Zahlreiche Arbeiten zeigen, dass die MPTP eine wichtige Rolle für die Entstehung des myokardialen Reperfusionsschadens spielt. In unserer Arbeitsgruppe wurde bereits gezeigt, dass Ca2+-Oszillationen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (SR) eine wichtige Rolle für die reperfusionsinduzierte Hyperkontraktur und Nekrose der Herzmuskelzellen spielt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist zu klären, ob und wann eine MPTP-Öffnung während der Ischämie und Reperfusion stattfindet, welche Rolle die sarkoplasmatisch abhängigen Ca2+-Oszillationen und die MPTP-Öffnung bei der Entwicklung der Hyperkontraktur spielen, und ob der Verlust der mitochondrialen Ca2+-Sequestrierung bei der MPTP-Öffnung die SR-abhängigen Ca2+-Oszillationen verstärkt.Unsere Untersuchungen haben wir an isolierten Herzmuskelzellen adulter Wistar Ratten in vitro durchgeführt. Die Zellen wurden mit Fluoreszenz-Indikatoren vorinkubiert, um die zytosolische und mitochondriale Calcium-Homoöstase sowie die MPTP-Öffnung zu identifizieren. Zur Bestimmung der Ca2+-Homoöstase wurden die Zellen mit Fura-2 AM beladen. Zur Untersuchung der MPTP-Öffnung haben wir die Zellen mit Calcein-AM oder mit JC-1 beladen. Die Kardiomyozyten wurden mit einer physiologischen Lösung perfundiert, dann wurden sie 90 Minuten lang einer ischämischen Phase (Anoxie) unterzogen, die von einer Reperfusionsphase (Reoxygenation) gefolgt wurde. In der Reperfusionsphase wurden Inhibitoren der MPTP (Cyclosporin A) oder SR-Ca2+-Freisetzung (Ryanodin) oder mitochondriale Ca2+-Aufnahme (Ru 360) appliziert.Unter Kontrollbedingungen kommt es zu einem irreversiblen Verlust der mitochondrialen Calceinkonzentration und einem irreversiblen Kollaps des mitochondrialen Membranpotentials. Die Behandlung der Kardiomyozyten mit Cyclosporin A , Ru 360 oder Ryanodin in der Reperfusionsphase führt zu signigikant geringerem Calceinverlust und verhindert den Kollaps des mitochondrialen Membranpotentials. Die mitochondriale Calciumkonzentration steigt in der Ischämie an. Mit Beginn der Reperfusion kommt es zu einem irreversiblen Anstieg. Die Behandlung mit Cyclosporin A, Ru 360 oder Ryanodin in der Reperfusionsphase führt zur Erholung der mitochondrialen Calciumkonzentration. Die Zellen entwickeln in der Reperfusionsphase unter Kontrollbedingungen Ca2+-Oszillationen und Hyperkontraktur, die durch die Behandlung mit Ryanodin, Ru 360 oder Cyclosporin A signifikant verringert wurden.Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die MPTP-Öffnung in der frühen Phase der Reperfusion, d.h. bereits in den ersten Minuten stattfindet. Die MPTPÖffnung ist auf eine mitochondriale Ca2+-Überladung zurückzuführen, die durch zytosolische Ca2+-Oszillationen ausgelöst wird, welche wiederum durch eine primäre Ca2+-Aufnahme ins sarkoplasmatische Retikulum verursacht werden. Die MPTPÖffnung führt durch Interaktion mit dem sarkoplasmatischen Retikulum zu einer Verstärkung der zytosolischen Ca2+-Oszillationen.
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