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Die Rolle der einwärts-gleichrichtenden Kaliumkanäle bei der Regulation des koronaren Blutflusses
<p>Die Durchblutung des Herzens wird durch die im Koronarsystem zusammengefaßten Blutgefäße in engen Grenzen reguliert. Für bestimmte Bereiche dieser Regulation werden im Zusammenhang mit lokal erhöhten Kaliumkonzentrationen einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle (<s...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2000
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | <p>Die Durchblutung des Herzens wird durch
die im Koronarsystem zusammengefaßten Blutgefäße in engen
Grenzen reguliert. Für bestimmte Bereiche dieser Regulation
werden im Zusammenhang mit lokal erhöhten Kaliumkonzentrationen
einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle
(<sub>ir</sub>) als wesentlich angesehen.
Untersuchungen an einzelnen Zellen und isolierten
Gefäßabschnitten haben die Bedeutung dieser Kanäle
unterstrichen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Beitrag von
K<sub>ir</sub>-Kanälen an der Regulation des
koronaren Blutflusses an isolierten perfundierten
Meerschweinchenherzen untersucht. Die Herzen wurden mit
physiologischen Salzlösungen retrograd bei konstanter Flußrate
perfundiert. Bei retrograder Perfusion durch die Aorta schließt
sich die Aortenklappe, und die Lösung fließt über die
Koronararterien ab. Dabei ist der bei konstanter Perfusionsrate
über der Aortenklappe gemessene koronare Perfusionsdruck ein
Maß für den koronaren Widerstand. Der variable Abschnitt des
koronaren Widerstandes wird durch die terminalen Arteriolen
gebildet. Dort wird der Durchmesser der Gefäße durch den
Kontraktionszustand von glatten Muskelzellen in der Gefäßwand
bestimmt.</p> <p>Die meisten Versuche wurden an
Herzen durchgeführt, deren Myokardkontraktionen durch Erhöhung
der K<sup>+</sup>-Konzentration der
Perfusionslösung auf 15 mM unterbunden worden waren. Dies hat
die experimentelle Situation für die Beurteilung des Einflusses
von K<sub>ir</sub>-Kanälen auf den koronaren
Perfusionsdruck begünstigt und vereinfacht. Gleichwohl wurden
auch der Beitrag von K<sub>ir</sub>-Kanälen an
schlagenden Herzen mit 5 mM K<sup>+</sup>
untersucht.</p> <p>Untersucht wurde die
Blockierbarkeit von einwärts-gleichrichtenden Kaliumkanälen mit
mikromolaren Konzentrationen von Bariumionen und die
Auswirkungen dieses Vorgehens auf den koronaren
Perfusionsdruck. Bariumionen führten sowohl an schlagenden als
auch an stillgestellten Herzen im Konzentrationsbereich von 0.5
µM bis 160 µM zu deutlichen, reversiblen Anstiegen des
koronaren Perfusionsdruckes. An stillgestellten Herzen konnte
eine Konzentrations-/Wirkungsbeziehung für die vasokonstriktive
Wirkung von Bariumionen ermittelt werden. Da Bariumionen in dem
verwendeten Konzentrationsbereich einwärts-gleichrichtende
Kaliumkanäle spezifisch blockieren, kann davon ausgegangen
werden, daß es sich bei den beobachteten Druckanstiegen um die
Folge der Blockade von K<sub>ir</sub>-Kanälen
gehandelt hat. Der typische Verlauf der
Konzentrations-/Wirkungsbeziehung weicht von dem an einzelnen
K<sub>ir</sub>-Kanälen, Einzelzellen oder
Gefäßabschnitten ermittelten Verlauf ab. Die Unterschiede
lassen sich jedoch mit methodischen Differenzen hinreichend
erklären.</p> <p>Andere Kaliumkanäle wie
ATP-abhängige Kaliumkanäle werden durch die verwendeten
Ba<sup>2+</sup>-Konzentrationen nicht oder nur in
geringem Ausmaß blockiert. Es konnte<span
style="mso-spacerun: yes"> </span> weiterhin
herausgefunden werden, daß der Einfluß von
K<sub>ir</sub>-Kanälen auf die hypoxische
Vasodilatation gering ist.</p> <p>Direkte
intrazelluläre Wirkungen von Bariumionen, als Substituent von
intrazellulären Calciumionen konnten durch vergleichende
Experimente mit Strontiumionen und geringen Konzentrationen
eines Calciumkanalantagonisten ausgeschlossen werden.</p>
<p>Eine direkte Differenzierung zwischen
K<sub>ir</sub>-Kanälen von Endothelzellen und
K<sub>ir</sub>-Kanälen der glatten Gefäßmuskulatur
war mit dem verwendeten Versuchsmodell nicht möglich.</p>
<p>Dennoch konnten durch vergleichende Messungen der
Ba<sup>2+</sup>-Wirkung vor und nach Blockade
zahlreicher endothelialer Mediatoren (NO, Prostaglandine, EDHF,
Endothelin-1) Hinweise dafür gefunden werden, daß hauptsächlich
einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle der glatten Muskulatur an
der Gefäßregulation beteiligt sind. Diese Annahme wird auch
durch Beobachtungen zum Verlauf der Konzentrations-/
Wirkungskurve unterstützt.</p> <p>Insgesamt ergibt
sich das Bild, daß einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle einen
wesentlichen Beitrag zur Regulation des koronaren Blutflusses
leisten. Sie ermöglichen zum einen, durch ihre spezifischen
Eigenschaften eine Stabilisierung des Membranpotentials glatter
Gefäßmuskelzellen und zum anderen die unmittelbare Anpassung
des regionalen Blutflusses durch Reaktion auf lokale
extrazelluläre Kaliumerhöhungen.</p> <p>Die
vorliegende Arbeit zeigt, daß die Übertragung der an isolierten
Zellen und Gefäßen gewonnen Erkenntnisse über die diesem
Mechanismus zugrundeliegenden Zusammenhänge, auf ein ganzes
komplexes Organsystem möglich ist.</p> |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2000.0336 |