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Die mitogen aktivierten Proteinkinasen ERK1 und ERK2 als Bestandteil der Mechanotransduktion in primären bovinen Osteoblasten
Zusammenfassung Knochen ist adaptives Gewebe! Je nach Belastung wird Knochen auf-, ab- und umgebaut. Dies ist schon lange bekannt. Allerdings ist bis heute ungeklärt, welche mechanischen Komponenten für den Knochenumbauprozeß und welche intrazellulären Signaltransduktionswege letzte...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2003
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Zusammenfassung
Knochen ist adaptives Gewebe! Je
nach Belastung wird Knochen auf-, ab- und umgebaut. Dies ist
schon lange bekannt. Allerdings ist bis heute ungeklärt, welche
mechanischen Komponenten für den Knochenumbauprozeß und welche
intrazellulären Signaltransduktionswege letztendlich dafür
verantwortlich sind. Während normaler Fortbewegungen werden
Belastungen in Höhe von 2000 ? 4000µstrain auf den
Knochen ausgeübt, wodurch sowohl Osteoblasten als auch
Osteoklasten zum ?Bone remodeling? stimuliert
werden. Durch Immobilisation oder Schwerelosigkeit verschiebt
sich das Gleichgewicht zwischen Auf- und Abbau, wodurch es zu
einem raschen Verlust an Knochensubstanz kommt.
Gegenstand
dieser Arbeit war die Untersuchung der Mechanotransduktion in
primären bovinen Osteoblasten, insbesondere der Einfluß von
mechanischer Belastung auf die ?extracellular regulated
Kinases? ERK1 und ERK2 als Bestandteil der
MAPKinase-Kaskade und der Einfluß von Schwerelosigkeit auf den
Aktivierungsgrad dieser MAPKinasen. Ziel war es, neue Hinweise
auf die beteiligten Signalkaskaden zu erlangen, um damit
langfristig einen Beitrag zu neuen Präventions- und
Therapiekonzepten bei verschiedenen Knochenerkrankungen zu
leisten.
Mit dieser Arbeit konnte erstmals dargelegt werden,
dass die MAPKinasen ERK1 und ERK2 an der Mechanotransduktion in
primären bovinen Osteoblasten beteiligt sind. Es kommt
innerhalb eines Zeitraumes von 2-10 Minuten nach Dehnung mit
der 4-Punkt-Dehnungsmaschine zu einer Phosphorylierung von ERK1
und ERK2, mit einem Maximum nach 5 Minuten. Bereits eine
einmalige physiologische Belastung mit 4000µstrain ist
ausreichend, um die untersuchten Kinasen zu aktivieren. Durch
Inhibition vorgeschalteter Kinasen konnte nachgewiesen werden,
dass ERK1 und ERK2 durch Bestandteile der bekannten
MAPKinase-Kaskade aktiviert werden, nämlich durch MEK.
Eine
Übertragbarkeit dieser Ergebnisse auf die Bedingungen unter
Schwerelosigkeit sollte durch Parabelflug-Experimente
untersucht werden. Auch hierbei konnte eine Beteiligung der
MAPKinasen ERK1 und ERK2 nachgewiesen werden. Zwischen Positiv-
und Negativkontrollen dieser Experimente sind eindeutige
Unterschiede im Aktivierungsmuster von ERK1 und ERK2 zu
erkennen, so dass davon ausgegangen werden kann, dass
Schwerelosigkeit und die damit verbundenen physiologischen
Veränderungen des Knochens und seiner Zellen auch über die
MAPKinasen ERK1 und ERK2 beeinflusst werden.
Sicherlich
sind zukünftig noch eine Vielzahl weiterer Experimente
notwendig, um den Prozeß der Mechanotransduktion in
Osteoblasten gänzlich zu ergründen. |
|---|---|
| Umfang: | 116 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2003.0715 |