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dc.contributor.advisor Rupnik, Marjan Prof. Dr. de
dc.contributor.author Speier, Stephan de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:55:28Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:38Z de
dc.date.issued 2004-11-09 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AE49-F de
dc.description.abstract In der vorliegenden Studie wurde eine Präparation pankreatischer Gewebeschnitte etabliert, um unter Bedingungen nahe in vivo, die Charakterisierung Insulin sezernierender β-Zellen, zu ermöglichen. Das Arbeitsverfahren zur Herstellung von Gewebeschnitten des Pankreas ist schnell und leicht reproduzierbar. Die Gewebeschnitte waren für mindestens einen Tag lebensfähig und die grobe Morphologie war gut erhalten. Durch Messung der Insulinfreisetzung nach Applikation hoher Glukose Konzentrationen wurde die Funktionalität der β-Zellen in den Gewebeschnitten bestätigt. Die Gewebeschnitt Präparation des Pankreas ermöglichte die Durchführung elektrophysiologischer Experimente an β-Zellen, die sich in Tieferen Lagen der Langerhansschen Insel befanden. Die Charakterisierung der β-Zellen in Gewebeschnitten enthüllte mehrere verschiedene Eigenschaften im Vergleich zu den Präparationen, die bisher verwendet wurden. Erstens war die durch Kapazitätsmessungen erhaltene Sekretionsrate der β-Zellen in Gewebeschnitten vergleichbar mit der mit biochemischen Methoden gemessenen Insulinfreisetzung im perfundierten Pankreas. Experimente an kultivierten β-Zellen und β-Zellen in Langerhansschen Inseln zeigen diese Übereinstimmung nicht. Weiterhin wiesen KATP-Kanäle in β-Zellen in Gewebeschnitten, verglichen mit getrennten β-Zellen, eine verringerte Sensitivität gegenüber ATP auf, wodurch die Regulation der KATP-Kanäle durch ATP in ein physiologisches Niveau verschoben wird. Zusätzlich zeigte sich, dass das Auslaufen der KATP-Kanal Aktivität in β-Zellen in Gewebeschnitten beschleunigt war. Aufnahmen elektrischer Aktivität von β-Zellen in Gewebeschnitten, als Antwort auf stimulierende Substanzen, wiesen das charakteristische, oszillierende Muster auf. Jedoch zeigten Studien an Mäusen, die keine Gap Junctions zwischen β-Zellen ausbildeten, dass die elektrische Aktivität in β-Zellen durch den so genannten wash-out nach der Dialyse der Pipettenlösung verschwand. Die elektrische Aktivität aufgenommen von wild Typ Mäusen in der whole-cell Konfiguration reflektierte daher die Aktivität gekoppelter β-Zellen. Weiterhin verhinderte das Vorhandensein von Gap Junctions elektrische Aktivität in einer einzelnen, stimulierten β-Zelle, so lange sich die Mehrheit der gekoppelten Zellen noch in einem Ruhezustand befanden. Dies trägt zur Synchronisierung der Insulinfreisetzung von der Langerhansschen Insel bei. Die Studie stellte Gewebeschnitte des Pankreas als eine aussichtsreiche, weniger invasive Methode zur Untersuchung der β-Zell-Funktion dar. In dieser Präparation zeigten β-Zellen Eigenschaften, die für in vivo Bedingungen angenommen werden. Die Anwendung pankreatischer Gewebeschnitte wird als ein geeignetes System dienen, um weiteren Einblick in die Komplexen Interaktionen zu erhalten, welche die Homöostase der Glukose im Blut kontrollieren. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title Electrophysiological characterization of insulin secreting beta-cells in pancreatic tissue slices de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Elektrophysiologische Charakterisierung Insulin sezernierender beta-Zellen in Gewebeschnitten des Pankreas de
dc.contributor.referee Rupnik, Marjan Prof. Dr. de
dc.date.examination 2004-11-05 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng In the present study a pancreatic tissue slice preparation was established to enable the characterization of insulin secreting β-cells in close to in vivo conditions. The procedure to obtain pancreatic tissue slices was found to be rapid and easily reproducible. Slices were viable for at least one day and gross morphology was well preserved. Functionality of β-cells in tissue slices was confirmed by measuring released insulin after application of high glucose concentrations. The tissue slice preparation enabled the execution of electrophysiological experiments on β-cells located in deeper layers of the islet of Langerhans. Characterizing β-cells in tissue slices revealed several different properties compared to preparations used to date. First, the secretion rate acquired by monitoring capacitance in β-cells of tissue slices was comparable to biochemical measurements of insulin release obtained from perfused pancreas. Experiments on cultured β-cells and β-cells in isolated islets of Langerhans failed to show this similarity. Furthermore, in tissue slices KATP channels in β-cells showed decreased sensitivity to ATP in comparison to dispersed β-cells, shifting the regulation of KATP channels by ATP to physiological levels. Additionally, the run-down of KATP channels in β-cells of tissue slices was shown to be accelerated. Recording electrical activity in response to stimulating agents from β-cells in slices showed the characteristic bursting pattern. However, studies on gap junction-deficient mice (Cx36 ko) proved electrical activity of β-cells to vanish due to wash-out after dialysis of the pipette solution. The electrical activity recorded from wild type mice in whole-cell configuration reflected the activity of electrically coupled β-cells. Furthermore, the presence of gap junctions prevented electrical activity in a single stimulated β-cell, as long as the majority of coupled cells was still in a resting state, contributing to synchronized insulin release from the islet. The study showed pancreatic tissue slices as a promising, less invasive method to study the function of β-cells. In this preparation β-cells were observed to exhibit properties assumed for in vivo conditions. Employment of the pancreatic tissue slice preparation will serve as a suitable system to gain further insight into the complex interactions controlling blood glucose homeostasis. de
dc.contributor.coReferee Neher, Erwin Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger beta-cells de
dc.subject.ger pancreas de
dc.subject.ger tissue slices de
dc.subject.ger K<sub>ATP</sub> channel de
dc.subject.ger gap junction de
dc.subject.eng Beta-Zellen de
dc.subject.eng Pankreas de
dc.subject.eng Gewebeschnitte de
dc.subject.eng K<sub>ATP</sub>-Kanal de
dc.subject.eng Gap Junction de
dc.subject.bk 42.17 de
dc.subject.bk 44.89 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-339-2 de
dc.identifier.purl webdoc-339 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WI de
dc.identifier.ppn 48780368X de

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