@phdthesis{Mages2021,
  author    = {Mages, Christine Maria Gabriele},
  title     = {Effekt von Mitofusin 2 Defizienz auf die IP\(_3\)-induzierte mitochondriale Calciumregulation in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-23796},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237966},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Das Herz ist physiologisch auf einen fein regulierten und ausgeglichenen bioenergetischen Energiehaushalt angewiesen, um auf akute Belastungssituationen ad{\"a}quat reagieren zu k{\"o}nnen und oxidativen Stress zu vermeiden. Ca2+ reguliert zentral sowohl die zyklischen Kontraktions-/Relaxationsprozesse (ECC) als auch unmittelbar den mitochondrialen Metabolismus. Der ECC liegt in den Kardiomyozyten die Ca2+- Freisetzung durch die RyR2 zu Grunde; die IP3 Rezeptoren des sarkoplasmatischen Retikulums (SR) f{\"u}hren davon unabh{\"a}ngig zu einer Ca2+ Freisetzung aus dem SR. Diese IP3R vermittelten Signale werden in den r{\"a}umlich nahe gelegenen Mitochondrien zum Teil {\"u}ber den mRyR1 in die mitochondriale Matrix aufgenommen und stimulieren dort langfristig die oxidative Phosphorylierung und den Erhalt der antioxidativen Kapazit{\"a}t. Die enge r{\"a}umliche N{\"a}he zwischen SR und Mitochondrien wird durch Strukturproteine wie Mitofusin 2 (Mfn2) erg{\"a}nzt, die das SR mit der {\"a}ußeren Mitochondrienmembran koppeln und so die Ca2+-Interaktion beeinflussen. Ziel der Arbeit war, den Effekt von Mfn2 Defizienz auf die IP3 induzierte mitochondriale Ca2+-Regulation in Kardiomyozyten zu evaluieren. Dazu erfolgten Fluoreszenzf{\"a}rbungen an adulten isolierten Ventrikelkardiomyozyten kardiospezifischer Mfn2 Knock-Out (KO) M{\"a}usen bzw. deren wildtypischen Geschwistertieren (WT). Erhobene Parameter umfassten das mitochondriale Ca2+, das mitochondriale Membranpotenzial, die mitochondriale Superoxidbildung und mitochondriale ATP-Gehalt. Die Ergebnisse best{\"a}tigten eine Signalachse, bei der die Stimulation von isolierten murinen Kardiomyozyten mit dem IP3 Agonisten ET-1 zu einer mitochondrialen Ca2+ Aufnahme f{\"u}hrte, dem Erhalt des mitochondrialen Membranpotenzials diente und der ATP Gehalt stiegt. Bei induzierter kardiospezifischer Ablation von Mfn2 geht diese SR-mitochondriale Interaktion verloren, und es entstand ein energetisches Defizit sowie eine verminderte Superoxidbildung. Bei beta-adrenerger Stimulation mit Isoproterenol (ISO) resultierte in WT zwar eine mitochondriale Ca2+-Aufnahme, allerdings ein Abfall des ATP-Gehaltes. In den Mfn2 defizienten Kardiomyozyten zeigte sich eine Steigerung des ATP-Gehaltes auch auf beta-adrenerge Stimulation, die einen energetischen Kompensationsmechanismus in den Mfn2 KO Tieren vermuten l{\"a}sst. Dies identifiziert Mfn2 als kritische Strukturkomponente f{\"u}r die basale bioenergetische Adaptation der durch IP3R-mRyR1 vermittelten Signalachse unter physiologischen Bedingungen.},
  subject      = {SR/Mitochondriales Feedback},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werner2023,
  author    = {Werner, Jana Sophia},
  title     = {Frequenzabh{\"a}ngigkeit der IP3-induzierten Calciumregulation in murinen ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-32315},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323158},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {In Kardiomyozyten ist Calcium (Ca2+) ein wichtiges Signalmolek{\"u}l und eine pr{\"a}zise Regulation der Ca2+ Konzentration in den Zellkompartimenten erforderlich. Ca2+ wird Angiotensin II-induziert und vom Botenstoff IP3 vermittelt aus IP3 Rezeptoren des Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) freigesetzt, was zur mitochondrialen Ca2+ Aufnahme f{\"u}hrt. Diese Kommunikationswege zwischen SR und Mitochondrium sind u.a. bei der Herzinsuffizienz durch pathologische Umbauprozesse gest{\"o}rt. Zudem zirkulieren bei Herzinsuffizienz vermehrt Hormone wie AngII, welches u.a. die intrazellul{\"a}re IP3 Konzentration steigert und als Hypertrophie Signal wirkt. Dieser Arbeit geht die Vermutung voraus, dass eine gest{\"o}rte mitochondriale Ca2+ Aufnahme durch Ver{\"a}nderung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten die hypertrophe Genexpression beeinflussen kann. Es wurde an ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten von adulten M{\"a}usen mit kardiospezifischem MCU Knock out oder MCU Wildtyp untersucht, wie sich Ca2+ Transienten in Zytosol und Nukleus bei AngII-Stimulation und St{\"o}rung der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme durch Blockade des mRyR1 oder des MCU ver{\"a}ndern. Zum Vergleich wurde der Effekt des β adrenerg vermittelten, IP3 unabh{\"a}ngigen Ca2+ Anstiegs beobachtet. Zur Untersuchung der Frequenzabh{\"a}ngigkeit der Effekte wurde die elektrische Stimulation wurde variiert. Die Arbeit zeigt, dass sich die Blockade der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme unterschiedlich auf den nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten auswirkt: Bei AngII-Stimulation kam es in Folge der Blockade des mRyR1, nicht aber des MCU, zur Steigerung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten. Dieser Effekt war bei 1 Hz Stimulationsfrequenz, nicht aber nach einer Steigerung auf 4 Hz zu beobachten. Bei β adrenerger Stimulation hingegen ver{\"a}nderte die Blockade des MCU oder des mRyR1 die Ca2+ Transienten im Kern nicht signifikant. Die Arbeit verdeutlicht die Bedeutung der IP3 vermittelten Ca2+ Freisetzung f{\"u}r die Kontrolle der Ca2+ Konzentrationen in unterschiedlichen zellul{\"a}ren Kompartimenten.},
  subject      = {Calciumtransport},
  language  = {de}
}