Die Rolle der Proteine p66shc und CyclophilinD für die pulmonalvaskuläre Hypoxiereaktion:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Gießen, Lahn
VVB Laufersweiler Verlag
2017
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| Schriftenreihe: | Edition Scientifique
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 224 Seiten 21 cm x 14.6 cm, 310 g |
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................................................................................................................................
5
1. EINLEITUNG
.................................................................................................................................
8
2. LITERATURTEIL
............................................................................................................................
11
2.1. DER
LUNGENKREISLAUF.......................................................................................................................
11
2.1.1.
PHYSIOLOGIE..........................................................................................................................................
11
2.2. DIE LUNGENGEFAESSE UND
HYPOXIE...................................................................................................
12
2.2.1. ENTDECKUNG DER HYPOXISCHEN REAKTION DER
LUNGENGEFAESSE............................................................12
2.2.2. REAKTION DER LUNGENGEFAESSE AUF AKUTE, PROLONGIERTE UND CHRONISCHE
HYPOXIE............................12
2.2.2.1. LOKALISATION DER AKUTEN UND PROLONGIERTEN HYPOXISCHEN
PULMONALEN VASOKONSTRIKTION (HPV) 14
2.2.2.2. MECHANISMUS DER AKUTEN UND PROLONGIERTEN HPV
..........................................................................
15
2.2.2.3. REAKTION AUF CHRONISCHE
HYPOXIE.......................................................................................................17
2.3. PULMONALE HYPERTONIE
(PH)..........................................................................................................
21
2.3.1. DEFINITION UND
KLASSIFIKATION.............................................................................................................21
2.3.2.
EPIDEMIOLOGIE....................................................................................................................................
22
2.3.3. KLINIK UND
DIAGNOSE............................................................................................................................23
2.3.4.
PATHOGENESE.......................................................................................................................................23
2.3.4.1. VASKULAERES
*REMODELING ...................................................................................................................
23
2.3.4.2. PULMONALARTERIELLE GEFAESSE - MEHR ALS EINE VERBINDUNG ZWISCHEN
VENTRIKEL UND LUNGE
...........
25
2.3.4.3. DER RECHTE VENTRIKEL UNTER
DRUCK......................................................................................................
26
2.3.5. THERAPIE UND
PROGNOSE.....................................................................................................................
27
2.4. HOEHENASSOZIIERTE
KRANKHEITSBILDER.............................................................................................
29
2.4.1. BEWOHNER VON HOEHENLAGEN 2500M
..............................................................................................29
2.4.2. BESUCHER VON HOEHENLAGEN 2500M
................................................................................................29
2.5. DIE HYPOXISCHE REAKTION IN DER
TIERWELT....................................................................................31
2.6.
MITOCHONDRIEN...............................................................................................................................
33
2.6.1. AUFBAU UND
FUNKTION.........................................................................................................................33
2.6.2. DIE ELEKTRONENTRANSPORTKETTE
(ETC).................................................................................................35
2.6.3. REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES
(ROS)....................................................................................................
36
2.6.4. ROS UND
HYPOXIE................................................................................................................................
38
2.6.4.1. ROS UND
HPV.......................................................................................................................................38
2.6.4.2. ROS IN DER PH UND IN TIERMODELLEN DER
PH......................................................................................
42
2.6.5. MITOCHONDRIEN UND
APOPTOSE..........................................................................................................
43
2.6.6. MITOCHONDRIALE
PERMEABILITAETSAENDERUNG........................................................................................
44
2.7. CYCLOPHILIN
D(CYPD).......................................................................................................................46
2.7.1. AUFBAU UND
FUNKTION........................................................................................................................
46
2.7.2. INTERAKTIONEN MIT ANDEREN PROTEINEN
.............................................................................................
46
2.7.3. POTENTIELLER EINFLUSS AUF DIE REAKTION DER LUNGENGEFAESSE IN AKUTER
HYPOXIE................................47
2.7.4. POTENTIELLE ROLLE IN HYPOXIE-INDUZIERTER PULMONALER HYPERTONIE
UND KARDIALER HYPERTROPHIE 47
2.7.5. CHARAKTERISIERUNG VON CYPD-KNOCKOUT-MAEUSEN
............................................................................
48
2.8.
P66SHC...............................................................................................................................................50
2.8.1. AUFBAU UND
FUNKTION.......................................................................................................................50
2.8.2. INTERAKTIONEN MIT ANDEREN
PROTEINEN..............................................................................................
51
2.8.3. POTENTIELLER EINFLUSS AUF DIE REAKTION DER LUNGENGEFAESSE IN AKUTER
HYPOXIE
................................
52
2.8.4. POTENTIELLE ROLLE IN HYPOXIE-INDUZIERTER PH UND KARDIALER
HYPERTROPHIE
.....................................
53
2.8.5. CHARAKTERISIERUNG VON
P66SHC-KNOCKOUT-MAEUSEN..........................................................................54
2.9. INTERAKTION VON
P66SHC/CYPD.......................................................................................................55
2.9.1. DIE INTERAKTION DER PROTEINE P66SHC UND
CYPD..............................................................................55
2.9.2. ROLLE IN HYPOXIE-INDUZIERTER PULMONALER HYPERTENSION UND
KARDIALER HYPERTROPHIE.................55
2.9.3. CHARAKTERISIERUNG VON
P66/CYPD-KNOCKOUT-MAEUSE.......................................................................55
2.10. EXPERIMENTELLE
TIERMODELLE.........................................................................................................
56
2.10.1. ISOLIERT VENTILIERTE UND PERFUNDIERTE LUNGE
(ILU)............................................................................56
2.10.2. HYPOXIE-INDUZIERTE PULMONALE HYPERTONIE
.....................................................................................
56
3. M ATERIAL UND METHODEN
......................................................................................................
58
3.1. M
ATERIAL...........................................................................................................................................
58
3.1.1. GENEHMIGUNG UND
VERSUCHSTIERE.....................................................................................................58
3.1.2. MATERIAL UND GERAETE DER
MAUSMODELLE...........................................................................................59
3.1.2.1.
VERBRAUCHSMATERIAL............................................................................................................................59
3.1.2.2. INJEKTIONSLOESUNGEN UND
MEDIKAMENTE.............................................................................................60
3.1.2.3. GERAETE UND MATERIALIEN DER
ILU.........................................................................................................61
3.1.2.4. GERAETE UND MATERIALIEN DES
HYPOXIEMODELLS..................................................................................
62
3.1.2.5. GERAETE UND MATERIALIEN DER HAEMODYNAMIK -MESSUNGEN UND
ORGANKONSERVIERUNG
..................
63
3.1.2.6. GERAETE UND MATERIALIEN DER
*STIFFNESS -MESSUNGE..........................................................................65
3.1.2.7. LOESUNGEN DER
*STIFFNESS MESSUNGEN................................................................................................
65
3.1.3. GERAETE UND MATERIALIEN DER
HISTOLOGIE............................................................................................66
3.1.4. GERAETE UND MATERIALIEN DER
ZELLKULTUR.............................................................................................
68
3.1.5. GERAETE UND MATERIALIEN DER
MOLEKULARBIOLOGIE..............................................................................70
3.1.5.1. ANTIKOERPER
*WESTERNBLOT ..................................................................................................................
72
3.2. M
ETHODEN........................................................................................................................................73
3.2.1. MAUSMODELL 1:
ILU.............................................................................................................................
73
3.2.1.1. AUFTEILUNG DER
GRUPPEN......................................................................................................................73
3.2.1.2. VERSUCHSAUFBAU UND
VORBEREITUNGEN...............................................................................................
73
3.2.1.3. INTUBATION UND
PRAEPARATION...............................................................................................................
75
3.2.1.4. MESSUNG DES BASALTONUS UND DER AKUTEN HYPOXISCHEN
VASOKONSTRIKTION
....................................
75
3.2.1.5. EINSATZ PHARMAKOLOGISCHER
VASOKONSTRIKTOREN................................................................................
76
3.2.1.5.1. APPLIKATION DES THROMBOXAN A2-ANALOGONS
U46619......................................................................
77
3.2.1.5.2. APPLIKATION VON
KALIUMCHLORID...........................................................................................................77
3.2.1.6. PROLONGIERTE
HYPOXIE..........................................................................................................................
78
3.2.2. MAUSMODELL 2: HYPOXIE-INDUZIERTE PULMONALE HYPERTONIE
..........................................................
79
3.2.2.1.
HYPOXIEEXPOSITION..............................................................................................................................
79
3.2.2.2. AUFTEILUNG DER
GRUPPEN......................................................................................................................79
3.2.2.3. HAEMODYNAMISCHE
MESSUNG...............................................................................................................
80
3.2.2.3.1. VENA
JUGULARIS.......................................................................................................................................81
3.2.2.3.2. ARTERIA CAROTIS
COMMUNIS...................................................................................................................
81
3.2.2.4. TIERTOETUNG UND
ORGANENTNAHME........................................................................................................81
3.2.2.5. LUNGENSPUELUNG FUER DIE VASKULAERE
MORPHOMETRIE............................................................................82
3.2.2.6. HAEMATOKRIT-MESSUNG, PLASMAGEWINNUNG UND
HAEMATOLOGIE..........................................................83
3.2.2.7.
HERZ-RATIO.............................................................................................................................................83
3.2.3. DIE STEIFHEIT (*STIFFNESS ) DER
PULMONALARTERIE................................................................................84
3.2.3.1. HINTERGRUND ZU DEN
*STIFFNESS -MESSUNGEN......................................................................................
84
3.2.3.2. MESSUNG DER DEHNUNGSFAEHIGKEIT ISOLIERTER PULMONALARTERIENRINGE
...............................................
84
3.2.3.3. KALKULATION DER *STIFFNESS AUS DER MESSUNG DER
DEHNFAEHIGKEIT..................................................85
3.2.3.4. INNERER UMFANG DER
PULMONALARTERIEN.............................................................................................
89
3.2.4.
HISTOLOGIE............................................................................................................................................
92
3.2.4.1. MUSKULARISIERUNGSGRAD DER
LUNGENGEFAESSE........................................................................................
92
3.2.4.1.1. FAERBEPROTOKOLL: *ANTI-A-SMOOTH MUSCLE ACTIN /
ANTI-VON-WILLEBRAND-FAKTOR-
IMMUNHISTOCHEMIE............................................................................................................................92
3.2.4.1.2. MORPHOMETRISCHE
ANALYSE..................................................................................................................93
3.2.5. ZELLULAERE
FUNKTIONEN..........................................................................................................................94
3.2.5.1. ISOLIERUNG UND KULTIVIERUNG MURINER GLATTER PRAEKAPILLAERER
PULMONALARTERIELLER MUSKELZELLEN.. 94
3.2.5.2.
FLUORESZENZ-MIKROSKOPIE....................................................................................................................95
3.2.5.3. MESSUNG VON INTRAZELLULAEREM WASSERSTOFFPEROXID (H20 2) MITTELS
HYPER-CYTO
.............................
95
3.2.5.4. MESSUNG VON INTRAZELLULAEREM CALCIUM MITTELS
FURA2.......................................................................96
3.2.6. MOLEKULARBIOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN...........................................................................................98
3.2.6.1.
PROTEINGEHALT.......................................................................................................................................
98
3.2.6.1.1.
PROTEINISOLATION....................................................................................................................................98
3.2.6.1.2.
GEL-ELEKTROPHORESE.............................................................................................................................
98
3.2.6.1.3.
*WESTERNBLOT ....................................................................................................................................
98
3.2.7. STATISTISCHE
AUSWERTUNG..................................................................................................................
100
4. ERGEBNISSE
..............................................................................................................................
102
4.1. PULMONALE VASOREAGIBILITAET IN DER
ILU......................................................................................102
4.1.1. BASALTONUS UND HYPOXISCHE PULMONALE VASOKONSTRIKTION
..........................................................
102
4.1.2. VASOKONSTRIKTION DURCH KALIUMCHLORID-APPLIKATION
.....................................................................
104
4.1.3. VASOKONSTRIKTION DURCH THROMBOXAN-APPLIKATION
.......................................................................
106
4.1.4. PROLONGIERTE
HYPOXIE.......................................................................................................................107
4.2. HYPOXIE-INDUZIERTE PULMONALE
HYPERTONIE.............................................................................
109
4.2.1.
KOERPERMORPHOLOGIE..........................................................................................................................109
4.2.1.1. DIE
KOERPERGEWICHTSENTWICKLUNG......................................................................................................109
4.2.1.2. DIE
TIBIALAENGE.....................................................................................................................................
113
4.2.2. DER SYSTEMISCHE UND PULMONALARTERIELLE
BLUTDRUCK.....................................................................
114
4.2.2.1. DER RECHTSVENTRIKULAERE DRUCK
(RVPES)..............................................................................................
114
4.2.2.1.1. DIE GESCHLECHTSABHAENGIGKEIT DES
RVPES..........................................................................................115
4.2.2.2. DER LINKSVENTRIKULAERE DRUCK
(LVPES)..................................................................................................117
4.2.2.3. DER SYSTEMISCH-ARTERIELLE DRUCK
(SAPES)..........................................................................................118
4.2.3. VERAENDERUNGEN DER
BLUTZUSAMMENSETZUNG.................................................................................120
4.2.4. KARDIALE
AUSWIRKUNGEN...................................................................................................................
122
4.2.4.1. VERAENDERUNGEN DES RECHTEN VENTRIKELS
(REV)...............................................................................122
4.2.4.2. VERAENDERUNGEN DES LINKEN
VENTRIKELS............................................................................................124
4.2.4.3. VERAENDERUNGEN DER
HERZRATIO........................................................................................................
127
4.2.5. BEEINFLUSSUNG DER
LUNGENSTROMBAHN............................................................................................129
4.2.5.1. MODULATION DER
*STIFFNESS DER
PULMONALARTERIE...........................................................................
129
4.2.5.2. AUSWIRKUNGEN AUF DEN INNENUMFANG DER
PULMONALARTERIE..........................................................130
4.2.5.3. MORPHOMETRISCHE ANALYSE DER
LUNGENGEFAESSE...............................................................................
137
4.3. ZELLULAERE
FUNKTIONEN....................................................................................................................140
4.3.1. DIE INTRAZELLULAERE H20 2-KONZENTRATION: HYPER-CYTO-MESSUNGEN
.................................................
140
4.3.2. DIE INTRAZELLULAERE CALCIUM-KONZENTRATION:
FURA2-MESSUNGEN......................................................141
4.4.
MOLEKULARBIOLOGIE......................................................................................................................
143
4.4.1. PROTEINREGULATION DER ZIELPROTEINE IN LUNGE UND HERZ
................................................................
143
4.4.1.1.
P66SHC................................................................................................................................................143
4.4.1.2.
CYPD...................................................................................................................................................
147
5. DISKUSSION
...............................................................................................................................
150
5.1. WAHL DER
TIERMODELLE..................................................................................................................150
5.1.1. GENDEFIZIENTE
MAEUSE.......................................................................................................................150
5.1.2.
ILU......................................................................................................................................................
151
5.1.3. HYPOXIE-INDUZIERTE PULMONALE HYPERTONIE
...................................................................................
153
5.2. DER EINFLUSS VON CYPD UND P66SHC AUF DIE PULMONALE VASOKONSTRIKTION
...........................
155
5.2.1. BASALER
GEFAESSTONUS..........................................................................................................................
155
5.2.2. VASOREAGIBILITAET NACH STIMULATION DURCH HYPOXIE, KALIUMCHLORID
UND U46619
........................
155
5.2.3. INTRAZELLULAERE CALCIUM- UND
ROS-FREISETZUNG................................................................................
157
5.3. EFFEKT VON CYPD UND P66SHC AUF DIE ENTWICKLUNG DER
HYPOXIE-INDUZIERTEN PH UND
RECHTSHERZINSUFFIZIENZ.............................................................................................................
161
5.3.1. VALIDIERUNG DES
HYPOXIE-MODELLS...................................................................................................161
5.3.1.1.
KOERPERGEWICHT....................................................................................................................................
161
5.3.1.2.
HAEMATOKRIT..........................................................................................................................................162
5.3.2. ENTWICKLUNG DER PULMONALEN
HYPERTONIE......................................................................................162
5.3.2.1. RVP
ES
...................................................................................................................................................
162
5.3.2.2. DIE MUSKULARISIERUNG DER KLEINEN LUNGENGEFAESSE
...........................................................................
165
5.3.2.3.
*STIFFNESS ..........................................................................................................................................
166
5.3.2.4. RECHTSHERZ-
REMODELING .................................................................................................................167
5.3.2.5. REGULATION DER PROTEINE P66SHC UND CYPD UNTER
HYPOXIE.............................................................169
5.4. DIE BEDEUTUNG DER ERGEBNISSE FUER DIE ROLLE DER PROTEINE P66SHC UND
CYPD BEI DER
PULMONALVASKULAEREN
HYPOXIEREAKTION.................................................................................171
5.5. DIE BEDEUTUNG DER PROTEINE FUER DIE BEHANDLUNG DER PH
......................................................
175
5.6.
SCHLUSSFOLGERUNG...........................................................................................................................
176
6. ZUSAMMENFASSUNG
...............................................................................................................
177
7. SUMMARY
.................................................................................................................................
179
8. LITERATURVERZEICHNIS
.............................................................................................................
181
9.
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.........................................................................................................
210
10. TABELLENVERZEICHNIS
..............................................................................................................
218
11. WISSENSCHAFTLICHE BEITRAEGE
...............................................................................................
222
11.1. VEROEFFENTLICHUNGEN
..............................................................................................................
222
11.2. KONGRESSBEITRAEGE
..................................................................................................................
222
12. DANKSAGUNG
..........................................................................................................................
224
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