Nach simulierter Ischämie zeigen kardiale Endothelzellen in der Reperfusion, trotz Präsenz von Sauerstoff und Nährstoffen, eine deutliche Verstärkung der zytosolischen Calziumüberladung. Diese Calziumüberladung bewirkt zusammen mit der Vergrößerung der Zellzwischenräume eine Schädigung des umliegenden Gewebes. Frühere Studien am Modell kultivierter kardialer mikrovaskulärer Endothelzellen der Ratte (CMEC) konnten zeigen, dass ein Calzium-Influx und eine Freisetzung aus dem Endoplasmatischen Retikulum (ER) diesen weiteren Calziumanstieg auslösen. Ursächlich setzt die PLC den Signalweg der Calziumausschüttung über IP3-Rezeptoren des ER in Gang. Ziel der vorliegenden Studie war die Ursache der PLC-Aktivierung in der postischämischen Reperfusion zu finden und eine mögliche Beteiligung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) an der Calziumüberladung zu ergründen.CMEC wurden in den Experimenten einer 40-minütigen azidotischen Hypoxie ausgesetzt, gefolgt von 40-minütiger Reoxygenation (pH-Wert 7,4; 2,5mM Glukose). Die Ergebnisse wurden mittels fluoreszenzoptischer Methoden (Fluoreszenzfarbstoffe: Fura-2, Mag-Fura, DCF, JC-1) sowie mittels Westernblotanalyse gewonnen. Ergebnisse: In der Reoxygenation konnte durch den Einsatz des Farbstoffes DCF eine Entstehung von Radikalen festgestellt werden, welche sich durch einen mitochondrienspezifischen Radikalfänger MitoQ und durch Inhibition des Komplexes II der mitochondrialen Atmungskette mit TTFA deutlich reduzieren ließ. Dabei zeigten die Inhibition der NADPH-Oxidase und die Hemmung der anderen Komplexe der Atmungskette keine Effekte. Zur Untersuchung der mitochondrialen Funktion wurde der Fluoreszenzfarbstoff JC-1 zur Beobachtung des mitochondrialen Membranpotentials eingesetzt. Die JC-1-Experimente konnten dabei zeigen, dass die Ischämie zu einer Depolarisation führte, die sich in der Reoxygenation nicht vollständig zurückentwickelte. Ein unspezifischer Radikalfänger führte dagegen zu einer leichten Erholung. Die Mag-Fura-Messungen zur Untersuchung des zellulären Energiegehaltes zeigten nach initialer Erholung mit Beginn der Reperfusion einen ATP-Verlust, welcher sich sowohl durch MitoQ als auch durch TTFA reduzieren ließ. Bei Hemmung des Komplexes II und bei Einsatz des Radikalfängers MitoQ kam es darüber hinaus auch zu einer reduzierten Calziumüberladung in der Reoxygenation. Im Westernblot zeigte sich, dass die PLC in der postischämischen Reoxygenation phosphoriliert wurde, was durch verschiedene Radikalfänger verhindert werden konnte. Da spezifische Inhibitoren der src-Kinasen ebenfalls reduzierende Effekte auf die Calziumüberladung der Reoxygenation hatten, wurden diese als Vermittler zwischen den gebildeten Radikalen und der Aktivierung der PLC gesehen. Außerdem konnte die interzelluläre Lückenbildung sowohl durch Inhibition des Komplexes II der mitochondrialen Atmungskette, als auch durch den mitochondrienspezifischen Radikalfänger MitoQ deutlich reduziert werden.Schlussfolgerung: In der postischämischen Reperfusion entstehen Radikale in Komplex II der mitochondrialen Atmungskette. Diese ROS beeinflussen die Energiegewinnung der Zelle und bewirken vermittelt über src-Kinasen eine Aktivierung der PLC. Die aktivierte PLC setzt dann den Signalweg der Calziumausschüttung aus dem ER in Gang, welche wiederum den Calziumeistrom von extrazellulär durch SOC triggert. Eine Reduktion der Radikalentstehung könnte also eine Verminderung der Gewebeschäden zur Folge haben, was für die Therapie eines myokardialen Infarktes von Vorteil wäre.
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