Einfluss von Adenin-Nukleotid-Translokase-1-Überexpression auf das System der Kreatinkinase

Abstract

Einleitung: Die ANT1 spielt eine wichtige Rolle im Metabolismus eukaryontischer Zellen einerseits als Bindeglied von mitochondrialem Energieaufbau und zytosolischem –abbau, andererseits als konstitutiver Bestandteil einer die Apoptose modulierenden mitochondrialen Membranpore. In beiden Funktionen besteht eine enge Verbindung zum Enzymsystem der Kreatinkinase, das aus einer zytosolischen und einer mitochondrialen Form besteht. Die ANT1 beliefert das Kreatinkinasesystem mit den gemeinsamen Substraten Adenosin-Di- und –Tri-Phosphat (ADP und ATP). Aufgrund der engen Beziehung zwischen ANT1 und CK soll der Einfluss einer kardialen ANT1-Überexpression auf das Kreatinkinasesystem unter physiologischen und pathologischen Bedingungen analysiert werden. Methoden: Um den Einfluss der ANT1-Überexpression auf die myokardialen CKAktivitäten und ihre Isoformverteilung in der Herzmuskelzelle unter physiologischen und pathologischen Bedingungen zu bestimmen, wurden die genannten Parameter an ANT1-, REN- und doppelt-transgenen, d. h. ANT1 und Renin parallel überexprimierenden Tieren (ANT/REN) sowie an Wildtyp-Tieren gemessen und analysiert. Die Enzymaktivitäten wurden photometrisch, die Expressionsmuster elektrophoretisch bestimmt und densitometrisch ausgewertet. Für die Analysen wurden parametrische und nicht-parametrische Tests verwendet. Bei normalverteilten Standardfehlern wurde nach dem t-Test, bei nicht normalverteilten nach dem Mann-Whitney-U-Test gerechnet. Ergebnisse: Bei Vergleich der ANT1-transgenen Tiere mit der Kontrollgruppe zeigt sich kein signifikanter Unterschied in der Aktivität des Kreatinkinasesystems, die Enzymaktivitäten der REN-Tiere sind dagegen signifikant erniedrigt. Die doppelttransgenen Tiere zeigen dagegen dem Wildtyp angeglichene CK- Aktivitäten, ein signifikanter Unterschied besteht nicht. Schlussfolgerung: Eine erhöhte Expression der ANT1, die in Energiestoffwechsel und Apoptose eine zentrale Rolle spielt, beeinflusst die Aktivität des CK-Systems unter pathologischen Bedingungen günstig. Erniedrigte CK-Aktivitäten an einfach transgenen REN-Tieren konnten durch gleichzeitige Überexpression der ANT1 in doppelt-transgenen ANT/REN-Tieren soweit ausgeglichen werden, dass kein signifikanter Unterschied in der CK-Aktivität gegenüber dem Wildtyp beobachtet werden konnte. Diese Ergebnisse sprechen für eine kardioprotektive Wirkung der ANT1-Überexpression.

The ANT1 plays a key role in eucaryontic metabolism on the one hand as a link between mitochondrial energy-production and cytosolic –consumption, on the other hand as a constitutive part of a pore, located in the inner mitochondrial membrane, modulating apoptosis. In either function the ANT1 is tightly connected to the enzymatic system of the Creatine-Kinase, that consists of a cytosolic and a mitochondrial form. The ANT1 delivers ATP to the mitochondrial form and accepts ADP from the cytosolic form. Due to the apparently close relationship the influence of a cardiac ANT1-overexpression on the CK-system shall be investigated under physiological and pathological conditions. Methods: To investigate the influence of a cardiac ANT1-overexpression on the CK-system under physiological and pathological conditions, the activities of the enzymes were measured on ANT1-, REN-, and double-transgenic (ANT/REN) rats and compared to those of genetically unaltered controls. The enzymatic activities were assessed photometrically, the patterns of expression densitometrically. Tests used are parametric and non-parametric, if Gaussian distribution of standard error was given t-test, if not Mann-Whitney-U-test. Results: Compared to that of controls, the activity of the CK-system was significantly lower in the REN-group, no significant difference could be seen in the ANT/REN-group. Conclusion: Overexpression of ANT1 has an advantageous influence on the activity of the CK-system under pathological conditions. Lowered enzymatic activities in the REN-group were compensated under simultaneous overexpression of ANT1 in the ANT/REN-group, so that no significant difference could be seen compared to controls. These results hint to a cardioprotective effect of ANT1-overexpression.