dc.contributor.author
Kerem, Alexander
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:10:26Z
dc.date.available
2011-11-09T11:15:27.044Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/685
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4887
dc.description.abstract
Über die Freisetzung vasoreaktiver Mediatoren übernehmen pulmonale
Endothelzellen eine essentielle Rolle in der Regulation der vaskulären
Homöostase in der Lunge. Ein Ungleichgewicht in der endothelialen Produktion
vasorelaxierender und vasokonstringierender Substanzen führt als sogenannte
endotheliale Dysfunktion zur Tonuserhöhung im Lungenkreislauf und induziert
vaskuläre Umbauprozesse, die chronisch zur Ausbildung einer pulmonalen
Hypertonie führen. Während die Rolle der endothelialen Dysfunktion für das
Krankheitsbild der pulmonal-arteriellen Hypertonie experimentell gut belegt
ist, bestehen hingegen kaum Daten zu Ausmaß, Relevanz und zellulären
Mechanismen einer möglichen endothelialen Dysfunktion bei pulmonaler
Hypertonie infolge Linksherzerkrankung, einer Kategorie der pulmonalen
Hypertonie, die die pulmonal-arterielle Hypertonie bzgl. Inzidenz um ca. den
Faktor 1000 übertrifft. Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die
endotheliale Dysfunktion der Lunge an einem präklinischen Modell der
chronischen Herzinsuffizienz zu untersuchen. Die vorliegenden Untersuchungen
wurden an Sprague-Dawley Ratten durchgeführt, bei denen durch ein
suprakoronares Aortenbanding eine chronische Herzinsuffizienz induziert worden
war. Mit Hilfe der in einer vorangestellten Studie etablierten Technik der
sog. real-time Fluoreszenzmikroskopie zur direkten bildgebenden
Quantifizierung der endothelialen NO- Produktion an der intakten Lunge sowie
durch hämodynamische Messungen der Vasoreagibilität konnte das Vorliegen einer
pulmonal-endothelialen Dysfunktion bei Ratten mit CHF nachgewiesen werden.
Diese Dysfunktion war weder ursächlich auf eine verminderte Expression der
endothelialen NO-Synthase, noch auf einen Substratmangel des Enzyms
zurückzuführen. Hingegen konnten wir mittels Fura-2-Imagings der
intrazellulären endothelialen Ca2+-Konzentration in intakten Lungen eine
fundamentale Störung der endothelialen [Ca2+]i-Homöostase und des
[Ca2+]i-Signalings nachweisen, das durch ein völliges Fehlen physiologischer
endothelialer [Ca2+]i-Oszillationen sowie fehlende oder abgeschwächte
[Ca2+]i-Antworten auf mechanische oder pharmakologische Stimuli gekennzeichnet
war. Die Rekonstitution eines endothelialen [Ca2+]i-Signals durch Zugabe des
Ca2+-Ionophors A-23187 vermochte hingegen wieder die endotheliale NO-
Produktion bei Tieren mit CHF zu stimulieren. Insofern kommt der Störung der
endothelialen [Ca2+]i-Homöostase eine Schlüsselrolle bei der endothelialen
Dysfunktion der Lunge bei CHF zu. Systematische Expressionsstudien an frisch
aus den CHF-Lungen isolierten Endothelzellen zeigten aber, dass diese Störung
des endothelialen [Ca2+]i-Signalings nicht primär auf eine verminderte
Expression endothelialer Ca2+-Kanäle zurückzuführen war. Stattdessen ergab die
Untersuchung des endothelialen Aktin-Zytokeletts mittels Phalloidin-
Fluoreszenzfärbung und Western Blot-Analyse eine ca. um das 10-fache erhöhte
endotheliale Aktin-Expression bei CHF-Tieren sowie eine
zirkulär-/spiralförmige Anordnung der F-Aktin-Polymere. Die Spaltung von
Aktinpolymeren durch Cytochalasin D führte zu einer Wiederherstellung der
endothelialen [Ca2+]i-und NO-Antwort in Lungen von CHF-Tieren, wodurch
erstmals eine zentrale Rolle des zytoskelettalen Remodelings im Rahmen der
endothelialen Dysfunktion nachgewiesen werden konnte.
de
dc.description.abstract
Rationale: Congestive heart failure (CHF) frequently results in remodeling and
increased tone of pulmonary resistance vessels. This adaptive response, which
aggravates pulmonary hypertension and thus, promotes right ventricular
failure, has been attributed to lung endothelial dysfunction. Objective: We
applied real-time fluorescence imaging to identify endothelial dysfunction and
underlying molecular mechanisms in an experimental model of CHF induced by
supracoronary aortic banding in rats. Methods and Results: Endothelial
dysfunction was evident in lungs of CHF rats as impaired endothelium-dependent
vasodilation and lack of endothelial NO synthesis in response to mechanical
stress, acetylcholine, or histamine. This effect was not attributable to
downregulation of endothelial NO synthase. Imaging of the cytosolic
Ca2+-concentration ([Ca2+]i) revealed a singular impairment of endothelial
[Ca2+]i homeostasis and signaling characterized by a lack of [Ca2+]i
oscillations and deficient or attenuated [Ca2+]i responses to mechanical
stress, histamine, acetylcholine, or thapsigargin. Reconstitution of a [Ca2+]i
signal by ionophore treatment restored endothelial NO production, but lack of
endothelial responsiveness was not primarily attributable to downregulation of
Ca2+ influx channels in CHF. Rather, we identified a massive remodeling of the
endothelial cytoskeleton in the form of an increased expression F-actin
formation which contributed critically to endothelial dysfunction in CHF
because cytoskeletal disruption by cytochalasin D largely reconstituted
endothelial [Ca2+]i signaling and NO production. Conclusions: Our findings
characterize a unique scenario of endothelial dysfunction in CHF that is
caused by a singular impairment of [Ca2+]i signaling, and identify
cytoskeletal reorganization as a major regulator of endothelial signaling and
function.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
congestive heart failure
dc.subject
pulmonary hypertension
dc.subject
endothelial dysfunction
dc.subject
cytoskeletal dynamics
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Pulmonal-endotheliale Dysfunktion bei chronischer Linksherzinsuffizienz
dc.contributor.contact
alexkerem@hotmail.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. med. W. M. Kübler
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. E. Grünig, Prof. Dr. H. Olschewski
dc.date.accepted
2011-11-18
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000025455-3
dc.title.translated
Lung endothelial dysfunction in congestive heart failure
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000025455
refubium.note.author
Publikationspromotion
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000010116
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access