Prävention des Ischämie-Reperfusionsschadens in der Leber

Im Rahmen dieser Arbeit wurden mögliche molekulare Wirkmechanismen
pharmakologischer und ischämischer Präkonditionierung zur
Prävention des Ischämie-Reperfusionsschadens (IRS) am Modell der
Rattenleber untersucht. Im Mittelpunkt stand dabei der Einfluss
dieser Therapieansätze auf das Eisenregulierende Protein IRP-1
(Iron regulatory protein-1) und das zytoprotektiv wirkende
Eisenspeicherprotein Ferritin sowie auf die Aktivität von Matrix
Metalloproteinasen, die vor allem an der Ablösung der sinusoidalen
Endothelzellen von der sie umgebenden Matrix beteiligt sind.
Außerdem wurde die Rolle von Glyceraldehyd-3-phosphat-dehydrogenase
(GAPDH), einem Schlüsselenzym der Glykolyse, beim IRS genauer
betrachtet. Hormonelle Präkonditionierung mit dem Atrialen
Natriuretischen Peptid (ANP) verringerte die RNA-Bindungsaktivität
von IRP-1. Dieser Effekt wird wahrscheinlich über cGMP vermittelt
und ist unabhängig von einer Hämoxygenase-1 Induktion. Die
Regulation der RNA-Bindungsaktivität erfolgt nicht über eine
Veränderung des Phosphorylierungsstatus von IRP-1, sondern wird
vermutlich über ROS vermittelt, die möglicherweise von
Kupfferzellen gebildet werden. ANP war außerdem in der Lage, die
Ferritinexpression zu induzieren. Dies ist wahrscheinlich eine
Folge der verminderten IRP-1 Bindungsaktivität und einer daraus
resultierenden Erhöhung der Ferritintranslation. Die Aktivität von
Matrix Metalloproteinasen wird durch Präkonditionierung mit ANP
nicht beeinflusst. Bei den Untersuchungen zu GAPDH wiesen zwei der
verwendeten Methoden zur mRNA-Quantifizierung auf eine Reduktion
der GAPDH mRNA-Expression durch ANP hin und lassen eine neuartige
Rolle von GAPDH beim IRS vermuten, z.B. eine Beteiligung an der
Auslösung von Apoptose. Da die Reduktion der GAPDH mRNA-Menge sich
in einer Größenordnung von ca. 40% bewegte und es bisher keine
Methode der mRNA-Quantifizierung gibt, die diese relativ geringen
Unterschiede zuverlässig und reproduzierbar detektieren kann,
konnten wir aufgrund methodischer Grenzen keine eindeutige Aussage
bezüglich einer Reduktion der GAPDH mRNA-Expression durch ANP
treffen. Die GAPDH Proteinmenge blieb unverändert.
Präkonditionierung mit α-Liponsäure führte ebenfalls zu einer
Reduktion der IRP-1 Bindungsaktivität. Folglich liegt IRP-1
wahrscheinlich überwiegend als zytosolische Aconitase vor und
könnte aufgrund der hohen Homologie zur mitochondrialen Aconitase
an einer vermehrten Umsetzung von Citrat im Citratzyklus beteiligt
sein. Dies ist vermutlich ein Hinweis darauf, wie α-Liponsäure den
ATP-Gehalt in den Zellen erhöhen und so die Energiebereitstellung
in der Leber verbessern kann. Auf die Ferritinexpression hatte die
Präkonditionierung mit α-Liponsäure keinen Einfluss. Ischämische
Präkonditionierung hatte eine deutliche Induktion der
Ferritinexpression zur Folge, was zum Schutz vor IRS erheblich
beitragen könnte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die im
Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen neue Hinweise
zum molekularen Wirkmechanismus verschiedener Therapieansätze zum
Schutz vor IRS geben. Diese Kenntnisse sind eine wichtige
Voraussetzung für deren sinnvolle und rationale Anwendung in der
Klinik.