Verfügbarkeit: Die Wirkung von Insulin und Exenatid auf die Kalzium-Regulation isolierter atrialer Kardiomyozyten der Ratte

Die Wirkung von Insulin und Exenatid auf die Kalzium-Regulation isolierter atrialer Kardiomyozyten der Ratte:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Kollmeier, Till Bertram (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Marburg [2020]
Schlagworte:	Insulin Herzmuskelzelle Ratte Calcium Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	V-IX, 146 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 ABKUERZUNGS-, ABBILDUNGS- UND TABELLENVERZEICHNIS .......... V 1.1 A BKUERZUNGSVERZEICHNIS .......................................................................................................................... V 1.2 A BBILDUNGSVERZEICHNIS ......................................................................................................................... VII 1.3 T ABELLENVERZEICHNIS .............................................................................................................................. IX 2 EINLEITUNG .................................................................................................. 1 2.1 R OLLE DER V ORHOEFE IN DER H ERZAKTION ..................................................................................................... 1 2.2 D IE R EGULATION DER V ORHOFAKTION WAEHREND DER H ERZAKTION ................................................................. 1 2.2. 1 REIZLEITUNG IM BEREICH DER VORHOEFE ....................................................................................... 1 2.2.2 ELEKTROMECHANISCHE KOPPLUNG IN ATRIALEN KARDIOMYOZYTEN ............................................... 2 2.2.2.1 DAS KLASSISCHE MODELL DER ERREGUNGSAUSBREITUNG IN ATRIALEN HERZMUSKELZELLEN ........................ 2 2.2.2.2 HINWEISE AUF EIN NEUES MODELL DER ERREGUNGSAUSBREITUNG UND KALZIUMFREISETZUNG IN ATRIALEN HERZMUSKELZELLEN .................................................................................................................................................. 4 2.2.2.3 WIRKUNG DER KALZIUMAUSSCHUETTUNG ............................................................................................... 5 2.2.2.4 TERMINIERUNG DER KONTRAKTION ...................................................................................................... 5 2.3 M ORPHOLOGISCHE , STRUKTURELLE UND FUNKTIONALE U NTERSCHIEDE ZWISCHEN V ORHOF - UND K AMMERMYOZYTEN ............................................................................................................................................ 6 2.4 S PONTANE K ALZIUMFREISETZUNGEN UND DEREN A USWIRKUNG ..................................................................... 7 2.4.1 PATHOPHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN SPONTANER KALZIUMFREISETZUNGEN ................................... 7 2.4.2 AUSWIRKUNGEN SPONTANER KALZIUMFREISETZUNGEN ................................................................. 9 2.5 D IE R OLLE DER P EPTIDE I NSULIN UND GLP-1 IN DER B LUTZUCKERREGULATION ............................................... 11 2. 5.1 PRINZIPIELLE MECHANISMEN DER BLUTZUCKERREGULATION .......................................................... 11 2.5.2 PHYSIOLOGIE UND WIRKUNG DES INSULINS ................................................................................ 11 2.5.2.1 SYNTHESE UND SEKRETION DES INSULINS ........................................................................................... 11 2.5.2.2 ERFOLGSORGANE UND WIRKUNG DES INSULINS ..................................................................................... 12 2.5.23 WIRKUNG DES INSULINS AUF KARDIALE ENTWICKLUNG, STOFFWECHSEL UND INOTROPIE ............................ 16 2.5.2.4 WIRKUNG VON INSULIN AN VORHOFMYOZYTEN ..................................................................................... 18 2.5.3 PHYSIOLOGIE UND WIRKUNG DES GLP-1 ................................................................................... 19 2.5.3.1 SYNTHESE UND SEKRETION DES GLUCAGON-IIKE PEPTIDE-1 ................................................................ 19 2.53.2 ERFOLGSORGANE UND WIRKUNG DES GLP-1 ........................................................................................ 20 2.5.33 WIRKUNG DES GLP-1 AUF KARDIALE ENTWICKLUNG, STOFFWECHSEL UND INOTROPIE ................................ 21 2.5.4 DER GLP-L-AGONIST EXENDIN-4/EXENATID. ............................................................................. 22 2.5.4.1 WIRKUNG DES GLP-L-AGONISTEN EXENATID AN ISOLIERTEN HERZEN UND HERZZELLEN ........................... 23 2.5.4.2 KLINISCHE STUDIEN ZUR WIRKSAMKEIT VON EXENATID ........................................................................ 24 2.6 F RAGESTELLUNG DIESER D ISSERTATION ...................................................................................................... 26 4 MATERIAL ..................................................................................................... 28 4.1 G ERAETE UND V ERBRAUCHSMATERIALIEN ..................................................................................................... 28 4.2 R ATTEN ..................................................................................................................................................29 4.3 C HEMIKALIEN .......................................................................................................................................... 29 4.4 T YRODELOESUNGEN FUER DIE Z ELLISOLATION .................................................................................................30 4.5 M ESSTYRODELOESUNGEN MIT T ESTSUBSTANZEN .......................................................................................... 33 5 METHODEN ...................................................................................................35 5.1 I SOLATION DER ATRIALEN H ERZMUSKELZELLEN ............................................................................................ 35 5.1.1 VORBEREITUNG UND TOETUNG DER TIERE ZUR GEWEBEENTNAHME ............................................. 35 5.1.2 ENTNAHME DES HERZENS ........................................................................................................ 35 5.1.3 DIE LANGENDORFF-METHODE UND ENZYMATISCHE ZERSETZUNG DES HERZENS .......................... 36 5.2 M ESSUNG DER K ALZIUMTRANSIENTEN MITTELS F LUORESZENZMIKROSKOPIE ................................................... 40 5.2.1 AUSPLATTIEREN DER KARDIOMYOZYTEN .................................................................................... 40 5.2.2 BELADUNG DER ZELLEN MIT DEM FLUORESZENZFARBSTOFF FLUO-4............................................. 40 5.2.3 MIKROSKOPIE-SETUPS ............................................................................................................. 41 5.2.3.1 KONFOKALE MIKROSKOPIE ................................................................................................................. 41 5.2.3.2 LINESCAN-MESSUNGEN AM LSM 510-KONFOKALMIKROSKOP ............................................................. 41 5.2.3.3 VISITECH-2D-KONFOKALMIKROSKOP ................................................................................................... 43 5.2.4 AUSWAHL DER ZELLEN WAEHREND DER MIKROSKOPIE .................................................................. 47 5.2.5 MESSPROTOKOLLE .................................................................................................................... 48 5.2.5.1 PROTOKOLL ZUR UNTERSUCHUNG VON AENDERUNGEN DER KALZIUMTRANSIENTEN AM LSM 510- KONFOKALMIKROSKOP .............................................................................................................................................48 5.2.5.2 PROTOKOLL ZUR UNTERSUCHUNG VON KALZIUMTRANSIENTEN UND ARRHYTHMOGENEN EREIGNISSEN AM VISITECH-SYSTEM ................................................................................................................................................. 49 5.2.6 AUSWERTUNG DER LINESCAN-MESSUNGEN .............................................................................. 50 5.2.7 AUSWERTUNG DER 2D-DATEN ................................................................................................. 52 5.2.7.1 AUSWERTUNGEN DER MESSZEITPUNKTE NACH 0 UND 12 MINUTEN .................................................... 52 5.2.7.2 AUSWERTUNGEN UND EINTEILUNG DER SPONTANEN KALZIUMFREISETZUNGEN ...................................... 52 5.3 S TATISTISCHE A USWERTUNG ................................................................................................................... 53 7 ERGEBNISSE ................................................................................................55 7.1 E RGEBNISSE DER L INESCAN -M ESSUNGEN .................................................................................................. 55 7.1. 1 AUSWERTUNG DER ERHOBENEN LINESCANS ................................................................................ 55 7.1.2 CHARAKTERISIERUNG DER ZELLEN .......................................................................................... 56 7.1.3 ZEITVERLAEUFE DER CAT-AMPLITUDE IN UNBEHANDELTEN KONTROLLZELLEN .................................. 58 7.1.4 ZEITVERLAEUFE DER CAT-AMPLITUDE UNTER EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID ....... 60 7.1.4.1 EFFEKT VON EXENATID AUF DIE TRANSIENTENAMPLITUDE ........................................................................60 7.1.4.2 EFFEKT VON INSULIN AUF DIE CAT-AMPLITUDE .................................................................................... 61 7.1.4.3 EFFEKT VON INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE CAT-AMPLITUDE ............................................................. 63 7.1.5 EFFEKT DER TESTSUBSTANZEN AUF DAS DIASTOLISCHE KALZIUM ................................................... 65 7.1.6 WIRKUNG VON EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE ZEITKONSTANTE TAU ( T ) 67 7.1.7 WIRKUNG VON EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE ZEIT BIS ZUM MAXIMUM (TIME TO PEAK, TTP) ................................................................................................................................ 73 7.1.8 MESSUNGEN DER SR-KALZIUMBELADUNG SOWIE DER FRAKTIONELLEN KALZIUMFREISETZUNG ........76 7.1.9 FRAKTIONELLE KALZIUMFREISETZUNG DER*RESPONDER -ZELLEN ................................................. 80 7.2 E RGEBNISSE DER 2D-K ONFOKALMESSUNGEN ............................................................................................82 7.2.1 CHARAKTERISIERUNG DER ZELLEN ................................................................................................ 82 7.2.2 INSULIN STEIGERT DIE AMPLITUDEN DER CAT ............................................................................. 84 7.2.3 INSULIN BESCHLEUNIGT DEN ABFALL DER KALZIUMTRANSIENTEN .................................................. 90 7.2.5 SPONTANE KALZIUMFREISETZUNGEN .......................................................................................... 92 7.2.5.1 KALZIUMSPARKS ................................................................................................................................ 92 7.2.5.2 MAKROPARKS/MINI-KALZIUMWELLEN ................................................................................................ 93 7.2.5.3 GLOBALE KALZIUMWELLEN ................................................................................................................. 96 7.2.5.4 EXTRA-KALZIUMTRANSIENTEN ............................................................................................................. 97 7.2.5.5 VERMEHRTE SPONTANE KALZIUMFREISETZUNGEN UNTER INSULIN 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LITERATURVERZEICHNIS .................................................................... 126 12 PUBLIKATIONEN .................................................................................... 144 13 VERZEICHNIS DER AKADEMISCHEN LEHRER ................................ 145 14 DANKSAGUNG ....................................................................................... 146
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 ABKUERZUNGS-, ABBILDUNGS- UND TABELLENVERZEICHNIS . V 1.1 A BKUERZUNGSVERZEICHNIS . V 1.2 A BBILDUNGSVERZEICHNIS . VII 1.3 T ABELLENVERZEICHNIS . IX 2 EINLEITUNG . 1 2.1 R OLLE DER V ORHOEFE IN DER H ERZAKTION . 1 2.2 D IE R EGULATION DER V ORHOFAKTION WAEHREND DER H ERZAKTION . 1 2.2. 1 REIZLEITUNG IM BEREICH DER VORHOEFE . 1 2.2.2 ELEKTROMECHANISCHE KOPPLUNG IN ATRIALEN KARDIOMYOZYTEN . 2 2.2.2.1 DAS KLASSISCHE MODELL DER ERREGUNGSAUSBREITUNG IN ATRIALEN HERZMUSKELZELLEN . 2 2.2.2.2 HINWEISE AUF EIN NEUES MODELL DER ERREGUNGSAUSBREITUNG UND KALZIUMFREISETZUNG IN ATRIALEN HERZMUSKELZELLEN . 4 2.2.2.3 WIRKUNG DER KALZIUMAUSSCHUETTUNG . 5 2.2.2.4 TERMINIERUNG DER KONTRAKTION . 5 2.3 M ORPHOLOGISCHE , STRUKTURELLE UND FUNKTIONALE U NTERSCHIEDE ZWISCHEN V ORHOF - UND K AMMERMYOZYTEN . 6 2.4 S PONTANE K ALZIUMFREISETZUNGEN UND DEREN A USWIRKUNG . 7 2.4.1 PATHOPHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN SPONTANER KALZIUMFREISETZUNGEN . 7 2.4.2 AUSWIRKUNGEN SPONTANER KALZIUMFREISETZUNGEN . 9 2.5 D IE R OLLE DER P EPTIDE I NSULIN UND GLP-1 IN DER B LUTZUCKERREGULATION . 11 2. 5.1 PRINZIPIELLE MECHANISMEN DER BLUTZUCKERREGULATION . 11 2.5.2 PHYSIOLOGIE UND WIRKUNG DES INSULINS . 11 2.5.2.1 SYNTHESE UND SEKRETION DES INSULINS . 11 2.5.2.2 ERFOLGSORGANE UND WIRKUNG DES INSULINS . 12 2.5.23 WIRKUNG DES INSULINS AUF KARDIALE ENTWICKLUNG, STOFFWECHSEL UND INOTROPIE . 16 2.5.2.4 WIRKUNG VON INSULIN AN VORHOFMYOZYTEN . 18 2.5.3 PHYSIOLOGIE UND WIRKUNG DES GLP-1 . 19 2.5.3.1 SYNTHESE UND SEKRETION DES GLUCAGON-IIKE PEPTIDE-1 . 19 2.53.2 ERFOLGSORGANE UND WIRKUNG DES GLP-1 . 20 2.5.33 WIRKUNG DES GLP-1 AUF KARDIALE ENTWICKLUNG, STOFFWECHSEL UND INOTROPIE . 21 2.5.4 DER GLP-L-AGONIST EXENDIN-4/EXENATID. . 22 2.5.4.1 WIRKUNG DES GLP-L-AGONISTEN EXENATID AN ISOLIERTEN HERZEN UND HERZZELLEN . 23 2.5.4.2 KLINISCHE STUDIEN ZUR WIRKSAMKEIT VON EXENATID . 24 2.6 F RAGESTELLUNG DIESER D ISSERTATION . 26 4 MATERIAL . 28 4.1 G ERAETE UND V ERBRAUCHSMATERIALIEN . 28 4.2 R ATTEN .29 4.3 C HEMIKALIEN . 29 4.4 T YRODELOESUNGEN FUER DIE Z ELLISOLATION .30 4.5 M ESSTYRODELOESUNGEN MIT T ESTSUBSTANZEN . 33 5 METHODEN .35 5.1 I SOLATION DER ATRIALEN H ERZMUSKELZELLEN . 35 5.1.1 VORBEREITUNG UND TOETUNG DER TIERE ZUR GEWEBEENTNAHME . 35 5.1.2 ENTNAHME DES HERZENS . 35 5.1.3 DIE LANGENDORFF-METHODE UND ENZYMATISCHE ZERSETZUNG DES HERZENS . 36 5.2 M ESSUNG DER K ALZIUMTRANSIENTEN MITTELS F LUORESZENZMIKROSKOPIE . 40 5.2.1 AUSPLATTIEREN DER KARDIOMYOZYTEN . 40 5.2.2 BELADUNG DER ZELLEN MIT DEM FLUORESZENZFARBSTOFF FLUO-4. 40 5.2.3 MIKROSKOPIE-SETUPS . 41 5.2.3.1 KONFOKALE MIKROSKOPIE . 41 5.2.3.2 LINESCAN-MESSUNGEN AM LSM 510-KONFOKALMIKROSKOP . 41 5.2.3.3 VISITECH-2D-KONFOKALMIKROSKOP . 43 5.2.4 AUSWAHL DER ZELLEN WAEHREND DER MIKROSKOPIE . 47 5.2.5 MESSPROTOKOLLE . 48 5.2.5.1 PROTOKOLL ZUR UNTERSUCHUNG VON AENDERUNGEN DER KALZIUMTRANSIENTEN AM LSM 510- KONFOKALMIKROSKOP .48 5.2.5.2 PROTOKOLL ZUR UNTERSUCHUNG VON KALZIUMTRANSIENTEN UND ARRHYTHMOGENEN EREIGNISSEN AM VISITECH-SYSTEM . 49 5.2.6 AUSWERTUNG DER LINESCAN-MESSUNGEN . 50 5.2.7 AUSWERTUNG DER 2D-DATEN . 52 5.2.7.1 AUSWERTUNGEN DER MESSZEITPUNKTE NACH 0 UND 12 MINUTEN . 52 5.2.7.2 AUSWERTUNGEN UND EINTEILUNG DER SPONTANEN KALZIUMFREISETZUNGEN . 52 5.3 S TATISTISCHE A USWERTUNG . 53 7 ERGEBNISSE .55 7.1 E RGEBNISSE DER L INESCAN -M ESSUNGEN . 55 7.1. 1 AUSWERTUNG DER ERHOBENEN LINESCANS . 55 7.1.2 CHARAKTERISIERUNG DER ZELLEN . 56 7.1.3 ZEITVERLAEUFE DER CAT-AMPLITUDE IN UNBEHANDELTEN KONTROLLZELLEN . 58 7.1.4 ZEITVERLAEUFE DER CAT-AMPLITUDE UNTER EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID . 60 7.1.4.1 EFFEKT VON EXENATID AUF DIE TRANSIENTENAMPLITUDE .60 7.1.4.2 EFFEKT VON INSULIN AUF DIE CAT-AMPLITUDE . 61 7.1.4.3 EFFEKT VON INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE CAT-AMPLITUDE . 63 7.1.5 EFFEKT DER TESTSUBSTANZEN AUF DAS DIASTOLISCHE KALZIUM . 65 7.1.6 WIRKUNG VON EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE ZEITKONSTANTE TAU ( T ) 67 7.1.7 WIRKUNG VON EXENATID, INSULIN UND INSULIN PLUS EXENATID AUF DIE ZEIT BIS ZUM MAXIMUM (TIME TO PEAK, TTP) . 73 7.1.8 MESSUNGEN DER SR-KALZIUMBELADUNG SOWIE DER FRAKTIONELLEN KALZIUMFREISETZUNG .76 7.1.9 FRAKTIONELLE KALZIUMFREISETZUNG DER*RESPONDER"-ZELLEN . 80 7.2 E RGEBNISSE DER 2D-K ONFOKALMESSUNGEN .82 7.2.1 CHARAKTERISIERUNG DER ZELLEN . 82 7.2.2 INSULIN STEIGERT DIE AMPLITUDEN DER CAT . 84 7.2.3 INSULIN BESCHLEUNIGT DEN ABFALL DER KALZIUMTRANSIENTEN . 90 7.2.5 SPONTANE KALZIUMFREISETZUNGEN . 92 7.2.5.1 KALZIUMSPARKS . 92 7.2.5.2 MAKROPARKS/MINI-KALZIUMWELLEN . 93 7.2.5.3 GLOBALE KALZIUMWELLEN . 96 7.2.5.4 EXTRA-KALZIUMTRANSIENTEN . 97 7.2.5.5 VERMEHRTE SPONTANE KALZIUMFREISETZUNGEN UNTER INSULIN . 99 8 DISKUSSION . 102 8.1 M ETHODIK UND L IMITIERUNGEN . 102 8.1.1 MODELL .102 8.1.2 BEOBACHTUNGSZEIT . 103 8.1.3 WIRKSTOFFKONZENTRATIONEN . 103 8.1.4 ORIENTIERUNG AN U-FORM ALS MERKMAL ATRIALER KARDIOMYOZYTEN .104 8.2 E RKENNTNISSE DIESER A RBEIT . 105 83 G ERINGE W IRKUNG VON E XENATID AUF ELEKTRISCH EVOZIERTE K ALZIUMTRANSIENTEN . 105 8.3.1 INTERPRETATION DER EXENATID-ERGEBNISSE . 106 8.4 I NSULIN VERAENDERT DIE K ALZIUMHOMOEOSTASE ATRIALER M YOZYTEN . 109 8.4.1 INTERPRETATION DER INSULIN-BEOBACHTUNGEN . 110 8.4.1.1 STEIGERUNG DER CAT-AMPLITUDEN . 110 8.4.1.2 AENDERUNGEN DER TRANSIENTENKINETIK DURCH INSULIN . 112 8.4.1.3 STEIGERUNG DER FRAKTIONELLEN KALZIUMFREISETZUNG (FR) AUS DEM SR BEI UNVERAENDERTER SR- KALZIUMBELADUNG . 114 8.4.1.4 VERMEHRT ARRHYTHMOGENE SPONTANE KALZIUMFREISETZUNGEN UNTER INSULIN . 115 8.5 K EIN N ACHWEIS EINER ADDITIVEN W IRKUNG DER K OMBINATION VON I NSULIN PLUS E XENATID . 117 8.5.1 DEUTLICHE VERAENDERUNG DER KALZIUMTRANSIENTEN OHNE ADDITIVE WIRKUNG GEGENUEBER ALLEINIGER INSULIN-GABE . 118 8.6 A USBLICK .120 9 ZUSAMMENFASSUNG .122 10 SUMMARY . 124 11 LITERATURVERZEICHNIS . 126 12 PUBLIKATIONEN . 144 13 VERZEICHNIS DER AKADEMISCHEN LEHRER . 145 14 DANKSAGUNG . 146
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