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Nk/070

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Frequenzinotropie und intrazellulärer Calciummetabolismus bei Mitralvitien unter isometrischen und isotonen Messbedingungen

von Dr. Nalan Kayhan

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[1.] Nk/Fragment 070 01 - Diskussion
Zuletzt bearbeitet: 2012-04-07 11:08:07 Kybot
Fragment, Gesichtet, Nk, SMWFragment, Schutzlevel sysop, Vahl 1995, Verschleierung

Typus
Verschleierung
Bearbeiter
Bummelchen, Frangge, Guckar
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 70, Zeilen: 1-32
Quelle: Vahl 1995
Seite(n): 179, 180, Zeilen: 8-34, 1-10
[Die Verwendung calciumsensitiver Mikroelektroden] ist wegen der schlechten zeitlichen Auflösung für die Untersuchung des Calciumtransienten bei Einzelzuckungen am Herzen eher ungeeignet (9,23).

Die Verwendung von FURA-2 als intrazellulärer Calciumindikator bietet eine Reihe von Vorteilen, zu denen neben der stöchiometrischen 1:1 Bindung mit Calcium (45) vor allem die weitgehende Unabhängigkeit der Messungen von 1. mechanischen Veränderungen des Präparates (bei Verwendung der Quotientenmethode) und von 2. der intrazellulären FURA-2 Konzentration gehören. Unter Verwendung von FURA-2/AM ist eine chemische Ladung des Muskelpräparates grundsätzlich möglich. Die Methodik zur reproduzierbaren Ladung intakter myokardialer Trabekel mit FURA-2 wurde von Vahl et al für menschliches Myokard entwickelt und wurde seitdem mehrfach verfeinert. <br>Im Vergleich zu dem ursprünglich von Vahl et al entwickelten Verfahren wurde für die Durchführung der hier vorgelegten Messreihen dass FURA-2-Ladungsverfahren deutlich verkürzt. Dazu wurden alle den Ladungsvorgang potentiell beeinflussenden Parameter in umfangreichen Voruntersuchungen systematisch variiert (z.B. Inkubationsdauer mit FURA-2/AM, Inkubationslösung, Inkubationstemperatur, Konzentration von Cremophor und von BDM, Einsatz von Cholinesterasehemmern, Konzentration von FURA-2/AM). Das in den "Methoden" beschriebene Verfahren wurde nicht auf der Grundlage theoretischer Überlegungen als optimale Lösung gewählt, sondern es erwies sich vielmehr unter den gegebenen experimentellen Bedingungen allen anderen Varianten als überlegen und zeigte vor allem keine schlechteren Messergebnisse als das ursprünglich eingesetzte Verfahren. Zu den Parametern, die der Abschätzung der Qualität der Inkubation dienten, gehörten vor allem das Ausmaß der Kraftentwicklung und der Verkürzung vor und nach FURA-Beladung. Da FURA intrazellulär als Calciumpuffer wirkt (45), ist zu erwarten, dass zu hohe intrazelluläre FURA-Konzentrationen zu einer Hemmung des Kontraktionsverhaltens führen. <br>Ein weiterer bedeutsamer Parameter war die Reproduzibilität und Zuverlässigkeit des Inkubationsverfahrens. Diese war bei Verwendung anderer FURA-Konzentrationen und entsprechend veränderter Inkubationszeiten stets erheblich schlechter. Verwendung höherer FURA-Konzentrationen bei kürzerer Inkubationszeit führte zu einer ungleichmäßigen Beladung der Trabekel, die am ehesten durch eine Kompartimentierung von FURA in Zellorganellen erklärt werden kann (6, 20, 72).


(6) Aimers W, Neher E (1985) <br>The Ca signal from fura-2 loaded mast cells depends strongly on the method of dye-loading. <br>FEBS Lett, 192: 13-18

(9) Backs PH, Ter Keurs HEDJ (1993) <br>Fluorescent properties of rat cardiac trabeculae microinjected with fura-2 salt. <br>Am J Physiol, 264: H1098-H1110

(20) Blatter LA, Wier WG (1990) <br>Intracellular diffusion, binding and compartmentation of the fluorescent calcium indicators indo-1 and fura-2. <br>Biophys J, 58: 1491-1499

(23) Blinks JR, Wier WG, Hess P, Prendergast FG (1982) <br>Measurement of Calcium concentration in living cells <br>Prog Biophys Mol Biol, 40: 1-78

(45) Grynkiewicz G, Poenie M, Tsien RY (1985) <br>A new generation of Calcium indicators with greatly improved fluorescence properties. <br>J Biol Chem, 260: 3440-3450

(72) Jacobs R, Lieberman M (1986) <br>Compartmentation of fura-2 in cultures of embryonic chick hearts cells (Abstract). <br>J Physiol (Lond), 382: 107P

[Seite 179, Zeilen 8-34]

Die Verwendung Calcium-sensitiver Mikroelektroden ist wegen der schlechten zeitlichen Auflösung für die Untersuchung des Calciumtransienten bei Einzelzuckungen am Herzen eher ungeeignet (12, 36).

Die Verwendung von FURA-2 als intracellulärer Calcium-Indikator bietet eine Reihe von Vorteilen, zu denen neben der stöchiometrischen Irl-Bindung mit Calcium (113) vor allem die weitgehende Unabhängigkeit der Messungen von 1.) mechanischen Veränderungen des Präparates (bei Verwendung der Quotientenmethode) und von 2.) der intracellulären FURA-2-Konzentration gehören. Unter Verwendung von FURA-2/AM ist eine chemische Ladung des Muskelpräparates grundsätzlich möglich. Die Methodik zur reproduzierbaren Ladung intakter myocardialer Trabekel mit FURA-2 mußte neu entwickelt werden.

Dazu wurden alle den Ladungsvorgang potentiell beeinflussenden Parameter in umfangreichen Voruntersuchungen systematisch variiert ( z.B.: Inkubationsdauer mit FURA-2/AM, Inkubationslösung, Inkubationstemperatur, Konzentration von Cremophor und von BDM, Einsatz von Cholinesterasehemmern, Konzentration von FURA-2/AM). Das in den "Methoden" beschriebene Verfahren wurde nicht auf der Grundlage theoretischer Überlegungen als optimale Lösung gewählt, sondern es erwies sich vielmehr unter den gegebenen experimentellen Bedingungen allen anderen Varianten als überlegen. Zu den Parametern, die der Abschätzung der Qualität de Inkubation dienten, gehörten vor allem das Ausmaß der Kraftentwicklung und der Verkürzung vor und nach FURA-Beladung. Da FURA intracellulär als Calciumpuffer wirkt (13), ist zu erwarten, daß zu hohe intra-

[Seite 180, Zeilen 1-10]

celluläre FURA-Konzentrationen zu einer Hemmung des Kontraktionsverhaltens führen.

Ein weiterer bedeutsamer Parameter war die Reproduzibilität (die Zuverlässigkeit) des Inkubationsverfahrens. Diese war bei Verwendung anderer FURA-Konzentrationen und entsprechend veränderter Inkubationszeiten stets erheblich schlechter. Verwendung höherer FURA-Konzentrationen bei kürzerer Inkubationszeit führte zu einer ungleichmäßigen Beladung der Trabekel, die am ehesten durch eine Kompartimentierung von FURA in Zellorganellen erklärt werden kann (7, 32, 158, 289).


(7) Aimers W, Neher E (1985) <br>The Ca signal from fura-2 loaded mast cells depends strongly on the method of dye-loading. <br>FEBS Lett, 192: 13-18

(12) Backs PH, Ter Keurs HEDJ (1993) <br>Fluorescent properties of rat cardiac trabeculae microinjected with fura-2 salt. <br>Am J Physiol, 264: H1098-H1110

(13) [existiert nicht]

(32) Blatter LA, Wier WG (1990) <br>Intracellular diffusion, binding and compartmentation of the fluorescent calcium indicators indo-1 and fura-2. <br>Biophys J, 58: 1491-1499

(36) Blinks JR, Koch-Weser J (1961) <br>Analysis of the effects of changes in rate and rhythm upon myocardial contractility. <br>J Pharmacol Exp Ther 134: 373-389

(158) Jacobs R, Lieberman M (1986) <br>Compartmentation of fura-2 in cultures of embryonic chick hearts cells (Abstract). <br>J Physiol (Lond), 382: 107P

(289) Spurgeon HA, du Bell WH, Stern MD, Sollot SJ, Ziman BD, Silverman HS, Capogrossi MC, Talo A, Lakatta EG (1992) <br>Cytosolic calcium and myofilaments in single rat cardiac myocytes achieve a dynamic equilibrium during twitch relaxation. <br>J Physiol (London) 447: 83-102

Anmerkungen

Weitgehend wörtliche Übernahme ohne Kennzeichnung eines Zitats. Ein Quellenverweis ist nicht vorhanden.

Sichter
Guckar


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