Einfluss eines Adenosinrezeptoragonisten und zytosolischem Renin auf den Reperfusionsschaden nach akuter Myokardischämie

Der Herzinfarkt stellt weiterhin in den Industrienationen eine der häufigsten Todesursachen dar. In der Akutsituation wird schnellst möglich versucht entweder mechanisch oder medikamentös eine Wiederherstellung des Koronarflusses im betroffenen Ischämiegebiet zu erreichen. Dennoch gibt es verschiedene Ansatzpunkte und Mechanismen, die zum Myokardschutz nach einer Ischämie/Reperfusion führen können. In der hier vorliegenden Arbeit wurden zwei unterschiedliche Wege des Myokardschutzes am ex vivo perfundierten Rattenherz im Ischämie/Reperfusionsmodell untersucht. Die notwendige Reperfusion nach einer Ischämie führt meist zu einer zusätzlichen Schädigung des Myokardgewebes. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass kurze Intervalle von Ischämie und Reperfusion nach Wiedereröffnung eines Koronargefäßes die Infarktgröße drastisch senken. Dieses als IPost bezeichnete Verfahren zeigt ein hohes Potenzial zur Reduktion der Myokardschädigung nach einer Ischämie und es konnte demonstriert werden, dass es sich sowohl mechanisch als auch durch exogen zugeführte pharmakologische Substanzen auslösen lässt. Daher wurde im ersten Teil dieser Arbeit im Rahmen der IPost das kardioprotektive Potenzial des A2bAR Agonisten Bay 60-6583 und deren Signalwege untersucht. Im Ischämie/Reperfusionsmodell des ex vivo perfundierten Rattenherzens konnte eine deutliche Reduktion der Infarktgröße in der Bay 60-6583-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe dargestellt werden. Des Weiteren konnte eine Beteiligung der PKG und der eNOS am schützenden Signalweg demonstriert werden, denn sowohl bei Inhibition von PKG als auch von eNOS, wurde der Bay 60-6583 vermittelte Myokardschutz aufgehoben. Bei Inhibition der PKC konnte gezeigt werden, dass der Bay 60-6583 vermittelte Myokardschutz weiterhin existiert. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit transgenen Ratten, die Exon(2-9)Renin überexprimieren. Eine Ischämie am Herzen führt zum Zelluntergang der als Nekrose bezeichnet wird. Mögliche Folgen sind Fibrose, Remodelling und Herzinsuffizienz. Das RAS induziert sowohl Hypertrophie als auch Fibrose am Herzen. Renin ist das Schlüsselenzym des RAS, welches ein sekretorisches Glykoprotein darstellt und von der Niere hergestellt, gespeichert und sezerniert wird. Es konnte vor kurzem ein alternatives Renintranskript vom selben Reningen identifiziert werden, das Exon(2-9)Renin. Dieses Transkript kodiert für ein intrazelluläres, zytosolisches Renin, welches ausschließlich im Rattenherz exprimiert wird und zur Steigerung der Expression nach einen Myokardinfarkt führt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass es in H9c2 Kardiomyozyten vor Nekrose schützt und Apoptose fördert. Daher wurde im zweiten Teil dieser Arbeit das kardioprotektive Potenzial von transgenen Ratten die Exon(2-9)Renin überexprimieren und mögliche Signalwege der zellschützenden Kinasen, die der IPost identisch sind, geprüft. Im Ischämie/Reperfusionsmodell des ex vivo perfundierten Rattenherzens konnte gezeigt werden, dass kürzlich neu entdecktes zytosolisches Renin in den beiden verwendeten Exon(2-9)Renin überexprimierten Linien zu einer deutlichen Reduktion in der Infarktgröße im Vergleich zu beiden Kontrollgruppen geführt hat. Dies zeigt einen deutlichen Unterschied zum sekretorischen Renin, welches über eine Angiotensin II Synthese zu Entzündungen und Fibrose am Herzen führt [108, 109]. Des Weiteren konnte über Western Blot Analysen eine Beteiligung, der bei der IPost mitwirkenden zellschützenden Kinasen Akt und Erk 1/2, ausgeschlossen werden. Es muss daher eine andere schützende Signalkaskade aktiviert werden. In dieser Arbeit konnte im Ischämie/Reperfusionsmodell des ex vivo perfundierten Rattenherzens der Myokardschutz sowohl medikamentös unter Verwendung des A2bAR Agonisten Bay 60-6583 als auch in transgenen Ratten, die Exon(2-9)Renin überexprimieren gezeigt werden.Cardioprotective effect of the adenosin receptor agonist and cytosolic renin on myocardial ischemia reperfusion injury. The heart attack is still the most common cause of death in the industrial nations. In the acute situation the main goal is a quick mechanical or medicamentous restoration of the coronary blood flow in the injuried region. However there are different starting points and mechanismen, which lead to the protection of the myocardium after ischemia/reperfusion. In this present study we examined two different ways of myocard protection by the ex vivo perfused rat heart in the ischemia/reperfusion modell. The necessary reperfusion after ischemia lead to an additional damage to the myocardium tissue. It has been shown, that short cycles of ischemia/reperfusion after reopening of the coronary vessel reduce the ultimate infarct size. These proceedings signed as IPost show a high potential for the reduction of myocardium damage after ischemia and it has been demonstrated that IPost cardioprotection can be triggered mechanical as well as exogen through the use of pharmacological substances. Therefore in the first part of this study we examine whether A2bAR agonist Bay 60-6583 has the same cardioprotectiv potential as IPost and identifying the underlying signal transduction cascade. In the ischemia/reperfusion modell of the ex vivo perfused rat heart we could present a signifcant reduction of the infarct size in the Bay 60-6583 group compared to the controll group. Furthermore we could show an involvement of PKG and the eNOS in the protectiv signal transduction cascade, because by inhibiton of both PKG and eNOS, the Bay 60-6583 mediated myocard protection was abolished. Inhibiton of the PKC showed, that the Bay 60-6583 mediated heart protection still exist. The second part of this study exhibit transgenic rats, which overexpress the Exon(2-9)Renin. A heart ischemia lead to cell death, which termed as necrosis. Possible implications are fibrosis, remodelling and cardiac failure. In the heart the RAS promotes both hypertrophy and fibrosis. Renin is the key enzyme of the RAS, which was exclusively known to be a secretory glycoprotein which is expressed, stored and secreted in the kidney. Recently an alternative renin transcript of the same renin gen, the Exon(2-9)Renin has been identified. This transcript codes for a intracellular, cytosolic renin, which exclusively express in the rat heart and lead to an increase of expression after heart attack. Futhermore it could been shown, that it protects against necrosis and promotes apoptosis in H9c2 cardiomyoctes. Therefore in the second part of this study we examine the cardioprotectiv potential of transgenic rats, which overexpress the Exon(2-9)Renin and furthermore potential involvement of the cell survival kinases, which are identical to the IPost. In the ischemia/reperfusion modell of the ex vivo perfused rat heart we could show, that recently new discovered cytosolic renin in both used Exon(2-9)Renin lines lead to a significant reduction of the infarct size in comparison to both controll groups. These shows a remarkable difference to the secretory renin, which lead over an Angiotensin II synthese to inflammation and fibrosis on the heart (108, 109). Furthermore with western blot anaylsis we could exclude an involvement from the IPost contributing cell survival kinasis Akt and Erk 1/2, indicating that an other survival signal cascade need to be activated. In this study we could show the myocard protection in the ischemia/reperfusion modell of the ex vivo perfused rat heart by medicamentous application of the A2bAR agonist Bay 60-6583 as well as in transgenic rats, which overexpress the Exon(2-9)Renin