Kardiodepressive Faktoren bei akuten systemischen Entzündungsreaktionen: Untersuchungen an Kardiomyozyten
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG
SC
1.1. HERZ-DYSFUNKTION ALS BESTANDTEIL DES MULTIORGANDYSFUNKTIONSSYNDROMS
(MODS)
1
BEI SEPSIS UND SYSTEMISCHEM INFLAMMATIONSREAKTIONSSYNDROM (SIRS)
SEPTISCHEN KARDIOMYOPATHIE UND SIRS-KARDIOMYOPATHIE
1.2.1. ENDOTOXIN - TNF-A/IL
-1
- NO - KASKADE: DIE DERZEIT AM BESTEN BELEGTE
9
HYPOTHESE ZUR PATHOGENESE DER SEPTISCHEN/SIRS-KARDIOMYOPATHIE
1
.
2
.
1
.
1
. ENDOTOXIN IST IN VIVO EINE KARDIODEPRESSIVE SUBSTANZ
1
O
1.2.1.2. TNF-A IST IN VIVO EINE KARDIODEPRESSIVE SUBSTANZ
1
2
1.2.1.3. IL- LSS: IN VIVO KARDIODEPRESSIV J
7
1.2.1.4. NO HAT IN VIVO DOSISABHAENGIG KARDIODEPRESSIVE EFFEKTE
17
1
.
2
.
2
. KATECHOLAMINEXZESS ALS KARDIODEPRESSIVES WIRKPRINZIP
20
1.2.3. PSEUDOMONAS AERUGINOSA EXOTOXIN A ALS MOEGLICHER PATHOGENETISCHER
FAKTOR 21
1
.2.4. HUMORALE TRANSPLANTATABSTOSSUNG ALS SONDERFALL EINER
SIRS-KARDIOMYOPATHIE 23
1.2.5. REAKTIVE SAUERSTOFFVERBINDUNGEN: KARDIODEPRESSION VERSUS
KARDIOTOXIZITAET 24
1
.
2
.
6
. KARDIODEPRESSIVE PEPTIDFAKTOREN
27
1.3. ISOLIERTE KARDIOMYOZYTEN ALS MODELL ZUR UNTERSUCHUNG DER WIRKUNGEN
UND 28
WIRKUNGSMECHANISMEN KARDIODEPRESSIVER FAKTOREN
1.3.1. ISOLIERTE KARDIOMYOZYTEN ALS MYOKARDMODELL 28
1.3.2. ADULTE UND NEONATALE KARDIOMYOZYTEN 29
2. ZIELSETZUNG
3. MATERIAL UND METHODIK
3.1. ZELLKULTURVERFAHREN
1
3.1.1. NEONATALE RATTEN-KARDIOMYOZYTEN UND RATTENHERZ-FIBROBLASTEN
31
3
.
1
.
2
. ADULTE MEERSCHWEINCHEN-KARDIOMYOZYTEN
32
3.1.3. ADULTE HUMANE KARDIOMYOZYTEN
^3
3.1.4. KOKULTURVERFAHREN MIT LEUKOZYTEN
33
3*1*5.
IN VITRO MODELL EINES XENOGENEN SYSTEMS
33
3.2. EBENE DER ZELLFUNKTION UND ZELLINTEGRITAET
34
3.2.1. AUFZEICHUNG UND AUSWERTUNG DER KONTRAKTILITAET SPONTAN SCHLAGENDER
UND
34
ELEKTRISCH GETRIGGERTER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN
3.2.2. ZYTOTOXIZITAETSPARAMETER
36
3.2.3. MESSUNG DES OXIDATIVEN BURSTS VON LEUKOZYTEN
36
3.3. EBENE DER ZELLMEMBRAN ^
3
.
3
.
1
. WHOLE-CELL-RECORDINGS UND VOLTAGE-CLAMP-UNTERSUCHUNGEN
36
3.3.2. IMMUNFLUORESZENZMIKROSKOPIE UND DURCHFLUSSZYTOMETRIE
37
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/957717733
3.4. EBENE DES PROTEINPHAENOTYPS UND DER TRANSLATION 38
3.4.1. HOCHAUFLOESENDE ZWEI-DIMENSIONALE POLYACRYLAMIDGELELEKTROPHORESE
3
8
3.4.2. IDENTIFIZIERUNG VON PROTEINSPOTS: SEQUENZIERUNG,
MASSENSPEKTROMETRIE 40
3.4.3. MESSUNG DER PROTEINSYNTHESERATE 42
3.4.4. AKTIVITAETS-/MENGENBESTIMMUNG UND EXPERIMENTELLE MODIFIKATION 42
RELEVANTER METABOLISCHER FAKTOREN
3.4.4.1. ZYTOSOLPRAEPARATION, MESSUNG UND ISOFORMENAUFTRENNUNG 42
DES RIBOSOMALEN ELONGATIONSFAKTORS-2
3.4.4.2. STICKOXIDMETABOLISMUS: GRIESSREAKTION .
43
3.4.4.3. ZYTOKINBIOASSAYS
43
3.4.4.4. GLUTATHIONMESSUNG
44
3.4.4.5. MESSUNG MEMBRANSTAENDIGER SS-ADRENOZEPTOREN
44
3.4.4.6. MARKIERUNG-DER DIHYDROPYRIDINBINDUNGSSTELLE DES
44
L-TYP CALCIUMKANALS
3.4.4.7. MESSUNG DER MYOSINISOENZYME
45
3.4.4.
8
. PRODUKTION UND MESSUNG VON REAKTIVEN SAUERSTOFFVERBINDUNGEN 45
3.4.4.9. MESSUNG VON ATP, ADP UND AMP 46
3.4.4.10. HYPOXIEMODELL 46
3.4.4.1
1
. ELEKTRONENMIKROSKOPIE 46
3.5. EBENE DER GENEXPRESSION UND TRANSKRIPTION:
47
3.5.1. ISOLATION DER GESAMT-RNA
47
3.5.2. UMKEHRPOLYMERASEKETTENREAKTION
47
3.6. STATISTISCHE VERFAHREN 48
4. ERGEBNISSE
49
4.1. KARDIODEPRESSIVES PROFIL VON ENDOTOXIN, TNF-A UND IL-1 SS IM
VERGLEICH:
49
NO-ABHAENGIGE VERSUS NO-UNABHAENGIGE KARDIODEPRESSION
4.1.1. RATIONALE
49
4.1.2. KARDIODEPRESSIVE PROFILE VON ENDOTOXIN, IL-1 SS UND TNF-A IN
NEONATALEN 50
RATTEN-KARDIOMYOZYTEN
4.1.3. NO-PRODUKTION NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN NACH KULTIVIERUNG
MIT 57
ENDOTOXIN, TNF-A ODER IL-LSS
4.1.4. INDUKTION DER INOS IN NEONATALEN RATTEN-KARDIOMYOZYTEN 59
4.1.5. IL
6
-FREISETZUNG UND IL-1 -PRODUKTION DURCH KARDIOMYOZYTEN 60
4.
1
.
6
. 2D-PROTEINMUSTER NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN UNTER DEM EINFLUSS 62
VON TNF-A
4.2. PROTEINPHAENOTYPVARIATION VON KARDIOMYOZYTEN BEI KATECHOLAMINEXZESS:
64
HINWEIS AUF EINE DIFFERENTIELLE GENEXPRESSION DURCH STARKE VERSUS
SCHWACHE
AGONISTEN AM SS-ADRENOZEPTOR
4.2.1. RATIONALE 64
4.2.2. 2D-PROTEINMUSTER NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN SIND
REPRODUZIERBAR 65
VERAENDERT DURCH CHRONISCHE SS-ADRENOZEPTOR-STIMULATION
4.2.3. IDENTIFIZIERUNG DIFFERENTIELL EXPRIMIERTER PROTEINE 67
4.2.3.1. STRATEGIE ZUR IDENTIFIZIERUNG VON SPOT NR. 22 67
4.23.2.
STRATEGIE ZUR IDENTIFIZIERUNG VON SPOT NR. 19 69
4.2.4. BESTAETIGUNG DER EXPRESSION VON PROHIBITIN UND SYNTAXIN LB AUF
MRNA-EBENE 69
4.3. KARDIODEPRESSIVES PROFIL VON PSEUDOMONAS AERUGINOSA EXOTOXIN A: 71
PARTIELLE HEMMUNG DER PROTEINBIOSYNTHESE DURCH VERARMUNG AN
ELONGATIONSFAKTOR-2
FUEHRT ZUR EINSCHRAENKUNG DER REGULATORISCHEN KONTRAKTIONSRESERVE VON
KARDIOMYOZYTEN
4.3.1. RATIONALE
71
4.3.2. DIE HEMMUNG DER PROTEINBIOSYNTHESE NEONATALER
RATTEN-KARDIOMYOZYTEN 72
DURCH PSEUDOMONAS EXOTOXIN A GEHT PARALLEL ZU EINEM ABFALL DES GEHALTS
AN ELONGATIONSFAKTOR-2
4.3.3. ZYTOTOXIZITAET VON PSEUDOMONAS EXOTOXIN A 73
4.3.4. KATECHOLAMIN- UND TRIJODTHYRONIN-INDUZIERTE VERAENDERUNGEN 73
DER MYOSINISOENZYME: DIFFERENTIELLER EINFLUSS VON EXOTOXIN A
4.3.5. T3-INDUZIERTE ZUNAHME DES ELONGATIONSFAKTORS-2
74
4.3.6. KATECHOLAMIN-VERMITTELTE INOTROPIE: INTERFERENZ VON EXOTOXIN A
75
4.3.7. DER GEHALT AN ELONGATIONSFAKTOR-2 WIRD IN KARDIOMYOZYTEN DURCH 77
METABOLISCHE SIGNALE MODIFIZIERT
4.4. ANTIKOERPER-VERMITTELTE KARDIODEPRESSION VERSUS
ANTIKOERPER-VERMITTELTE KARDIOTOXIZITAET 80
4.4.1. RATIONALE 80
4.4.2. SEREN MIT XENOREAKTIVEN NATUERLICHEN ANTIKOERPERN INDUZIEREN EINEN
PASSAGEREN 81
STOP DER SPONTANKONTRAKTIONEN NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN
4.4.3. SEREN MIT XENOREAKTIVEN NATUERLICHEN ANTIKOERPERN DESYNCHRONISIEREN
DIE 85
KONTRAKTIONEN NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN IM ZELLVERBAND
4.4.4. INDUZIERTE, NICHT ABER PRAEFORMIERTE ANTIKOERPER FUEHREN ZUM ZELLTOD
NEONATALER
86
RATTEN-KARDIOMYOZYTEN
4.4.5. INDUZIERTE UND PRAEFORMIERTE ANTIKOERPER BINDEN HOMOGEN AN
NEONATALE 87
RATTEN-KARDIOMYOZYTEN
4.4.6. XENOREAKTIVE NATUERLICHE ANTIKOERPER VERAENDERN DIE ELEKTRISCHE
ERREGBARKEIT 89
ADULTER MEERSCHWEINCHEN-KARDIOMYOZYTEN IN EINER SPEZIES-SPEZIFISCHEN
WEISE
4.5. SENSIBILISIERUNG VON KARDIOMYOZYTEN GEGENUEBER DER KARDIODEPRESSIVEN
UND 93
KARDIOTOXISCHEN WIRKUNG REAKTIVER SAUERSTOFFVERBINDUNGEN DURCH
GLUTATHIONVERARMUNG
4.5.1. RATIONALE
93
4.5.2. KOKULTURMODELL VON LEUKOZYTEN UND NEONATALE
RATTEN-KARDIOMYOZYTEN:
94
H
2
0
2
IST DAS WESENTLICHE KARDIODEPRESSIVE UND KARDIOTOXISCHE AGENS
4.5.3. EXPERIMENTELLE GLUTATHIONVERARMUNG VON KARDIOMYOZYTEN:
AUSWIRKUNGEN 99
AUF METABOLISMUS UND FUNKTION OHNE UND MIT EINWIRKUNG REAKTIVER
SAUERSTOFFVERBINDUNGEN
4.6. KARDIODEPRESSIVES PROFIL DES CARDIODEPRESSIVEN FAKTORS CDF: 104
BLOCKADE DES CALCIUMEINWAERTSSTROMS IN KARDIOMYOZYTEN
4.6.1. RATIONALE 104
4.6.2. ABNAHME DER PULSATIONSGESCHWINDIGKEIT UND -FFEQUENZ 105
NEONATALER RATTEN-KARDIOMYOZYTEN DURCH CDF
4.6.3. ATP- UND ADP-GEHALTE CDF-BEHANDELTER ZELLEN 106
4.6.4. HEMMUNG DES CALCIUMEINSTROMS IN KARDIOMYOZYTEN DURCH CDF 106
4.6.5. BINDUNGSSTUDIEN 108
5
. DISKUSSION
112
5.1. PLEIOTROPE KARDIODEPRESSIVE FAKTOREN UND WIRKUNGPRINZIPIEN BEI
AKUTEN 112
SYSTEMISCHEN ENTZUENDUNGSREAKTIONEN
5.2. PHAENOTYPVERAENDERUNGEN DER KARDIOMYOZYTEN KENNZEICHNEN CHRONISCHE
STRESS- UND 115
ENTZUENDUNGSSITUATIONEN: VERBINDUNG MIT DER KARDIODEPRESSION?
5.3. EINSCHRAENKUNG DER REGULATIONSBREITE VON KARDIOMYOZYTEN ALS
KARDIODEPRESSIVES 118
WIRKPRINZIP
5.4. KARDIODEPRESSIV WIRKENDE INTERAKTIONEN MIT DER ZELLMEMBRAN 122
5.4.1. KARDIODEPRESSIVER FAKTOR CDF 122
5.4.2. MEMBRANWIRKUNGEN XENOREAKTIVER NATUERLICHER ANTIKOERPER 125
5.5. HERZFUNKTIONSEINSCHRAENKUNG BEI SEPSIS UND SIRS: EHER
KARDIOMYOPATHIE ALS 127
LEDIGLICH MYOKARDDEPRESSION
6
. ZUSAMMENFASSUNG
128
7
. LITERATURVERZEICHNIS
130 |
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