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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-65254
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/6525/


Piegeler, Tobias

Zytoprotektive Mechanismen von Dobutamin in vitro - welche Rolle spielen die "Mitogen-activated" Proteinkinasen und die Hitzeschockantwort?

Cytoprotective mechanisms of dobutamine in vitro - potential role of "mitogen-activated" proteinkinases and heatshock-response

Dokument1.pdf (2.079 KB) (md5sum: a08f211f829c2e5347526795ba2829c5)

Kurzfassung in Deutsch

Dobutamin ist ein beta-Sympathomimetikum, das bei kritisch kranken Patienten als kreislaufunterstützendes Therapeutikum zur Anwendung kommt. Neben seinen Wirkungen auf die Hämodynamik besitzt Dobutamin spezifische Eigenschaften, die es von den anderen Sympathomimetika unterscheidet. Die Aufrechterhaltung des mikrovaskulären Blutflusses in Darm und Leber und eine Senkung der Laktat-Blutkonzentration durch Verbesserung von Mikrozirkulation und Sauerstoffpartialdruck (PO2) im Muskel sind beschrieben. Ferner ist bekannt, dass Dobutamin durch die Hemmung des Transkriptionsfaktors NF-kappaB in humanen T-Lymphozyten immunmodulativ wirkt. NF-kappaB ist ein zentraler Regulator der Immunantwort und spielt eine funktionelle Rolle in der Regulation der Apoptose. Eine Hemmung von NF-kappaB ist zudem assoziiert mit der Induktion der zytoprotektiven Hitzeschockantwort (HSA).
Es sollte folglich untersucht werden, ob Dobutamin zytoprotektive Wirkungen besitzt und durch welchen Mechanismus diese vermittelt sein könnten. Mit der vorliegenden Arbeit konnte eine Zytoprotektion für Dobutamin belegt werden. Eine Inkubation mit Dobutamin schützte Jurkat T-Lymphomzellen in der flowzytometrischen Analyse dosisabhängig vor Staurosporin-induzierter Apoptose. Diese Zytoprotektion ist spezifisch für Dobutamin und unabhängig vom beta-Rezeptor vermittelt.
Es konnte gezeigt werden, dass Dobutamin selektiv die p38 – und die JNK – MAP-Kinase sowie den Transkriptionsfaktor AP-1 aktivierte. Die spezifische Inhibition der p38 blieb ohne Wirkung auf die Zytoprotektion. Sie ist nicht verantwortlich für deren Vermittlung. Eine definitive Aussage zur Beteiligung der JNK ist aufgrund der Befunde zu ihrer spezifischen Inhibition nicht möglich. Diese Befunde deuten aber darauf hin, dass die JNK nicht an der Vermittlung der Zytoprotektion beteiligt ist.
Die Induktion einer zytoprotektiv wirkenden HSA durch Dobutamin konnte in dieser Arbeit teilweise nachgewiesen werden. Dobutamin induzierte die DNA-Bindungsaktivität des Hitzeschock-Faktors (HSF) und die Expression von hsp-70-mRNA. Der Nachweis der Proteinexpression von HSP-70 gelang nicht.
Die erhobenen Befunde deuten darauf hin, dass die HSA die für Dobutamin gezeigten zytoprotektiven Wirkungen vermittelt. Das HSP-70 scheint dabei keine funktionelle Rolle zu besitzen. Die durch Dobutamin erfolgte Aktivierung der MAP-Kinasen p38 und JNK sowie von AP-1 unterstreicht die immunmodulatorischen Eigenschaften der Substanz.


Kurzfassung in Englisch

Dobutamine is a beta-sympathomimetic drug, which is regularly used as a circulatory supportive agent in critically ill patients. Besides its known hemodynamic effects, there are several other specific characteristics which differ from other sympathomimetics. The maintenance of the intestinal and hepatic microcirculatory blood-flow and the decrease of the blood-concentration of lactate by improving microcirculatory settings in the muscle are well known. There is also evidence that dobutamine has some immunomodulatory effects by inhibiting the transcriptional factor NF-kappaB. NF-kappaB is a central regulator of the immune response and plays a functional role in the regulation of apoptosis. An inhibition of NF-kappaB is also associated with the induction of the cytoprotective heatshock-response (HSR).
So the intention of this investigation was, whether dobutamine has cytoprotective effects and by which mechnisms they could possibly be mediated. With this investigation a cytoprotective effect of dobutamine could be documented. An incubation with dobutamin was able to protect Jurkat T-lymphocytes from staurosporine-induced apoptosis in a flowcytometric analysis. The effect was dependent on the dosis, specific for dobutamine and independent from the beta-receptor.
It could be shown, that dobutamine selectively activated the p38- and JNK - MAP-Kinase and also the transcriptional factor AP-1. The specific inhibition of p38 had no effect on the cytoprotection. So p38 is definitely not responsible for the mediation of the protective effects. A conclusive statement on the possible involvement of JNK cannot be made due to the findings when JNK was specifically inhibited. But these findings indicate a non-involvement of JNK in the mediation of the cytoprotection by dobutamine.
The induction of a cytoprotective heatshock-response by dobutamine could partially be proven by this investigation. Dobutamine induced the DNA binding-activity of the heatshock-factor (HSF) and the expression of hsp70-mRNA. The confirmation of the expression of the protein HSP-70 was not successful.
The data shown suggests that the HSR is responsible for the mediation of the also shown cytoprotective effects of dobutamine. It seems as if HSP-70 has no functional role in this setting. The activation of the MAP-kinases p38 and JNK and also of AP-1 by dobutamine underline its immunomodulatory characteristics.


SWD-Schlagwörter: Dobutamin , Hitzestress
Freie Schlagwörter (deutsch): MAP-Kinasen , JNK, p38 , ERK , Zytoprotektion
Freie Schlagwörter (englisch): Dobutamine , Heatshock , MAP-Kinases , Cytoprotection
Institut: Anaesthesiologische Univ.-Klinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Loop, Torsten (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 12.02.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 25.05.2009
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