Vorkommen und Verteilung spezifischer Veränderungen in den Lymphknoten von Katzen mit natürlicher feliner infektiöser Peritonitis (FIP)
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Zusammenfassung
Die Bindung des hydrophoben Digoxin im therapeutisch wichtigen nanomolaren Konzentrationsbereich an den Herzglykosid-Rezeptor der Na+/K+-ATPase führt zu keiner Hemmung der Natrium-Pumpe aber zu einer Stärkung der Herzmuskelkontraktion. Auch langjährige Medikation mit Digoxin verändert den Blutdruck nicht. Wenn jedoch Ratten mit nanomolaren Konzentrationen des kürzlich als Nebennierenrinden-Hormon detektierten wasserlöslichen Ouabain (g-Strophanthin) behandelt werden, entwickeln sie einen arteriellen Hochdruck, der durch Digoxin-Therapie aufgehoben werden kann. Es erhebt sich daher die Frage, wieso das 'Stress-Hormon' Ouabain einen Bluthochdruck induzieren kann, nicht aber Digoxin, welches ebenfalls von der Nebenniere synthetisiert wird. Als möglicher Grund für die Wirkungsunterschiede bot sich die unterschiedliche Hydrophobizität beider Moleküle an. Diese könnte Auswirkungen auf den Transport im Blut haben. Es war auch denkbar, dass Affinitätsunterschiede in der Erkennung von Ouabain und Digoxin durch die Natrium-Pumpe intrazelluläre Signalketten in unterschiedlichem Maße aktivieren. Daher wurde in dieser Arbeit versucht a. ein früher detektiertes Serumbindungsprotein für Herzglykoside zu charakterisieren und zu identifizieren; b. an menschlichen arteriellen Endothelzellen aus der Nabelschnur in Kultur zu erfahren, ob Ouabain und Digoxin unterschiedlich auf die Freisetzung des gefäßkontrahierenden Proteohormons Endothelin-1 bzw. des gefäßrelaxierenden Hormons NO wirken, und Vorstellungen über die Wirkungsweise zu erarbeiten. Die Untersuchungen ergaben: 1. Bei dem früher im Rinderserum entdeckten Bindungsprotein für Herzglykoside handelt es sich um die µ-Kette des IgM. Dies konnte mittels ELISA mit affinitätsgereinigten Antikörpern gegen das Protein, durch die Kreuzreaktivität mit authentischem Rinder-IgM und durch die Gewebeverteilung des Proteins sicher gestellt werden. Das hydrophobe Digoxin bindet wahrscheinlich unspezifisch an hydrophobe Oberflächenbereiche von Proteinen. 2. Ouabain, nicht aber Digoxin, stimuliert in nanomolaren Konzentrationen sowohl die Freisetzung von Endothelin-1 aus menschlichen arteriellen Endothelzellen der Nabelschnur (HUAEC) in Kultur als auch die Aktivität der Natrium-Pumpe. Beide Herzglykoside stimulieren im nanomolaren Konzentrationsbereich die NO-Freisetzung. Die halb-maximale Hemmung der Natrium-Pumpe durch Ouabain erfolgt bei IC50 = 2 x 10-7 M, also in weit höheren Konzentrationen. 3. Die herzglykosidbedingte Stimulierung der NO-Freisetzung wird nicht durch Hemmstoffe der src-Kinase (PP1, PP2), der Phospholipase C (U73122), von Gi-Proteinen (Pertussis-Toxin) oder der Phosphatidylinositol-3-kinase (Wortmannin) beeinflusst. Es finden keine Änderungen der zellulären cAMP und cGMP Konzentrationen statt. 4. Ouabain und Digoxin erzeugen in HUAEC eine erhöhte Phosphorylierung von eNOS und akt/PKB. 5. Die herzglykosidbedingte NO-Synthese wird aktiviert durch Hemmung der spannungsabhängigen L-Typ-Ca2+-Kanäle mit Verapamil und durch Hemmung des Na+/Ca2+-Austauschers durch Benzamil, Ni2+ und Co3+. Sie wird gehemmt durch die Blockade von 'Store-operated Ca2+-Kanälen' (SOC) mit Ly 294002. Aus den Untersuchungen wird geschlossen:Herzglykoside induzieren in nanomolaren Konzentrationen über eine direkte Interaktion der Natrium-Pumpe mit dem IP3-Rezeptor-Ca2+-Kanal des endoplasmatischen Reticulums eine Öffnung desselben und somit einen Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration. In der Folge wird durch die Eröffnung von SOC die intrazelluläre Ca2+-Konzentration weiter erhöht. Sie wird durch Hemmung des Na+/Ca2+-Austauschers, der durch Kopplung an die Na+/K+-ATPase wie eine Ca2+-Pumpe wirkt, erhöht. Die Stimulierung der Phosphorylierung von akt/PKB und eNOS erfolgt vermutlich über Ca2+-Calmodulin abhängige Proteinkinasen. Dies führt zu einer vermehrten NO-Synthese und Freisetzung. Es wird vermutet, dass ein Anstieg des intrazellulären Ca2+ auch zu einer Stimulierung der Endothelin-Freisetzung und zur vermehrten Integration von Vesikeln mit latenten Natriumpumpen in die Plasmamembran führt. Diese Prozesse scheinen sich in ihrer Ca2+-Sensitivität zu unterscheiden. Die Unterschiede in der Herzglykosid-Spezifität von HUAEC in der Sekretion des gefäßkontrahierenden Endothelin-1 und des gefäßrelaxierenden NO könnten erklären, warum konstant erhöhte Ouabain-Blutspiegel einen arteriellen Bluthochdruck erzeugen können, nicht aber erhöhte Digoxin-Blutspiegel.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Wettenberg : VVB Laufersweiler 2005