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Der Einfluss der Betablocker Nebivolol und Metoprolol auf das ischämische akute Nierenversagen
(2019)
Es ist bekannt, dass es im akuten Nierenversagen zu einer renalen Überaktivierung des Sympathikus, des RAAS (vermittelt über β1-Rezeptoren) sowie zu einem funktionellen NO-Mangel und zur Dysbalance zwischen eNOS und iNOS kommt. Diese Sachverhalte tragen zu einer Vasokonstriktion und somit verminderten Durchblutung der Nieren bei. Um hierzu weitere Erkenntnisse zu erlangen, wurde in vorliegender Arbeit der Einfluss der Betablocker Nebivolol und Metoprolol auf das akute Nierenversagen untersucht.
Zur Induktion eines ischämischen akuten Nierenversagens wurde an weiblichen Sprague Dawley® Ratten ein bilaterales Abklemmen („Clamping“) der Nierenarterien über 45 Minuten durchgeführt. Im Anschluss an die Reperfusion der Nieren wurde den Tieren dann einmalig entweder 5mg Nebivolol, 50mg Metoprolol oder Kochsalzlösung verabreicht. Zum Vergleich dienten scheinoperierte („Sham“) Tiere mit analogen Gruppen der eingesetzten Pharmaka. 24 Stunden später wurden die GFR und der RPF anhand gesammelter Blut- und Urinproben photometrisch bestimmt. Die Genexpression von iNOS/eNOS, MCP 1 und Il-1β sowie OAT1/3 im Nierenkortex wurde auf mRNA-Ebene mittels RT-qPCR untersucht.
Die Gabe von Nebivolol oder Metoprolol konnte den nach einer Ischämie beobachteten Abfall der GFR und des RPF signifikant abmildern. Zudem wurde die Generierung der Entzündungsmediatoren MCP 1 und Il-1β unterdrückt und die Expression der Transporter OAT1/3 gesteigert. In Bezug auf iNOS und eNOS konnten durch die Applikation je eines der Medikamente keine wesentlichen Veränderungen beobachtet werden. Die gemessenen Effekte waren für Nebivolol und Metoprolol nahezu identisch, so dass diese auf die β-blockierenden Eigenschaften der beiden Pharmaka zurückzuführen sind, ohne dass die NO-Freisetzung durch Nebivolol einen zusätzlichen Effekt zu haben scheint.
Der Einfluss einer kontinuierlichen Betablockade auf die Anästhetika-induzierte Postkonditionierung
(2017)
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.
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.