@phdthesis{Beck2013, author = {Beck, Andreas Erich}, title = {Die Rolle des mitochondrialen Kalzium-abh{\"a}ngigen Kalium-Kanals mit großer Leitf{\"a}higkeit bei der Desfluran-induzierten Postkonditionierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-102897}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {Die rechtzeitige Reperfusion eines isch{\"a}mischen Gewebes kann einen zus{\"a}tzlichen Schaden induzieren. Gezielte Interventionen in der fr{\"u}hen Reperfusionsphase k{\"o}nnen diesen sogenannten Reperfusionsschaden jedoch vermindern. Letzteres Ph{\"a}nomen beschreibt der Begriff Postkonditionierung. Volatile An{\"a}sthetika sind in der Lage, den genannten Mechanismus zu aktivieren. Dieser Vorgang wird An{\"a}sthetika-induzierte Postkonditionierung (APOST) genannt. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Rolle des mitochondrialen Kalzium-abh{\"a}ngigen Kalium-Kanals mit großer Leitf{\"a}higkeit (mBKCa) und der mitochondrialen permeability-transition-Pore (mPTP) in der Desfluran-induzierten Postkonditionierung zu beleuchten. Zur Untersuchung der genannten Ph{\"a}nomene wurde ein etabliertes in vivo-Mausmodell des akuten Myokardinfarkts verwendet. Hierbei reduzierte die Gabe von 1,0 MAC Desfluran in der fr{\"u}hen Reperfusionsphase die Infarktgr{\"o}ße signifikant. Somit konnte eine Desfluran-induzierte Postkonditionierung beobachtet werden. Die pharmakologische Aktivierung des mBKCa mittels NS1619 reduzierte die Infarktgr{\"o}ße in einem vergleichbaren Ausmaß wie Desfluran. Weiterhin zeigten sich keine additiven Effekte bei der Kombination beider Interventionen. Als Best{\"a}tigung dessen hob die Blockade des mBKCa mittels Iberiotoxin die APOST auf. Diese Ergebnisse lassen auf eine Beteiligung des mBKCa bei der Desfluran-induzierten Postkonditionierung schließen. Durch Pharmakologische Aktivierung der mPTP mittels Atractylosid wurde die APOST aufgehoben. Das Gegenexperiment zeigte keine additiven Effekte bei gleichzeitiger Desflurangabe und Inhibierung der mPTP mittels Cyclosporin A. Die alleinige mPTP-Inhibition resultierte in Infarktgr{\"o}ßen, welche mit denen bei Desflurangabe vergleichbar waren. Folglich erscheint eine Beteiligung der mPTP an der Desfluran-induzierten Postkonditionierung wahrscheinlich. Die Aktivierung der mPTP konnte die kardioprotektiven Auswirkungen der mBKCa-{\"O}ffnung nicht vollst{\"a}ndig aufheben. Ebenso wurde durch Inhibition der mPTP der Effekt der mBKCa-Blockierung nur teilweise aufgehoben. Demzufolge scheint die Signalvermittlung der APOST {\"u}ber den mBKCa, zumindest teilweise, mPTP-unabh{\"a}ngig zu sein. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie demonstrieren eine Beteiligung des mBKCa und der mPTP an der Desfluran-induzierten Postkonditionierung in M{\"a}usen in vivo. Weiterhin legen sie die Vermutung nahe, dass die Signalvermittlung der APOST {\"u}ber den mBKCa teilweise unabh{\"a}ngig von der mPTP erfolgt.}, subject = {An{\"a}sthetikum}, language = {de} } @phdthesis{Nefzger2011, author = {Nefzger, Tobias Helmut}, title = {Verst{\"a}rkung der isch{\"a}mischen und an{\"a}sthetikainduzierten Pr{\"a}konditionierung durch repetitive Applikation im akuten Herzinfarktmodell des Kaninchens in vivo}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69561}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Fragestellung: Isch{\"a}mische und an{\"a}sthetikainduzierte Pr{\"a}konditionierung bewirken am Myokard eine erh{\"o}hte Widerstandsf{\"a}higkeit gegen Isch{\"a}mie und Reperfusion. F{\"u}r diese Arbeit wurde untersucht, ob sich der Effekt isch{\"a}mischer Pr{\"a}konditionierung durch verl{\"a}ngerte oder repetitive Applikation der Isch{\"a}mie verst{\"a}rken l{\"a}sst. Desweiteren wurde untersucht, ob sich die Pr{\"a}konditionierung mit Desfluran durch Verabreichung einer h{\"o}heren Konzentration oder verl{\"a}ngerte bzw. repetitive Applikation verst{\"a}rken l{\"a}sst. Methodik: In einem akuten in vivo Herzinfarktmodell des weißen Neuseelandkaninchens wurden folgenden Experimente durchgef{\"u}hrt. Alle Versuchstiere durchliefen eine Koronararterienokklusion von 30 min mit anschließender Reperfusion von 180 min. Zur kontinuierlichen isch{\"a}mischen Pr{\"a}kondtionierung erhielten die Interventionsgruppen zuvor 2 min, 3 min, 5 min bzw. 15 min Isch{\"a}mie. Zur repetitiven isch{\"a}mischen Pr{\"a}konditionierung erhielten sie zwei bzw. drei einmin{\"u}tige oder drei f{\"u}nfmin{\"u}tige Zyklen Isch{\"a}mie getrennt von ebenso langen Reperfusionsphasen. Zur an{\"a}sthetikainduzierten Pr{\"a}konditionierung erhielten die Versuchstieren vor Isch{\"a}mie und Reperfusion Desfluran. Entweder kontinuierlich {\"u}ber 30 min oder 90 min oder repetitiv {\"u}ber drei zehnmin{\"u}tige Zyklen getrennt von ebenso langen Abflutungsphasen jeweils in Konzentrationen von 0,5, 1,0 und 1,5 MAC. Im Anschluss an die Experimente wurden die Infarktgr{\"o}ßen gemessen und als prozentualer Anteil des isch{\"a}mischen Risikoareals dargestellt. Ergebnisse: In der Kontrollgruppe betrug die Infarktgr{\"o}ße 61\%. 5 min Isch{\"a}mie konnten eine Pr{\"a}konditonierung bewirken (23\%). Weder die Behandlung mit 15 min (27\%) Isch{\"a}mie noch mit drei f{\"u}nfmin{\"u}tigen Zyklen (12\%) waren signifikant effektiver als die einfache f{\"u}nfmin{\"u}tige. Kontinuierliche Isch{\"a}mien von 2 min (49\%) bzw. 3 min (47\%) senkten die Infarktgr{\"o}ße nicht. Zwei bzw. drei einmin{\"u}tigen Zyklen wirkten dagegen pr{\"a}konditionierend (jew. 34\%). 1,0 MAC Desfluran {\"u}ber 30min verabreicht senkte die Infarktgr{\"o}ße (35\%). Weder eine h{\"o}here Konzentration von 1,5 MAC (40\%) noch deren Verabreichnung {\"u}ber 90 min (32\%) waren signifikant effektiver als 1,0 MAC. 0,5 MAC wirkte weder {\"u}ber 30 min (52\%) noch {\"u}ber 90 min (56\%) verabreicht pr{\"a}konditionierend. Eine repetitive Verabreichung {\"u}ber drei zehnmin{\"u}tige Zyklen bewirkte dagegen Pr{\"a}konditionierung (36\%). Zusammnefassung: Die kardioprotektiven Effekte von kontinuierlicher isch{\"a}mischer bzw. an{\"a}sthetikainduzierter Pr{\"a}konditionierung lassen sich oberhalb ihrer jeweiligen Reizschwelle nicht mehr verst{\"a}rken. Dagegen lassen sich an sich unterschwellige Reize (Isch{\"a}mie < 5 min bzw. 0,5 MAC Desfluran) durch repetitive Applikation {\"u}ber die Reizschwelle heben und wirken dann pr{\"a}konditionierend.}, subject = {Isch{\"a}mische Pr{\"a}konditionierung}, language = {de} } @phdthesis{Schmidt2011, author = {Schmidt, Johannes}, title = {Die Beteiligung der Peroxisomen-Proliferator-aktivierten Rezeptoren α und γ am zweiten Fenster der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57320}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Der perioperative Myokardinfarkt ist eine der Hauptursachen perioperativer Morbidit{\"a}t und Mortalit{\"a}t, wobei bis zu 40\% der Patienten an einem akuten Ereignis versterben. Eine der Hauptaufgaben der an{\"a}sthesiologischen Forschung besteht daher in der Entwicklung neuer, verbesserter Strategien sowohl in der Erkennung und Prophylaxe als auch in der Therapie perioperativer Myokardisch{\"a}mien. In einer wegweisenden Studie zeigten Kersten et al. 1997 erstmals einen kardioprotektiven Effekt f{\"u}r volatile An{\"a}sthetika: Die Verabreichung von Isofluran vor der Induktion eines Isch{\"a}mie-Reperfusions-Schadens (I/R-Schaden) f{\"u}hrte zu einer signifikanten Reduktion der resultierenden Infarktgr{\"o}ße. Diese kardioprotektiven Eigenschaften wurden in der Folge auch f{\"u}r andere volatile An{\"a}sthetika aufgezeigt, ebenso wie die Induktion eines zweiten Fensters der Pr{\"a}konditionierung (SWOP) beginnend 24h post-donum. Essentielle molekulare Mechanismen der protektiven Signalkaskade sind hierbei u.a. eine gesteigerte Synthese von Prostaglandinen sowie die erh{\"o}hte Produktion von Stickstoffmonoxid (NO). Vergleichbare NO-abh{\"a}ngige, kardioprotektive Wirkungen zeigen sich ebenso f{\"u}r Agonisten der Peroxysomen-Proliferator-aktivierten Rezeptoren (PPAR) α und γ. Die PPAR sind Transkriptionsfaktoren, die nach Liganden-vermittelter Aktivierung (u.a. 15d-Prostaglandin J2, 15d-PGJ2) ihre Wirkungen entfalten. Daher testeten wir die Hypothese, dass das zweite Fenster der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung durch eine erh{\"o}hte Produktion von 15d-PGJ2 mit der nachfolgenden Aktivierung von PPAR α und γ vermittelt wird. Die Experimente wurden in einem etablierten in-vivo Herzinfarktmodell des Kaninchens durchgef{\"u}hrt. M{\"a}nnliche weiße Neuseeland-Kaninchen wurden randomisiert 6 Gruppen zugeteilt. Alle Tiere erhielten eine 30-min{\"u}tige Okklusion der linken Koronararterie (KAO) gefolgt von einer 3-st{\"u}ndigen Reperfusion. Zwei Gruppen erhielten entweder Desfluran (1.0 MAC, DES) oder Raumluft (Kontrolle, KON) 24h vor KAO. In weiteren Gruppen erhielten die Tiere den PPARα-Antagonisten GW6471 oder den PPARγ-Antagonisten GW9662, jeweils alleine (GW6471 bzw. GW9662) oder in Kombination mit vorheriger Desfluranapplikation (DES+GW6471 bzw. DES+GW9662). Die Infarktgr{\"o}ße (IS/AAR) wurde nach Bestimmung des Isch{\"a}mieareals (AAR) und des Infarktareals (IS) gravimetrisch nach TTC-F{\"a}rbung ermittelt. Sechs identische Gruppen wurden instrumentiert zur Entnahme des Herzens und anschließender Analyse der PPAR-DNA-Bindungsaktivit{\"a}t sowie der Gewebekonzentrationen von 15d-PGJ2 und NO mittels spezifischer Assays. Als Ergebnis zeigte sich eine signifikant reduzierte Herzinfarktgr{\"o}ße (DES 42,2±3,1\%* vs. KON 61,8±2,8\%; *p<0,05) 24h nach der Applikation des volatilen An{\"a}sthetikums. Dieser kardioprotektive Ph{\"a}notyp war begleitet von einer erh{\"o}hten PPAR-DNA-Bindungsaktivit{\"a}t (DES 289,9±33RLU* vs. KON 102,9±18RLU, *p<0,05), als auch erh{\"o}hten Gewebskonzentrationen von 15d-PGJ2 (DES 224,4±10,2pg/ml* vs. KON 116,9±14,2pg/ml) und NO (DES 14,9±0,7μM* vs. KON 5,4±0,7μM). Unter spezifischer pharmakologischer Blockade von PPARα oder PPARγ kam es zum Verlust dieser protektiven Effekte, wobei sowohl die Infarktgr{\"o}ßenreduktion (DES+GW6471 60,0±2,8\% bzw. DES+GW9662 56,5±2,9\%), als auch die Elevation der PPAR-DNA-Bindungsaktivit{\"a}t (DES+GW6471 128,1±20,9RLU bzw. DES+GW9662 91,2±31RLU) und der myokardialen NO Konzentrationen (DES+GW6471 5,7±0,3μM bzw. DES+GW9662 5,9±0,9μM) aufgehoben wurde. Unbeeinflusst von der Blockade der PPAR blieb der durch Desfluran erh{\"o}hte 15d-PGJ2-Spiegel (DES+GW6471 199,5±8,1pg/ml* und DES+GW9662 179,0±11,7pg/ml*; p<0,05 vs. KON). Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass das zweite Fenster der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung durch die Aktivierung der PPARα und γ vermittelt wird. Die Applikation von Desfluran scheint hierbei durch die erh{\"o}hte Produktion von 15d-PGJ2 eine Signalkaskade in Gang zu setzen, welche nicht nur in der Aktivierung von PPARα und PPARγ resultiert, sondern ebenso durch die konsekutiv erh{\"o}hte myokardiale Verf{\"u}gbarkeit von NO die Kardioprotektion vermittelt.}, subject = {Pr{\"a}konditionierung}, language = {de} } @phdthesis{Schnupp2010, author = {Schnupp, Verena}, title = {Die Rolle der Calcium/Calmodulin Kinase II in der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung und der Kardioprotektion durch Metoprolol}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52732}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Die Pr{\"a}konditionierung ist ein endogener Schutzmechanismus, bei dem die Toleranz einer Zelle gegen die Auswirkungen eines sp{\"a}teren isch{\"a}mischen Schadens erh{\"o}ht wird. Volatile An{\"a}sthetika sind in der Lage den durch die Isch{\"a}mie verursachten Gewebsschaden zu vermindern, indem sie diesen Schutzmechanismus aktivieren. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der CaMK II in der An{\"a}sthetika-induzierten Pr{\"a}konditionierung und in der durch Metoprolol vermittelten Kardioprotektion, sowie der dosisabh{\"a}ngige Effekt von Metoprolol auf die Kardioprotektion und die Desfluran-induzierte Pr{\"a}konditionierung. Dazu wurde der spezifische Inhibitor der CaMK II, KN-93, sowie der kardioselektive Betablocker Metoprolol in verschiedenen Dosierungen, jeweils vor der Koronarokklusion alleine oder zusammen mit Desfluran, verabreicht. Die Versuche wurden in einem in vivo Herzinfarktmodell an weißen Neuseelandkaninchen durchgef{\"u}hrt. Die Resultate dieser Untersuchungen ergaben, dass KN-93 die Infarktgr{\"o}ße nicht reduzierte und die Desfluran-induzierte Pr{\"a}konditionierung aufgehoben wurde. Die effektive Hemmung der CaMK II wurde durch Western blot Analysen best{\"a}tigt. Die weiteren Ergebnisse ergaben, dass erst eine Metoprolol-Dosis von 1,75 mg/kg und 2,5 mg/kg die Myokardinfarktgr{\"o}ße signifikant verminderte. Die Western blot Analyse zeigte eine effektive Blockade beider Phosphorylierungsstellen des PLB. Außerdem wurde die Desfluran-induzierte Pr{\"a}konditionierung durch 0,2 mg/kg Metoprolol abgeschw{\"a}cht, durch 1,0 mg/kg, 1,75 mg/kg oder 2,5 mg/kg Metoprolol wurde sie vollst{\"a}ndig aufgehoben. Aus diesen Ergebnissen resultiert, dass die Desfluran-induzierte Pr{\"a}konditionierung {\"u}ber die Calcium/Calmodulin Kinase II abh{\"a}ngige Phosphorylierung des Phospholamban vermittelt wird. Dagegen wird die Metoprolol-induzierte Kardioprotektion w{\"a}hrend der Reperfusion durch die Blockade der PKA- und CaMK II-abh{\"a}ngigen Phosphorylierung des PLB vermittelt. Außerdem deuten die Ergebnisse auf eine negative Interaktion zwischen der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung und der beta-adrenergen Blockade hin.}, subject = {Pr�konditionierung}, language = {de} } @phdthesis{Blomeyer2008, author = {Blomeyer, Christoph-Axel}, title = {Die Rolle des beta-1-adrenergen Signaltransduktionsweges in der An{\"a}sthetika-induzierten und isch{\"a}mischen Pr{\"a}konditionierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30431}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Die myokardiale Pr{\"a}konditionierung ist ein endogener Schutzmechanismus, der die Isch{\"a}mietoleranz der Myokardzellen erh{\"o}ht und die Entstehung eines Myokardinfarktes hinausz{\"o}gert. Eine Aktivierung dieses „Schutzprogramms" kann durch verschiedene Stimuli induziert werden, beispielsweise sind sowohl eine kurze Koronararterienisch{\"a}mie als auch die Applikation volatiler An{\"a}sthetika potente Aktivatoren. Gegenstand aktueller Forschung ist die Aufkl{\"a}rung der Signaltransduktionskette der An{\"a}sthetika-induzierten (APC) und isch{\"a}mischen Pr{\"a}konditionierung (IPC). Bisherige Studien konnten die Beteiligung verschiedenster Mediatoren und Effektoren wie Proteinkinase C (PKC), Adenosintriphosphat-regulierte Kaliumkan{\"a}le, freie Sauerstoffradikale (ROS) und Stickstoffmonoxid (NO) am Signaltransduktionsweg der APC und IPC nachweisen. Eine Beteiligung des beta-1-adrenergen Signaltransduktionsweges ist noch weitgehend ungekl{\"a}rt und wird in der Literatur widerspr{\"u}chlich diskutiert. Die vorliegende Arbeit untersuchte im In-vivo-Herzinfarktmodell des Kaninchens die Beteiligung des beta-1-adrenergen Signaltransduktionsweges an der APC und IPC. Durch die 30-min{\"u}tige Gabe der volatilen An{\"a}sthetika Sevofluran und Desfluran wurde die APC hervorgerufen, durch eine einmalige 5-min{\"u}tige Koronararterienokklusion die IPC. Um eine Beteiligung des beta-1-adrenergen Signaltransduktionsweges in der APC und IPC zu pr{\"u}fen, wurde zum einen auf Rezeptorebene mit Esmolol, einem ultrakurzwirksamen beta-1-selektiven Betablocker, zum anderen intrazellul{\"a}r mit H-89, einem selektiven PKA-Inhibitor, gearbeitet. APC und IPC wurden jeweils mit Esmolol oder H-89 kombiniert. Die Zielgr{\"o}ße der vorliegenden Arbeit war die prozentuale Berechnung des infarzierten Myokards am isch{\"a}mischen Areal (IS/AAR in \%). In {\"U}bereinstimmung mit vielen bisherigen Studien konnte eine myokardiale Pr{\"a}konditionierung sowohl mit Desfluran und Sevofluran als auch durch eine kurze Koronararterienisch{\"a}mie hervorgerufen werden. Insgesamt war die IPC hinsichtlich der Infarktgr{\"o}ßenreduktion effektiver als die APC. Die APC wurde sowohl durch die beta-1-Adrenozeptor-Blockade als auch durch die PKA-Inhibition vollst{\"a}ndig unterdr{\"u}ckt. Die IPC hingegen wurde zwar durch die beta-1-Adrenozeptor-Blockade komplett, durch die PKA-Inhibition jedoch nur teilweise aufgehoben. Unter Ber{\"u}cksichtigung der vorliegenden Ergebnisse kann somit festgehalten werden, dass der beta-1-adrenerge Signaltransduktionsweg eine wesentliche Rolle in der Vermittlung der APC und IPC spielt. Dar{\"u}ber hinaus weisen diese Ergebnisse darauf hin, dass die Beteiligung des beta-1-adrenergen Signaltransduktionsweges in der APC und IPC in unterschiedlichem Maße vorliegt}, subject = {Sevofluran}, language = {de} } @phdthesis{Stumpner2007, author = {Stumpner, Jan}, title = {Desfluran induziert ein erstes und ein zweites Fenster der Pr{\"a}konditionierung gegen Myokardinfarkt in vivo}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27263}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Das Ph{\"a}nomen der isch{\"a}mischen Pr{\"a}konditionierung beschreibt einen endogenen Schutzmechanismus, der in einer erh{\"o}hten Toleranz des Gewebes gegen{\"u}ber isch{\"a}mischen Episoden resultiert. Volatile An{\"a}sthetika sind in der Lage, diesen Mechanismus zu aktivieren und somit betroffene Gewebe zu pr{\"a}konditionieren. Die isch{\"a}mische Pr{\"a}konditionierung zeigt an Kaninchen ein biphasisches Verlaufsmuster, bestehend aus einem fr{\"u}hen ersten Fenster sowie einem sp{\"a}ten zweiten Fenster der Pr{\"a}konditionierung. Beide Fenster sind durch eine Phase ohne kardioprotektiven Effekt getrennt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, f{\"u}r das volatile An{\"a}sthetikum Desfluran ebenfalls dieses biphasische Zeitmuster nachzuweisen sowie die Rolle von Stickstoffmonoxid (NO) in diesem Prozess zu charakterisieren. Wir f{\"u}hrten unsere Untersuchungen in einem in vivo-Herzinfarktmodell an Kaninchen durch. Wir konnten zeigen, dass Desfluran ein erstes Fenster der Pr{\"a}konditionierung induziert, welches bis zu zwei Stunden nach Abflutung des volatilen Agens nachweisbar ist. Weiterhin induzierte Desfluran ein zweites Fenster der Pr{\"a}konditionierung, dessen kardioprotektiver Effekt nach 24 Stunden einsetzt und bis zu 72 Stunden nach Applikation des An{\"a}sthetikums nachweisbar ist. Erstes und zweites Fenster der Pr{\"a}konditionierung waren durch eine Episode ohne nachweisbaren kardioprotektiven Effekt getrennt. 96 Stunden nach Abflutung des An{\"a}sthetikums war keine pr{\"a}konditionierende Wirkung mehr nachweisbar. Um die Rolle von NO beim zweiten Fenster der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung zu untersuchen, verabreichten wir den NO-Synthase-Blocker L-omega-Nitro-Arginin (LNA) vor der Koronararterienokklusion. Anhand unserer Ergebnisse konnten wir nachweisen, dass die Desfluran-induzierte Pr{\"a}konditionierung des Kaninchenmyokards ein der isch{\"a}mischen Pr{\"a}konditionierung {\"a}hnliches charakteristisches biphasisches Verlaufsmuster aufweist und das endogen synthetisiertes NO als Mediator des zweiten Fensters der Desfluran-induzierten Pr{\"a}konditionierung wirkt.}, subject = {Desfluran}, language = {de} }