Dokument: Mechanismen der Milrinon-induzierten Kardioprotektion in der Präkonditionierung

Titel:	Mechanismen der Milrinon-induzierten Kardioprotektion in der Präkonditionierung
Weiterer Titel:	Mechanisms of Milrinone-induced cardioprotection in preconditioning
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=70142
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250717-114816-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Reinle, Julia Olivia Sabine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,46 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.07.2025 / geändert 09.07.2025
Beitragende:	Priv.-Doz. Dr. Dr. med. Huhn-Wientgen, Ragnar [Gutachter] PD Dr. Niegisch, Günter [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Das Forschungsgebiet der Kardioprotektion gewinnt aufgrund der steigenden Prävalenz der koronaren Herzerkrankungen und des daraus resultierenden Anstiegs von Myokardinfarkten zunehmend an Bedeutung. Insbesondere die ischämische und pharmakologische Konditionierung, als ein zentraler Teilbereich der kardioprotektiven Forschung, hat in präklinischen Tiermodellen vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Reduktion der Infarktgröße gezeigt. Hierbei spielen auf zellulärer Ebene unter anderem der mitochondriale Calcium-sensitive Kaliumkanal (mKCa) sowie die mitochondriale Permeabilitäts-Transitions Pore (mPTP) eine zentrale Rolle. In einer Vorstudie konnte für die Postkonditionierung mit dem klinisch etablierten Phosphodiesterase-3-Hemmer Milrinon (Mil) bereits ein kardioprotektiver Effekt, der durch mKCa-Kanäle vermittelt wird, nachgewiesen werden [1]. Zudem zeigte die Studie einen kardioprotektiven Effekt bei der Präkonditionierung mit Milrinon, wobei 1 µM als die niedrigste wirksame Dosis identifiziert wurde. Ziel der vorliegenden Studie ist es, die zugrundeliegenden zellulären Mechanismen der Milrinon-induzierten Präkonditionierung im Tiermodell zu untersuchen. Für diese Studie wurden die Herzen von männlichen Wistar-Ratten (250-350g) in acht Gruppen (n=7-8) randomisiert und nach dem Modell des isoliert, perfundierten Herzen (Langendorff Apparatur) untersucht. Die Herzen wurden mit einem konstanten Druck von 80mmHg mit Krebs-Henseleit-Puffer (KHP) perfundiert. Nach einer initialen Stabilisierungsphase erhielten die Herzen zunächst eine 10-minütige medikamentöse Präkonditionierung, gefolgt von einer 33-minütigen globalen Ischämie und einer 60-minütigen Reperfusionsphase. Im Anschluss erfolgte die planimetrische Auswertung der prozentualen Infarktgröße mit Hilfe einer Tetrazoliumchlorid-Färbung. Zur Präkonditionierung wurde die Kontrollgruppe (Con) ausschließlich mit einer KHP-Lösung perfundiert. Der Gruppe Mil wurde zur Präkonditionierung 1µM Mil appliziert. Zusätzlich wurden spezifische Inhibitoren und Radikalfänger appliziert, um die zugrunde liegenden Mechanismen der Kardioprotektion zu untersuchen. Dazu gehörten der mKCa-Kanalinhibitor Paxilline (Pax, 1 µM) und der Radikalfänger N-2-Mercaptopropionylglycin (MPG, 1 mM), die jeweils einzeln sowie in Kombination mit Milrinon (Pax + Mil, MPG + Mil) verabreicht wurden. Darüber hinaus kam der mPTP-Inhibitor Cyclosporin A (CsA, 0,2 µM) entweder allein mit Milrinon (Mil + CsA) oder in Kombination mit Milrinon und MPG (MPG + Mil + CsA) zum Einsatz. Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mittels Einweg-ANOVA, gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test. Ein Signifikanzniveau von p < 0,05 wurde dabei als statistisch signifikant betrachtet. Die Kontrollgruppe wies eine durchschnittliche Infarktgröße von 67 ± 6 % auf. Durch die Anwendung von Milrinon konnte die Infarktgröße signifikant auf 32 ± 6 % reduziert werden (p < 0,05 vs. Con). Weder Paxilline noch MPG zeigten allein einen signifikanten Einfluss auf die Infarktgröße (Pax: 52 ± 7 %, MPG: 58 ± 5 %; p > 0,05 vs. Con). In Kombination mit Milrinon hoben beide jedoch dessen kardioprotektive Wirkung auf (Pax + Mil: 54 ± 5 %, MPG + Mil: 59 ± 7 %; p < 0,05 vs. Mil). Hingegen führte die zusätzliche Gabe von Cyclosporin A (CsA) zu einer erneuten Reduktion der Infarktgröße (MPG + Mil + CsA: 35 ± 7 %; p < 0,05 vs. Con). Die Ergebnisse der vorliegenden Studie deuten darauf hin, dass der kardioprotektive Effekt der pharmakologischen Präkonditionierung mit Milrinon vermutlich über die Aktivierung des mKCa-Kanals, die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und die Inhibition der mPTP vermittelt wird. Die genaue Rolle der ROS sowie potenzielle Zwischenschritte in der Signaltransduktion bedürfen weiterer Untersuchung in zukünftigen Studien. Darüber hinaus ist es von entscheidender Bedeutung, die Übertragbarkeit dieser Ergebnisse auf in vivo-Modelle zu erforschen, um eine mögliche Anwendung in klinischen Studien zu ermöglichen. Due to the rising prevalence of coronary heart disease and myocardial infarction, the field of cardioprotection is gaining significant importance. Within this area, ischemic and pharmacological conditioning have shown promising results in reducing infarct size in preclinical animal models. On a cellular level, key components such as the mitochondrial calcium-sensitive potassium channel (mKCa) and the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) play a crucial role. A preliminary study has already demonstrated that postconditioning with the clinically established phosphodiesterase-3 inhibitor milrinone (Mil) exerts a cardioprotective effect, mediated through mKCa channels. Furthermore, the same study indicated a cardioprotective effect when using milrinone for preconditioning, with 1 µM being identified as the lowest effective dose. Based on these findings, the present study aims to elucidate the specific cellular mechanisms underlying milrinone-mediated preconditioning in animal models. For this study, hearts from male Wistar rats (250–350 g) were randomly assigned to one of eight groups (n=7–8) and evaluated using the isolated, perfused heart model (Langendorff apparatus). The hearts were perfused with Krebs-Henseleit buffer (KHP) at a constant pressure of 80 mmHg. Following a stabilization period, the hearts underwent 10 minutes of pharmacological preconditioning, followed by 33 minutes of global ischemia and 60 minutes of reperfusion. Infarct size was subsequently assessed using a planimetric approach, with tetrazolium chloride staining. For preconditioning, the control group (Con) was perfused solely with KHP, while the Mil group received 1 µM milrinone (Mil). Additionally, the mKCa channel inhibitor Paxilline (Pax, 1 µM) and the free radical scavenger N-2-mercaptopropionylglycine (MPG, 1 mM) were administered individually and in combination with Mil (Pax + Mil, MPG + Mil). Moreover, the mPTP inhibitor cyclosporine A (CsA, 0.2 µM) was applied in combination with Mil (Mil + CsA) or with both Mil and MPG (MPG + Mil + CsA). Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Tukey’s post hoc test, with p-values less than 0.05 considered statistically significant. In the control group, infarct sizes averaged 67 ± 6%. Milrinone treatment significantly reduced infarct size to 32 ± 6% (p < 0.05 vs. Con). Neither Pax nor MPG alone had a significant impact on infarct size (Pax: 52 ± 7%, MPG: 58 ± 5%; p > 0.05 vs. Con). However, when combined with Mil, both Pax and MPG negated the cardioprotective effects of Milrinone (Pax + Mil: 54 ± 5%, MPG + Mil: 59 ± 7%; p < 0.05 vs. Mil). In contrast, CsA reduced infarct size when co-administered with Mil and MPG (MPG + Mil + CsA: 35 ± 7%; p < 0.05 vs. Con). The results of this study indicate that the cardioprotective effects of pharmacological preconditioning with milrinone are likely mediated through the activation of the mKCa channel, the generation of reactive oxygen species (ROS), and the inhibition of mPTP. Further studies are needed to explore the exact role of ROS and potential intermediate steps in the signal transduction pathway. Additionally, future research should focus on translating these findings into in vivo models to assess the potential for clinical application.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	17.07.2025
Dateien geändert am:	17.07.2025
Promotionsantrag am:	11.12.2024
Datum der Promotion:	08.07.2025