Adaptive Veränderungen des kardialen Opioidsystems der Ratte im Verlauf einer Herzinsuffizienz induziert durch eine infrarenale, aortokavale Fistel

Abstract

Adaptive Veränderungen des kardialen Opioidsystems im Verlauf einer chronischen kongestiven Herzinsuffizienz wurden bisher nur marginal erforscht. In dieser Arbeit sollte daher zunächst die exakte Lokalisation der Opioidrezeptoren δ (DOR) und κ (KOR) im Myokard gesunder und herzinsuffizienter Ratten untersucht werden. Im linken Ventrikel gesunder Ratten konnten Opioidrezeptor-spezifische Membran-Bindungsstellen aller drei Opioidrezeptoren mittels Radioligand-Rezeptor-Bindungsstudien nachgewiesen werden. Im nächsten Schritt wurden DOR und KOR auf Kardiomyozyten des LV immunhistochemisch dargestellt. Es zeigte sich eine Kolokalisation der ORs mit dem plasmamembranständigen Dihydropyridin-Rezeptor (Cav1.2) und dem intrazellulären sarkoplasmatischen Ryanodin-Rezeptor. Eine Erweiterung dieser Arbeit stellte die Untersuchung adaptiver Veränderungen des kardialen Opioidsystems im Verlauf einer chronischen kongestiven Herzinsuffizienz dar. Dazu wurde mittels einer infrarenalen, aortokavalen Fistel (ACF) eine biventrikuläre Volumenüberladung induziert. 28 ± 2 Tage nach der ACF-Induktion zeigten die Tiere eindeutige morphometrische und hämodynamische Charakteristika einer CHF. Anschließend wurden die linken Ventrikel der insuffizienten Herzen erneut immunhistochemisch auf Veränderungen der Opioidrezeptor-Expression untersucht. Dabei konnte eine signifikante relative Zunahme der optisch integrierten Dichte der DOR- und KOR-spezifischen Immunfluoreszenz festgestellt werden. Um eine Modulation des kardialen Opioidsystems im Verlauf einer CHF zu bestätigen, wurden Western Blot Untersuchungen durchgeführt. Darin stellte sich eine Hochregulation der DOR und KOR auf Proteinebene heraus. Außerdem kam es zu einer vermehrten Expression der endogenen Opioidvorläuferpeptide Proenkephalin und Prodynorphin auf Proteinebene. Diese Ergebnisse lassen einen Einfluss des kardialen Delta- und Kappa-Opioidsystems auf pathophysiologische Vorgänge im Rahmen der Progression einer CHF vermuten.

Knowledge about changes in the cardiac opioid system in congestive heart failure (CHF) is scarce. As such, this project investigated the cellular localization of the opioid receptors δ (DOR) and κ (KOR) in left ventricular (LV) myocardium. Opioid receptor (OR) binding sites were detected by radioligand binding. In addition, DOR and KOR localization was determined by double immunofluorescence confocal analysis in the left ventricle of male Wistar rats. DOR and KOR were colocalized with L-type Ca2+ -channels (Cav 1.2) as well as with intracellular ryanodine receptors (RyR) of the sarcoplasmic reticulum. In each rat an infrarenal aortocaval fistula (ACF) was created, and 28 ± 2 days afterwards the extent of CHF was examined by hemodynamic and morphometric measurements. Adaptive changes in DOR and KOR and its endogenous ligands, the precursor peptides proenkephalin (PENK) and prodynorphin (PDYN) during CHF were examined via RT-PCR and Western blot. Following the ACF severe congestive heart failure developed in all rats and was accompanied by up- regulation of DOR/ KOR and PENK/PDYN on mRNA as well as receptor proteins representing consecutive adaptations. These findings may suggest that the cardiac opioid system possesses the ability to play a regulatory role in the pathophysiological development of heart failure.