Charakterisierung der mitochondrialen Funktion in Herz- und Skelettmuskel während der Entwicklung einer durch chronisch erhöhte Nachlast induzierten Herzinsuffizienz

Schrepper, Andrea

Eine häufige Ursache für die Entstehung einer Herzinsuffizienz (HI) ist die chronische Drucküberlastung (PO) des Herzens, welche oftmals mit einer mitochondrialen (MT) Dysfunktion assoziiert ist. In dieser Arbeit sollte die Entwicklung der MT Funktion in Herz- und Skelettmuskel während der Entstehung einer durch Drucküberlastung induzierten HI untersucht werden. Nach der Induktion einer PO durch eine Aortenstenose wurde die kardiale Funktion, die MT Funktion sowie die Gen- und Proteinexpression in Herz, Gastrocnemius und Soleus nach 2, 6, 10 und 20 Wochen (W) untersucht. Drucküberlastung führte nach 2W zu einer kompensierten Hypertrophie des linken Ventrikels (2,86±0,09 vs. 3,56±0,05mm). Nach 6-10W lag eine diastolische Dysfunktion mit erhöhtem Lungen-zu-Körpergewicht vor. Die Dilation des linken Ventrikels (LVEDD: 7,54±0,20vs. 8,44±0,18mm) sowie eine Verkürzungsfraktion von unter 30% (FS: 49,4±1,4 vs. 25,8±1,0%), zeigten nach 20W das Vorliegen einer HI an. Die respiratorische Kapazität (RC) der Mitochondrien war in Herz- und Skelettmuskel nach 2W erhöht, normalisierte sich nach 10W und war mit Auftreten der systolischen Dysfunktion vermindert (623±109 vs. 186±12nAtomeO/min/mg). Die Aktivität der Atmungskettenkomplexe zeigte analog zur RC einen biphasischen Verlauf. Die Gen- und Proteinexpression verschiedener Atmungskettenkomplexuntereinheiten sowie die MT Biogenese blieben unverändert. Ebenfalls war die Menge der Respirasomen zum Zeitpunkt der HI unverändert. Das Auftreten einer HI bei kardialer Drucküberlastung ist mit einer MT Dysfunktion sowohl in Herz- als auch Skelettmuskel verbunden. Eine HI mit erhaltener systolischer Funktion tritt bereits vor einer MT Dysfunktion auf. Dies schließt eine MT Dysfunktion als primäre Ursache für das Auftreten einer durch Drucküberlastung induzierten HI mit großer Wahrscheinlichkeit aus. Die Parallelität zwischen Herz- und Skelettmuskel weist auf einen Mechanismus unabhängig der Arbeitslast als Ursache einer MT Dysfunktion hin.

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Schrepper, Andrea: Charakterisierung der mitochondrialen Funktion in Herz- und Skelettmuskel während der Entwicklung einer durch chronisch erhöhte Nachlast induzierten Herzinsuffizienz. 2014.

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