TY  - THES
A1  - Kolar-Michaelis, Ulrike
T1  - Der Einfluss einer kontinuierlichen Betablockade auf die Anästhetika-induzierte Postkonditionierung
T1  - The Influence of Long-term Beta Blockade on Anesthetic-induced Post-conditioning
N2  - Die Ischämischen Herzerkrankungen sind die führende Todesursache in Deutschland. Die Entwicklung kardioprotektiver Strategien zur Minimierung des Reperfusionsschadens nach Wiedereröffnung des Gefäßes stellt eine therapeutische Ergänzung dar. Für volatile Anästhetika konnte diese Wirkung bereits in vielen Studien im Tiermodell gezeigt werden. In der Vermittlung dieser Effekte spielen ADRB1 eine ambivalente Rolle. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss einer ADRB1-Blockade auf die Desfluran-induzierte Postkonditionierung unter Berücksichtigung nachgeschalteter Signaltransduktionswege zu untersuchen.
In der vorliegenden Studie wurde hierfür ein Modell zur Langzeitapplikation von Metoprolol mittels osmotischer Pumpen und einer nicht-invasiven Blutdruckmessung durch Volumen-Druck-Aufzeichnung zur Interventionsüberwachung etabliert. Die planimetrische Infarktgrößenbestimmung erfolgte im in vivo-Herzinfarktmodell der Maus. Mittels Western-Blot wurde die Proteinkonzentration des ADRB1 und durch Real-Time PCR der mRNA-Gehalt von ADRB1, Arrb1 und Gnas bestimmt.
Die Ergebnisse bestätigen die kardioprotektiven Wirkeigenschaften Desflurans, zeigen aber auch, dass Metoprolol allein in diesem Modell nicht kardioprotektiv ist und darüber hinaus die APost durch Desfluran aufhebt. Die Langzeitblockade von ADRB1 hat keinen Einfluss auf dessen Proteinkonzentration. Auf traskriptioneller Ebene wurde gezeigt, dass unter β-Langzeitblockade der ADRB1, Arrb1 und Gnas-mRNA-Gehalt signifikant hochreguliert werden. Desfluran scheint nach Ischämie-Reperfusion diesen Effekt wieder aufzuheben. Daraus resultiert, dass Metoprolol in der Lage ist, auf mRNA-Ebene sowohl den G-Protein-abhängigen Signaltransduktionsweg über Gnas, als auch den G-Protein-unabhängigen Signaltransduktionsweg über Arrb1 hochzuregulieren.
N2  - Ischemic heart disease is the leading cause of death in Germany. The development of cardioprotective strategies to minimize reperfusion injury following reopening of the blood vessel represents a therapeutic supplement. For volatile anesthetics, this effect has already been demonstrated in many studies using animal testing. In mediating these effects, the role played by ADRB1 is ambiguous. The aim of this paper is to investigate the influence of an ADRB1 blockade on desflurane-induced post-conditioning, taking into consideration downstream signal transduction pathways.
For the current study, a model was established for the long-term application of metoprolol with osmotic pumps as well as for non-invasive blood pressure measurement using volume pressure recording for intervention monitoring. Planimetric determination of the size of the infarct was performed in the in vivo mouse model for myocardial infarction. The ADRB1 protein concentrations were determined using western blot; real-time PCR was used to establish the mRNA levels of ADRB1, Arrb1 and Gnas.
The results confirm the cardioprotective efficacy of desflurane, but also reveal that, in this model, metoprolol alone does not have a cardioprotective effect and further, that it abolishes desflurane-induced A-Post. The long-term blockade of ADRB1 has no effect on its protein concentration. At the transcriptional level, it has been shown that with long-term β-blockade, ADRB1, Arrb1, and Gnas mRNA levels are significantly upregulated. Desflurane appears to nullify this effect following ischemia reperfusion. As a result, at the mRNA level, metoprolol is able to upregulate not only the G-protein-dependent signal transduction pathway via Gnas, but also the G-protein-independent signal transduction pathway via Arrb1.
KW  - Kardioprotektion
KW  - Anästhetikum
KW  - Metoprolol
KW  - Herzinfarkt
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-154047
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TY  - THES
A1  - Hille, Christina Juliane
T1  - Etablierung einer Langzeitbetablockade am in vivo Herzinfarktmodell der Maus
T1  - Establishment of a longterm betablockade at an in vivo infarkt mouse model
N2  - Nach einem akuten Myokardinfarkt (MI) oder bei Herzinsuffizienz gelten Betablocker als Therapiemittel der Wahl. Durch die Hemmung des Sympathikus wirken sie so dem Überschuss an Katecholaminen entgegen und erzielen eine kardioprotektive Wirkung. Ziel dieser Arbeit war, ein Modell zur Langzeitbetablockade der Maus zu etablieren und molekularbiologisch zu charakterisieren, welches für die Erforschung des IRI und der Kardioprotektion durch Anästhetika-induzierte Konditionierung dienen soll. Die Betablockade mit Metoprolol erfolgte über 21 Tage mittels subkutan implantierten Pumpen. Neben der invasiven Messung der Hämodynamik wurde die Molekularbiologie der Proteine Beta1-Rezeptor (ß1-AR), Alpha-Untereinheit des G-Proteins (Gnas) und Beta-Arrestin (Arrb1) untersucht und die Herzinfarktgröße am in vivo Herzinfarktmodell der Maus bestimmt.
Es zeigte sich bei der invasiven Messung mittels Conductance-Katheter eine Verbesserung der linksventrikulären Kontraktilität und eine konstant bleibende Herzfrequenz unter Dobutaminstimulation während der Betablockade. Zudem ergab sich für ß1-AR eine erhöhte mRNA-Konzentration bei gleichbleibender Proteinkonzentration. Für Gnas und Arrb1 konnte in der molekularbiologischen Auswertung keine veränderte mRNA-Expression festgestellt werden. Die Herzinfarktgröße wurde unter Metoprologabe nicht signifikant beeinflusst. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass die Betablockade Veränderungen in der Molekularbiologie im untersuchten ß1-Signaltransduktionsweg hervorruft. Auch die invasive Messung mit Hilfe des Conductance-Katheters ergab die bei einer ß1-AR Blockade mit Metoprolol zu erwartenden positiven hämodynamischen Veränderungen.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde bestätigt, dass die Methode der invasiven Messung charakterisiert wurde und sich das Herzinfarktmodell der Betalangzeitblockade mit Metoprolol an der Maus etabliert hat. Dieses Modell kann für zukünftige Forschungen hinsichtlich der Anästhetika-induzierten Konditionierung und des IRI angewendet werden.
N2  - After an acute myocardial infarction or heart failure, betablockers are regarded as therapy of choice. By inhibiting the sympathetic nervous system, they thus counteract the excess of catecholamines and achieve a cardioprotective effect.
The aim of this study was to establish a mouse model of longterm beta-blockade and to characterize the molecular biology that is to be used for the investigation of ischaemia reperfusion injury (IRI) and cardioprotection by anesthetic induced conditioning.
Betablockade with metoprolol took place over 21 days by subcutaneous implanted pumps.
In addition to invasive measurement of hemodynamics, the molecular biology of the proteins Beta1-receptor, Beta-Arrestin (Arrb1) and alpha subunit of stimulatory G-protein (Gnas) was investigated and the myocardial infarct size (IS) was determined in the in vivo myocardial infarction mouse model.
In the invasive measurement by using conductance catheter, an improvement of left ventricular contractility and constant heart rate under dobutamine stimulation were shown during the betablockade.
In addition, there was an increased mRNA concentration for beta1 with constant protein concentration.
For Gnas and Arrb1, no altered mRNA expression could be determined in the molecular biological evaluation.
IS was not significantly influenced by application of metoprolol.
These results show that a betablockade evokes changes in molecular biology in the investigated ß1-signal transduction pathway. Furthermore, invasive measurement of hemodynamics resulted in the positive changes to be expected in a blockade with metoprolol.
With the present study, it is confirmed that the method of invasive measurement was characterized and the infarct mouse model of a longterm betablockade with metoprolol was established. This model can be used for future researches regarding anesthetic induced conditioning and IRI.
KW  - Herzinfarktforschung
KW  - Herzinfarkt
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-152866
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TY  - THES
A1  - Kellermann, Anna
T1  - Die unterschiedliche Rolle der Pim-1 Kinase in der Vermittlung der ischämischen und Anästhetika-induzierten Präkonditionierung
T1  - Differential role of Pim-1 kinase in ischemic and anesthetic- induced precondtioning
N2  - Das Phänomen der kardialen Präkonditionierung beschreibt die Möglichkeit durch bestimmte Stimuli die Toleranz des Myokardgewebes gegenüber lang andauernden Ischämien zu erhöhen. Es existieren zwei Formen der Präkonditionierung: die ischämische (IPC) und die pharmakologisch induzierte Präkonditionierung (PPC). Eine wichtige Form der PPC stellt die Anästhetika-induzierte Präkonditionierung (APC) dar. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit erfolgten anhand eines in vivo Myokardinfarktmodells der Maus. Die IPC wurde durch mehrere kurze Episoden ischämischer Ereignisse hervorgerufen und führte zu einer signifikanten Reduktion der Herzinfarktgröße um bis zu 70 Prozent. Bei der APC wurde das Myokard mittels Applikation des volatilen Anästhetikums Desfluran präkonditioniert. Das Ausmaß der Herzinfarktgrößenreduktion war mit dem der IPC vergleichbar. Neben dem Nachweis der präkonditionierenden Effekte von IPC und Desfluran war es Ziel dieser Arbeit die Rolle der Serin-Threonin-Kinase Pim-1 und ihrer antiapoptotischen Fähigkeiten zu ermitteln. Die Bedeutung der Pim-1 Kinase in der Signalvermittlung der ischämischen und Desfluran-induzierten Präkonditionierung wurde über deren Blockade mit dem selektiven Pim-1 Kinase Inhibitor II untersucht. Der präkonditionierende Effekt von Desfluran konnte durch die Blockade der Pim-1 Kinase vollständig aufgehoben werden, während die Wirkung der IPC nur teilweise aufgehoben wurde. Somit ist die Pim-1 Kinase in die Signalvermittlung der IPC und Desfluran-induzierten Präkonditionierung involviert. Sie scheint jedoch eine unterschiedliche Rolle bei IPC und APC zu spielen. Mittels Western Immunoblot erfolgte die Bestimmung der Proteinexpression von Pim-1 Kinase, Bad und phospho-BadSer112. Die Bestimmung des Phosphorylierungsausmaßes von Bad an Serin 112 diente als Surrogatparameter der Pim-1-Aktivität. Nach ischämischer und Desfluran-induzierter Präkonditionierung zeigte sich eine tendenzielle Zunahme der Phosphorylierung von Bad. Im Falle der Desfluran-induzierten Präkonditionierung konnte dieser Effekt durch Applikation des Pim-1 Kinase Inhibitors II signifikant reduziert werden, während dagegen bei der IPC kein Einfluss des Pim-1 Kinase Inhibitors II beobachtet werden konnte. Als intrazellulärer Marker der Apoptoseinduktion wurde der zytosolische Gehalt an Cytochrom C bestimmt. Nach IPC und APC zeigte sich eine tendenzielle Reduktion des zytosolischen Gehaltes an Cytochrom C. Durch Applikation des Pim-1 Kinase Inhibitors II konnte diese Reduktion bei der Desfluran-induzierten Präkonditionierung aufgehoben werden, während die Effekte der IPC unverändert blieben. Die Pim-1 Kinase wirkt somit antiapoptotisch und kardioprotektiv, wobei eine unterschiedliche Funktion bei der IPC und APC zu vermuten ist. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit konnten am in vivo Myokardinfarktmodell der Maus nachweisen, dass die Pim-1 Kinase an der Vermittlung der ischämischen und Desfluran-induzierten Präkonditionierung gegen Myokardinfarkt beteiligt ist. Sie scheint jedoch bei IPC und APC eine unterschiedliche Bedeutung zu haben.
N2  - Preconditioning is a method to increase myocardial tolerance against ischemia. There are two kinds of preconditioning: ischemic preconditiong (IPC) and anesthetic-induced precondtioning (APC). The investigations were done using a murine in-vivo-model of myocardial infarction. Three cycles of 5 minutes ischemia- reperfusion significantly reduced infarct size. Applikation of desflurane reduced infarct size to a similar extent as ischemic preconditioning. Besides the reduction of infarct size the author tested the hypothesis that IPC and APC are mediated via activation of Pim-1 kinase. By blocking Pim-1 kinase with a Pim-1 kinase inhibitor the effects of desflurane on infarct size could be abolished completely, the effects of APC were blocked in part. Thus Pim-1 kinase is involved in the signaltransduction of IPC and APC, but it seems to play a differential role. Furthermore protein expression of Pim-1 kinase, Bad, phospho-Bad and the cytosolic content of cytochrome C were measured via Western immunoblotting. Phospho-Bad was used as surrogate for activation of Pim-1 kinase. IPC and APC led to an increased expression of phospho-Bad. Desflurane- induced phosphorylation of Bad was reduced by Pim-1 kinase inhibitor, whereas IPC- induced phosphorylation was not affected. As apoptotic marker the cytosolic content of cytochrome C was measured. Desflurane and IPC tended to result in reduced cytosolic content of cytochrome c. The desflurane-induced reduction was abolished by Pim-1 kinase inhibitor. The IPC-induced reduction of cytosolic cytochrome c was not affected by pharmacologic inhibition of Pim-1 kinase. In summary IPC and desflurane-induced preconditioning against myocardial infarction in vivo in mice are mediated via activation of Pim-1 kinase. Pim-1 kinase seems to play a differential role in the signaltransduction of IPC and APC.
KW  - Ischämische Präkonditionierung
KW  - Präkonditionierung
KW  - Herzinfarkt
KW  - Anästhetika-induzierte Präkonditionierung
KW  - anesthetic-induced preconditioning
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76655
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TY  - THES
A1  - Frank, Anja
T1  - Die Rolle kardialer Beta1- und Beta2-adrenerger Rezeptoren bei der Desfluran-induzierten Postkonditionierung
T1  - The role of beta1- and beta2- adrenergic receptors in Desflurane-induced postconditioning
N2  - Myokardiale Ischämien und Myokardinfarkte (MI) stellen die wichtigsten Risikofaktoren für kardiale Morbidität und Mortalität in der perioperativen Phase dar. Der Begriff der Präkonditionierung beschreibt einen Prozess, bei dem ein vorangehender Trigger eine Veränderung des zellulären Phänotyps induziert, so dass die Toleranz dieser Zelle gegenüber ischämischen Phasen erhöht wird. Als Trigger können dabei kurzzeitige Ischämien (Ischämisch induzierte Präkonditionierung, IPC) oder pharmakologische Substanzen, z.B. volatile Anästhetika wie Sevofluran, Isofluran, Desfluran (Anästhetika induzierte Präkonditionierung, APC), dienen. Nach einem akuten MI ist die frühe Reperfusion des Myokards die wichtigste Maßnahme, um die Größe des entstehenden Infarktes zu limitieren. Die Reperfusion kann dabei eine weitere Schädigung des reperfundierten Gewebes verursachen, den sog. Ischämie/Reperfusionsschaden (I/R-Schaden). Es konnte nachgewiesen werden, dass eine kardioprotektive Wirkung, Abschwächung des I/R-Schadens und Reduzierung der Infarktgröße nicht nur durch den Mechanismus der IPC und erreicht werden kann, sondern auch durch repetitive kurze Ischämien, die erst in der Phase der Reperfusion im Anschluss an eine länger dauernde Ischämie des Myokards erfolgen (Ischämisch induzierte Postkonditionierung, IPost). Die Infarktgrößenreduktion war dabei mit derjenigen, die durch die IPC erreicht werden kann, vergleichbar. Auch volatile Anästhetika weisen eine bedeutende protektive Wirkung gegen I/R-Schäden auf, wenn sie in der frühen Phase der Reperfusion verabreicht werden (Anästhetika induzierte Postkonditionierung, APost). Für die IPC, die APC, die IPost und die APost konnte bereits in klinischen Studien nachgewiesen werden, dass sie kardioprotektiv wirken. IPC, IPost, APC, APost laufen über ähnliche Signaltransduktionswege ab. Kardiale β1- und β2 –adrenerge Rezeptoren (β1-AR und β2-AR) spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung der kardioprotektiven Wirkung über die IPC und die APC. Die Funktion des β-AR Signaltransduktionsweges für die APost ist nicht bekannt. Die Verhinderung einer intrazellulären Ca2+-Akkumulation gilt als ein weiteres entscheidendes Ziel der volatilen Anästhetika in der Prävention der Folgen des I/R-Schadens. Die Anhäufung von Ca2+ sowie die gestörte Ca2+-Homöostase im Zytosol in der Phase der Ischämie und der Reperfusion ist eine wesentliche Ursache für kontraktile Dysfunktion und Apoptose der Kardiomyozyten nach Ischämie/Reperfusion. Die Ca2+/Calmodulin-dependent proteinkinase II (CaMKII), die Teil des β1-AR Signalweges ist, trägt zur Aufrechterhaltung der intrazellulären Ca2+-Homöostase bei. In einer Studie unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass die CaMKII auch eine Funktion in der APC hat. Ziel der experimentellen Arbeit war es, Erkenntnis über die bisher nicht untersuchte Funktion des β-AR Signaltransduktionsweges sowie über die Bedeutung der intrazellulären Komponenten dieses Signalweges, der Proteinkinase A (PKA) und der CaMKII, für die Desfluran-induzierte Postkonditionierung zu erlangen. White New Zealand Kaninchen wurden in einem etablierten in vivo-Modell einer Myokardischämie und anschließenden dreistündigen Reperfusion ausgesetzt. Die Rolle des β-AR Signalweges wurde durch spezifische pharmakologische Blockade der β1-AR und β2-AR sowie der PKA und der CaMKII charakterisiert. Die resultierende Herzinfarktgröße wurde in Abhängigkeit von der jeweiligen pharmakologischen Intervention und der Dauer der Blockade β1-AR ermittelt. In der molekularbiologischen Auswertung wurde mittels Western-Immunoblotting die Proteinexpression der CaMKII sowie die Proteinexpression und Phosphorylierung von Phospholamban (PLB) und der antiapoptotischen Proteinkinase B (PKB)/Akt bestimmt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Blockade β1-AR und β2-AR oder die Blockade der CaMKII, die Desfluran-induzierte Postkonditionierung aufhebt. Somit haben wie in der APC die kardialen β1-AR und β2–AR auch eine Funktion bei der APost. Auch durch langanhaltende Blockade der β1-AR über die gesamte Dauer der Reperfusion oder durch Blockade der PKA konnte eine kardioprotektive Wirkung erreicht werden. Die Optimierung der Ca2+-Homöostase durch Erhalt der Ca2+- regulierenden Proteine CaMKII und PLB könnte eine bedeutende Rolle für die durch volatile Anästhetika induzierte Kardioprotektion spielen. Desfluran könnte über β2-AR und PKB/Akt antiapoptotische Signale und eine Abschwächung des I/R-Schadens initiieren. Mit den Ergebnissen konnte nachgewiesen werden, dass Desfluran im Rahmen der APost kardioprotektiv wirkt. Im Gegensatz zur Präkonditionierung bietet die Postkonditionierung die Möglichkeit einer zeitnah zu einem myokardialen Ereignis stehenden klinischen Anwendung. Die APost könnte somit eine Therapieoption bei der Behandlung von Patienten mit myokardialen Ischämien und Infarktereignis sein.
N2  - Myocardial ischemia and infarction are important risc factors for perioperative cardiac morbidity and mortality. Preconditioning describes a molecular process that leads to an increased tolerance of the cell against ischemic phases. Triggers of this process are repetitive short episodes of ischemia and reperfusion (ischemic induced preconditioning, IPC) or pharmacological substances, e.g. volatile anesthetics as Sevoflurane, Isoflurane, Desflurane (anesthetic induced preconditioning, APC). Early and fast restoration of blood flow is the most effective strategy for reducing the size of a myocardial infarct and improving clinincal outcome. But reperfusion itself can also induce injury, termed myocardial reperfusion injury. It has been described that cardioprotective effects, limiting reperfusion injury and reducing infarct size can not only be achieved by IPC but also by repetitive short episodes of ischemia and reperfusion following a prolonged period of ischemia. This phenomenon was named ischemic postconditioning, IPost. IPost is as potent in reducing infarct size as IPC. Volatile anesthetics also feature important protective effects against myocardial reperfusion injury, when they are applied in the early phase of reperfusion (anesthetic induced postconditioning, APost). The cardioprotective effects of the IPC, APC, IPost and APost have even been shown in clinical studies. The described mechanisms share similar signal transduction pathways. The cardiac β1- and β2 - adrenergic receptors (β1-AR and β2-AR) play an important role in mediating cardioprotection by IPC and APC. If the β-AR signal transdution pathway even plays a role in APost, is still not known. Prevention of an accumulation of intracellular Ca2+ is another crucial aim of volatile anesthetics protecting the heart from the damage of myocardial reperfusion injury. Ca2+ -accumulation and disturbed Ca2+ -homeostasis during the phases of ischemia and reperfusion is a major cause of contractile dysfunction and apoptosis of cardiomyocytes after ischemia/reperfusion. The Ca2+/Calmodulin-dependent proteinkinase II (CaMKII), which is part of the β1-AR signal transduction pathway, is a key enzyme in maintaining the intracellular Ca2+ -homeostasis. A study of our research group has demonstrated that the CaMKII is a mediator of cardioprotective effects in the case of APC. The aim of this study was to gain new knowledge of the importance of the β1- and β2 – adrenergic signal transduction pathway and the intracellular mediators of these pathways, the protein kinase A (PKA) and the CaMKII, for the anesthetic induced postconditioning by the volatile anesthetic Desflurane. For the experimental studies White New Zealand rabbits underwent an in vivo model of ischemia and 3 hrs of reperfusion. The β1- and β2 – adrenergic signal transduction pathway was characterized by specific pharmacological blockade of the β1-AR and β2-AR and the PKA and the CaMKII. The resulted infarct size was determined dependent on the pharmacological intervention and the duration of the β1-AR blockade, respectively. For molecular studies the protein expression of the CaMKII and the protein expression and phosphorylation of Phospholamban (PLB) and the antiapoptotic Proteinkinase B (PKB)/Akt was determined by western immunoblotting. Results show, that blockade of β1-AR and β2-AR or the blockade of the CaMKII, abolished the Desflurane induced postconditioning. So as known for the APC, cardiac β1-AR and β2-AR also play an important role in the APost. Interestingly, even longterm blockade of the β1-AR alone over the total phase of reperfusion or single blockade of the PKA leads to cardioprotection. Optimization of the Ca2+ -homeostasis by preventing Ca2+-regulating proteins as PLB and CaMKII may be a relevant impact in volatile anesthetic induced cardioprotection. Results even indicate that Desfluran may initiate antiapoptotic signals and attenuate repefusion injury by the β2-AR and the following PKB/Akt. With the results of this investigation, it was demonstrated, that Desflurane is cardioprotective in the case of APost. In contrast to preconditioning, postconditioning offers the ability of a therapeutic strategy that can be used near-term to a myocardial ischemic event. So the APost maybe a therapeutic option in the treatment of patients suffering from perioperative myocardial ischemia an infarction.
KW  - Herzinfarkt
KW  - Betaadrenerge Rezeptoren
KW  - volatile Anästhetika
KW  - Postkonditionierung
KW  - Ischämie/Reperfusionsschaden
KW  - betaadrenergic receptors
KW  - volatile anesthetics
KW  - postconditioning
KW  - ischemia/reperfusion injury
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72171
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TY  - THES
A1  - Nefzger, Tobias Helmut
T1  - Verstärkung der ischämischen und anästhetikainduzierten Präkonditionierung durch repetitive Applikation im akuten Herzinfarktmodell des Kaninchens in vivo
T1  - Enhancement of ischemic and anesthetic preconditioning by repetitive application in an acute myocardial infarction model in rabbits
N2  - Fragestellung: Ischämische und anästhetikainduzierte Präkonditionierung bewirken am Myokard eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Ischämie und Reperfusion. Für diese Arbeit wurde untersucht, ob sich der Effekt ischämischer Präkonditionierung durch verlängerte oder repetitive Applikation der Ischämie verstärken lässt. Desweiteren wurde untersucht, ob sich die Präkonditionierung mit Desfluran durch Verabreichung einer höheren Konzentration oder verlängerte bzw. repetitive Applikation verstärken lässt. Methodik: In einem akuten in vivo Herzinfarktmodell des weißen Neuseelandkaninchens wurden folgenden Experimente durchgeführt. Alle Versuchstiere durchliefen eine Koronararterienokklusion von 30 min mit anschließender Reperfusion von 180 min. Zur kontinuierlichen ischämischen Präkondtionierung erhielten die Interventionsgruppen zuvor 2 min, 3 min, 5 min bzw. 15 min Ischämie. Zur repetitiven ischämischen Präkonditionierung erhielten sie zwei bzw. drei einminütige oder drei fünfminütige Zyklen Ischämie getrennt von ebenso langen Reperfusionsphasen. Zur anästhetikainduzierten Präkonditionierung erhielten die Versuchstieren vor Ischämie und Reperfusion Desfluran. Entweder kontinuierlich über 30 min oder 90 min oder repetitiv über drei zehnminütige 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 Infarktgrößen gemessen und als prozentualer Anteil des ischämischen Risikoareals dargestellt. Ergebnisse: In der Kontrollgruppe betrug die Infarktgröße 61%. 5 min Ischämie konnten eine Präkonditonierung bewirken (23%). Weder die Behandlung mit 15 min (27%) Ischämie noch mit drei fünfminütigen Zyklen (12%) waren signifikant effektiver als die einfache fünfminütige. Kontinuierliche Ischämien von 2 min (49%) bzw. 3 min (47%) senkten die Infarktgröße nicht. Zwei bzw. drei einminütigen Zyklen wirkten dagegen präkonditionierend (jew. 34%). 1,0 MAC Desfluran über 30min verabreicht senkte die Infarktgröße (35%). Weder eine höhere Konzentration von 1,5 MAC (40%) noch deren Verabreichnung über 90 min (32%) waren signifikant effektiver als 1,0 MAC. 0,5 MAC wirkte weder über 30 min (52%) noch über 90 min (56%) verabreicht präkonditionierend. Eine repetitive Verabreichung über drei zehnminütige Zyklen bewirkte dagegen Präkonditionierung (36%). Zusammnefassung: Die kardioprotektiven Effekte von kontinuierlicher ischämischer bzw. anästhetikainduzierter Präkonditionierung lassen sich oberhalb ihrer jeweiligen Reizschwelle nicht mehr verstärken. Dagegen lassen sich an sich unterschwellige Reize (Ischämie < 5 min bzw. 0,5 MAC Desfluran) durch repetitive Applikation über die Reizschwelle heben und wirken dann präkonditionierend.
N2  - Objective: Ischemic and anesthetic preconditioning of the myocardium induce a higher resistance to subsequent ischemia and reperfusion. For this study it was examined, whether longer or repetitive application of ischemia enhances the effects of ischemic preconditioning. It was also examined, whether the effects of Desflurane-induced preconditioning are enhanced by applicating it in higher concentrations, for a longer period of time or in a repetitive manner. Methods: The following experiments were conducted in an in vivo myocardial infarction model of New Zealand White rabbits. All animals underwent 30 min of coronary artery occlusion followed by 180 min of reperfusion. For continuous preconditioning some animals were subjected to 2 min, 3 min, 5 min or 15 min of ischemia afore. For repetitive peconditioning some recieved two or three 1-min-cycles or three 5-min-cycles of ischemia seperated by reperfusion-cycles of the same time. For anesthetic preconditioning animals recieved Desflurane prior to ischemia and reperfusion. Some recieved it continuously over 30 min or 90 min, others repetitivly over three 10-min-cycles seperated by wash-out-periods of the same time. Desflurane concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 MAC were used. After experiments were finished infarct size was messured and expressed as percentage of the ischemic area at risk. Results: Infarct size was 61% in control group. 5 min of ischemic preconditioning lowered infarct size significantly (23%). Neither preconditioning with 15 min (27%) of ischemia was more effective than with 5 min, nor were three 5-min-cycles (12%). Neither 2 min (49%) nor 3 min (47%) peroids of continuous ischemia achieved preconditioning. But so did two and three 1-min-cycles of ischemia (both 34%). 1.0 MAC Desfluran given over 30 min lowered infarct size (35%). A higher concentration of 1.5 MAC (40%) was not significantly more protective than 1.0 MAC, even when it was applied over a period of 90 min (32%). 0.5 MAC could not achieve preconditioning, neither applied over 30 min (52%), nor over 90 min (56%). But given over three 10-min-cycles 0.5 MAC Desfluran was protective (36%). Conclusion: Cardioprotective effects of continuous ischemic and anesthetic preconditioning can not be enhanced as soon as the underlying stimulus has risen above its threshold for preconditioning. But stimuli that usually are beneath the threshold for preconditioning (ischemia < 5 min, 0.5 MAC Desflurane) can be enhanced by repetitive application and can achieve cardioprotection like this.
KW  - Ischämische Präkonditionierung
KW  - Inhalationsnarkotikum
KW  - Präkonditionierung
KW  - Desfluran
KW  - Herzinfarkt
KW  - Tiermodell
KW  - Kaninchen
KW  - anästhetikainduzierte Präkonditionierung
KW  - in vivo
KW  - ischemic preconditioning
KW  - anesthetic preconditioning
KW  - myocardial infarction
KW  - dose-dependency
KW  - rabbits
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69561
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TY  - THES
A1  - Schnupp, Verena
T1  - Die Rolle der Calcium/Calmodulin Kinase II in der Desfluran-induzierten Präkonditionierung und der Kardioprotektion durch Metoprolol
T1  - Differential role of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II in desflurane-induced preconditioning and cardioprotection by metoprolol
N2  - Die Präkonditionierung ist ein endogener Schutzmechanismus, bei dem die Toleranz einer Zelle gegen die Auswirkungen eines späteren ischämischen Schadens erhöht wird. Volatile Anästhetika sind in der Lage den durch die Ischämie verursachten Gewebsschaden zu vermindern, indem sie diesen Schutzmechanismus aktivieren. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der CaMK II in der Anästhetika-induzierten Präkonditionierung und in der durch Metoprolol vermittelten Kardioprotektion, sowie der dosisabhängige Effekt von Metoprolol auf die Kardioprotektion und die Desfluran-induzierte Präkonditionierung. 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 durchgeführt. Die Resultate dieser Untersuchungen ergaben, dass KN-93 die Infarktgröße nicht reduzierte und die Desfluran-induzierte Präkonditionierung aufgehoben wurde. Die effektive Hemmung der CaMK II wurde durch Western blot Analysen bestätigt. Die weiteren Ergebnisse ergaben, dass erst eine Metoprolol-Dosis von 1,75 mg/kg und 2,5 mg/kg die Myokardinfarktgröße signifikant verminderte. Die Western blot Analyse zeigte eine effektive Blockade beider Phosphorylierungsstellen des PLB. Außerdem wurde die Desfluran-induzierte Präkonditionierung durch 0,2 mg/kg Metoprolol abgeschwächt, durch 1,0 mg/kg, 1,75 mg/kg oder 2,5 mg/kg Metoprolol wurde sie vollständig aufgehoben. Aus diesen Ergebnissen resultiert, dass die Desfluran-induzierte Präkonditionierung über die Calcium/Calmodulin Kinase II abhängige Phosphorylierung des Phospholamban vermittelt wird. Dagegen wird die Metoprolol-induzierte Kardioprotektion während der Reperfusion durch die Blockade der PKA- und CaMK II-abhängigen Phosphorylierung des PLB vermittelt. Außerdem deuten die Ergebnisse auf eine negative Interaktion zwischen der Desfluran-induzierten Präkonditionierung und der beta-adrenergen Blockade hin.
N2  - Precononditioning is an endogenous protective mechanism which increases the cellular tolerance against subsequent ischemic damage. Volatile anesthetics are able to reduce the ischemic tissue damage by activating this protective mechanism. In the current study, the role of CaMK II in anesthetic preconditioning and in cardioprotection by Metoprolol was investigated. Furthermore the effect of Metoprolol on cardioprotection and on desflurane-induced preconditioning was explored dose-dependently. For this purpose we used an in vivo model of acute myocardial infarction in rabbits. To examine the role of CaMK II in anesthetic preconditioning, KN-93 a specific inhibitor of CaMK II was administered, to investigate the role of β-adrenergic signaling metoprolol a cardioselective beta blocker was administered. This was given in absence or presence of desflurane respectively before coronary artery occlusion. The results showed that KN-93 did not affect infarct size but blocked Desfluran-induced infarct size. The effective blocking of CaMK II was verified by western blots. Further results showed that metoprolol did not affect infarct size at lower dose whereas 1.75 and 2.5 mg/kg of metoprolol reduced infarct size significantly. Western blot analysis confirmed the effective blockade of both phosphorylation sites of Phospholamban. Moreover Desfluran-induced preconditioning was attenuated by metoprolol at 0.2 mg/kg and was completely abolished by metoprolol at 1.0, 1.75 and 2.5 mg/kg. Theses results show, that desflurane-induced preconditioning is mediated by CaMK II-dependent Phospholamban phosphorylation, whereas Metoprolol-induced cardioprotection during reperfusion is mediated by the blockade of PKA- and CaMK II-dependent phosphorylation of Phospholamban. Furthermore these results suggest negative interactions between Desfluran-induced preconditioning and β-adrenergic receptor blockade. The underlying mechanisms need more investigations.
KW  - Pr�konditionierung
KW  - Metoprolol
KW  - Desfluran
KW  - Myokardprotektion
KW  - CaM-Kinase II
KW  - Herzinfarkt
KW  - preconditioning
KW  - cardioprotection
KW  - metoprolol
KW  - desflurane
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52732
ER  -