin (800 nmol) und SNP (1 μM) wurden allein sowie unter L-Name (eNOS-Inhibitor, 100 μM) perfundiert und anschließend jeweils vor und nach Perfusion mit 60 mM Kaliumpuffer (K+), Vehikeln (Kontrolle, Kon) oder Triton (1 %) perfundiert, um eine Abschwächung der Vasodilatation (VD) sichtbar zu machen. Zuletzt wurden die IS im I/R-Versuch bestimmt. Histamin und SNP bewirkten allein eine deutliche VD; bei Zugabe von L-Name nahm die VD durch Histamin signifikant ab. Histamin zeigt also die Endothelantwort. Auch K+ verminderte die VD durch Histamin hochsignifikant im Vergleich zu Kon, woraus sich eine durch 60 mM Kaliumlösung induzierte ED ableiten lässt. Die Positivkontrolle mit Triton bewirkte eine ähnlich starke Verminderung der VD wie K+. Die VD durch SNP, und somit die glatte Muskulatur, blieb unbeeinträchtigt. Im I/R-Versuch zeigten K+ und Kon im Vergleich zu einer Referenzgruppe ohne Intervention jeweils signifikant niedrigere IS. Im Zuge dieser Arbeit konnte erfolgreich ein Modell zur ED im Langendorff-Modell mittels 60 mM Kaliumpuffer etabliert werden; es gelang somit eine ED ohne lysierende Substanzen wie Triton bei gleichwertig ausgeprägtem Funktionsverlust. Die ED scheint auf milderen Pathomechanismen, in erster Linie einem hohen Scherstress, zu basieren. Mit einer innovativen Kombination von druck- und flusskontrolliertem Langendorff-Aufbau ließ sich das ED-Protokoll in I/R-Versuche integrieren und erlaubt somit die Erforschung der ED im Kontext der Kardioprotektion. Ein kardioprotektiver Effekt des Modells muss aktuell noch berücksichtigt und in Zukunft weiter optimiert werden. Nichtsdestotrotz lässt sich das Modell verlässlich nutzen und erlaubt unter minimalen Einschränkungen die ED-Forschung im Langendorff-Modell.Endothelial Dysfunction (ED) is a common pathology of the endothelium, characterized by its inability to produce sufficient amounts of nitric oxide (NO) via the endothelial nitric oxide synthase (eNOS). This condition significantly impacts overall cardiovascular health. It is possible to mimic ED in a Langendorff apparatus, for example, via the perfusion of lysing agent Triton X-100. Another approach involves highly concentrated potassium solutions, offering a more specific and less destructive way of damaging the endothelium. Therefore, the aim of this thesis was to develop an ED model that employs such a potassium solution. The developed ED model should not alter infarct sizes (IS) in ischemia-reperfusion trials (I/R trial). To verify the induced ED, this work will first examine the physiological function of the endothelium, utilizing Histamine (an eNOS-mediated vasodilator) and sodium nitroprusside (SNP, a vasodilator independent of the endothelium). Rat hearts were assessed using both a flow-controlled and pressurecontrolled, as well as a combined Langendorff apparatus. Histamine (800 nmol) and SNP (1 μM) were perfused individually and concurrently with perfusion of L-Name (an eNOS inhibitor, 100 μM). Their vasodilating effects were then tested before and after perfusion with a 60 mM potassium solution (K+), vehicle (control group, Con), and Triton (1 %, positive control), to determine if vasodilation was impaired. Finally, IS were determined in I/R trials. Histamine and SNP both exhibited significant vasodilatory effects. LName significantly diminished the vasodilating properties only of Histamine, indicating Histamine can be used to determine endothelial function. K+ also significantly reduced the vasodilating effect of Histamine in comparison to the Con group, suggesting the induction of an ED. IS in the Triton group did not alter from those in the K+ group. K+ also did not affect the impact of SNP, suggesting no effect on endothelium-independent vasodilation but a significant ED. In I/R trials, significantly lower IS of both K+ and Con groups could be observed in comparison to a reference group without any intervention. This study successfully established an ED model in a Langendorff apparatus using a 60 mM potassium solution. Diverging from prior approaches using lysing agent Triton, this model induces ED through comparably mild techniques such as a high perfusion pressure. An innovative combination of flow-controlled and pressure-controlled Langendorff apparatus allowed for integration into ischemia-reperfusion (I/R) trials, enabling further research on ED in the context of cardioprotection. It is important to consider the remaining cardioprotective effect of the model and optimize it further. Nonetheless, it represents a viable approach to ED research in Langendorff trials. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 08.10.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 08.10.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 25.03.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 01.10.2024 |
