dc.contributor.advisor | Maier, Lars S. Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Neumann, Kay | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-14T15:28:06Z | de |
dc.date.available | 2013-11-30T23:50:04Z | |
dc.date.issued | 2012-07-20 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-EFE7-A | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1576 | |
dc.description.abstract | Einleitung: Im Rahmen von strahlentherapeutischen Therapieverfahren von Tumoren im Brustbereich (z.B. mediastinales Hodgdkin-Lymphom, Bronchial-, Mamma-, Ösophagus und Magen-Karzinom) kann neben dem Tumor auch das Herz ionisierender Strahlung exponiert werden. Je nach Lage und Stadium des Tumors kann die Strahlenbelastung des Herzens bis zu 60 Gy betragen. Epidemiologische Daten zeigen langfristig eine erhöhte Inzidenz von Herzinsuffizienzen nach kardialer Strahlenexposition. Experimentell ist bisher hauptsächlich eine indirekte Schädigung des Herzens über die Koronarien bekannt. Eine direkte Wirkung auf die Herzmuskelzelle ist bislang nicht untersucht worden, weshalb sich diese Arbeit der direkten Wirkung ionisierender Strahlung auf das Myokard widmen soll.
Methoden: Ventrikuläre Herzmuskelzellen aus Mäuseherzen (N=19) wurden verschiedenen Dosen ionisierender Strahlung exponiert (0, 4, 20 Gy). Im Anschluss wurde mittels Inkubation mit einem redoxsensitiven Fluoreszenzfarbstoff (CM-H2-DCFDA) an einem Ion Optix Epifluoreszenzsetup die Radikalbelastung bestimmt. Die elektrophysiologischen Experimente wurden 20 Minuten nach Bestrahlung mit Hilfe des Fluoreszenzfarbstoffs Fura-2 AM durchgeführt.
Ergebnisse: Ionisierende Strahlung übte einen dosisabhängig positiv inotropen und lusitropen Effekt auf isolierte Herzmuskelzellen aus. Dies wurde in einem Anstieg des diastolischen Ca2+, der Ca2+-Transienten-Amplituden, der fraktionellen Ca2+-Freisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum, einer Relaxationsbeschleunigung und Kontraktionsverstärkung evident.
Diese Wirkung basierte auf einer Generierung von Radikalen (ROS), deren Konzentration durch den Radikalfänger Melatonin vermindert werden konnte. Ebenso ließ sich durch Melatonin auch die positiv inotrope/lusitrope Wirkung auf Herzmuskelzellen vermindern.
Eine Hemmung der redoxsensitiven Ca2+/Calmodulin-abhängige Proteinkinase II (CaMKII), zeigte, dass die positiv inotrope/lusitrope Wirkung auf Ca2+-Haushalt und Kontraktion der Kardiomyozyten durch eine CaMKII-Aktivierung mitverursacht wurde.
Zusammenfassung/Fazit: Die kardiologische Forschung der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass eine chronische CaMKII-Aktivierung zu Herzinsuffizienz und zu Arrhythmien führen kann. Diese Arbeit zeigt nun, dass in die klinisch bekannten Komplikationen nach Strahlenexposition des Herzens möglicherweise eine strahlungsinduzierte CaMKII-Aktivierung involviert sein könnte. Zudem zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass eine selektive CaMKII-Inhibition ein eventueller therapeutischer Ansatz für kardiale Komplikationen strahlentherapeutischer Therapieverfahren darstellen könnte. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | ger | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Die Wirkung ionisierender Strahlung auf die elektromechanische Kopplung und den intrazellulären Ca2+-Haushalt in isolierten Herzmuskelzellen | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | The influence of ionizing radiation on excitation-contraction coupling and Ca2+ cycling of isolated cardiac myocytes | de |
dc.contributor.referee | Oppermann, Martin Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2012-07-10 | de |
dc.subject.dnb | 610 Medizin, Gesundheit | de |
dc.subject.gok | MED 000 | de |
dc.description.abstracteng | Introduction: The radiooncological
treatment procedure of tumors of the thorax (e.g. hodgdkin-lymphom,
lung, mamma, oesophageal and gastric carcinoma) can in addition to
the tumor expose the heart to ionizing radiation. Depending on the
exact location of the tumor the exposition can reach up to 60 gy.
Epidemiological studies show an increased incidence of heart
failure in the long term following cardiac irradiation. An indirect
damage due to coronar injury has been shown by experimental studies
but a direct effect of ionizing radiation on cardiac myocytes has
not been investigated so far. So this disseration aims to
investigate the direct effect of ionizing radiation on
myocardium.
Methods: Ventrikular myocytes werde isolated from mouse hearts
(n=19) and exposed to graded doses of ionizing radiation (0, 4, 20
Gy). After incubation with a redoxsensitive dye (CM-H2-DCFDA) the
level of radicals (ROS) were measured on an Ion Optix
epiflureszenzsetup. Electrophysiological experiments were performed
20 minutes after irradiation using the fluorescence dye Fura-2
AM.
Results: Ionizing radiation caused a dose dependent positive
inotropic and lusitropic effect on isolated cardiac myocytes. This
was shown by an increase in diastolic Ca2+, Ca2+ transient
amplitude, fractional Ca2+ release of the sarcoplasmatic reticulum,
an acceleration of the relaxation and increased contractility. This
effect was based on a generation of reactive oxidative (ROS)
species which could be attenuated by the ROS scavenger Melatonin.
Consequently, Melatonin was able to reduce the positve
inotropic/lusitropic effect on Ca2+-cycling and contractility. An
inhibiton of the redoxsensitive Ca2+/Calmodulin-dependent protein
kinase II (CaMKII) revealed a partial dependence of the positive
ionotropic/lusitropic effect on CaMKII activation.
Summary/conclusion: Cardiac research has shown that chronic CaMKII
activation can cause heart insufficiency. This dissertation shows
that CaMKII activation could be partially involved in the
clinically known consequences after exposition of the heart to
ionizing radiation. In addition these results reveal that CaMKII
inhibition could be a potential therapeutic treatment of cardiac
complications following radiotherapy. | de |
dc.contributor.coReferee | Virsik-Köpp, Patricia Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Medicine | de |
dc.subject.ger | Ionisierende Strahlung | de |
dc.subject.ger | elektromechanische Kopplung | de |
dc.subject.ger | Ca2+-Haushalt | de |
dc.subject.eng | Ionizing radiation | de |
dc.subject.eng | excitation-contraction coupling | de |
dc.subject.eng | Ca2+ cycling | de |
dc.subject.bk | 44.00 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3624-5 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-3624 | de |
dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
dc.description.embargoed | 2013-11-30 | de |
dc.identifier.ppn | 774751207 | |