Aus der Klink für Anästhesiologie Universitätsklinikum Düsseldorf Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. Jörg Tarnow

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1 Aus der Klink für Anästhesiologie Universitätsklinikum Düsseldorf Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. Jörg Tarnow Myokardprotektion durch Präkonditionierung Einfluss von Diabetes mellitus und Blutzucker Habilitationsschrift zur Erlangung der venia legendi für das Fach Anästhesiologie der Hohen Medizinischen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf vorgelegt von Dirk Ebel

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3 Berichte aus der Medizin Dirk Ebel Myokardprotektion durch Präkonditionierung Einfluss von Diabetes mellitus und Blutzucker D 61 (Habil.-Schr. Universität Düsseldorf) Shaker Verlag Aachen 2007

4 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Zugl.: Düsseldorf, Univ., Habil.-Schr., 2007 Copyright Shaker Verlag 2007 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. ISBN ISSN Shaker Verlag GmbH Postfach Aachen Telefon: / Telefax: / Internet:

5 Für meine Frau Alix und unsere Kinder

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7 Inhaltsverzeichnis Seite I. Einleitung 6 1. Präkonditionierung Definition und zelluläre Mechanismen 6 der Myokardprotektion durch Präkonditionierung 2. Einfluss von Diabetes mellitus und Blutzuckerkonzentration 13 auf eine ischämische Präkonditionierung 3. Einfluss von Diabetes mellitus und Hyperglykämie auf eine 15 pharmakologisch induzierte Präkonditionierung 4. Fragestellungen 16 II. Methodik Untersuchung an Rattenherzen in vivo zum Einfluss eines 17 Diabetes mellitus auf die frühe ischämische Präkonditionierung 1.1 Chirurgische Präparation Induktion des Diabetes mellitus Experimentelles Protokoll Molekularbiologische Untersuchungen Datenanalyse und Statistik Untersuchung an chronisch instrumentierten Kaninchen zur 22 späten ischämischen Präkonditionierung 2.1 Einfluss einer Hyperglykämie auf die späte ischämische 22 Präkonditionierung Präparation Späte Präkonditionierung Infarktinduktion Experimentelles Protokoll Einfluss von Diabetes mellitus und Insulintherapie auf die 26 späte ischämische Präkonditionierung Induktion des Diabetes mellitus Experimentelles Protokoll Molekularbiologische Untersuchungen Datenanalyse und Statistik 28 3

8 3. Untersuchung an isoliert perfundierten Rattenherzen zur 29 metabolischen Präkonditionierung 3.1 Präparation Experimentelles Protokoll Datenanalyse und Statistik Untersuchung an anästhesierten Ratten zur 33 anästhetikainduzierten Präkonditionierung 4.1 Präparation Experimentelles Protokoll Datenanalyse und Statistik 34 III. Ergebnisse Einfluss eines Diabetes mellitus auf die frühe ischämische 35 Präkonditionierung bei Rattenherzen in vivo 1.1 Infarktgröße Hämodynamik Molekularbiologische Untersuchungen Untersuchung des Einflusses von Hyperglykämie und Diabetes 41 mellitus auf die späte ischämische Präkonditionierung am chronisch instrumentierten Kaninchen 2.1 Einfluss einer Hyperglykämie auf die späte ischämische 41 Präkonditionierung Blutglukosekonzentration Risikogebiet und Infarktgröße Hämodynamik Einfluss von Diabetes mellitus und Insulintherapie auf die 45 späte ischämische Präkonditionierung Blutglukosekonzentration Risikogebiet und Infarktgröße Aortale endotheliale und induzierbare NO-Synthase 48 (enos, inos) Hämodynamik 49 4

9 3. Untersuchung an isoliert perfundierten Rattenherzen zur 51 metabolischen Präkonditionierung 3.1 Infarktgröße Hämodynamik Untersuchung zur pharmakologischen (anästhetikainduzierten) 57 Präkonditionierung an anästhesierten Ratten 4.1 Blutglukosekonzentration Risikogebiet und Infarktgröße Hämodynamik 61 IV. Diskussion Wirkung eines Diabetes mellitus auf die Signaltransduktion bei 64 früher ischämischer Präkonditionierung 2. Effekt einer akuten Hyperglykämie und eines Diabetes 67 mellitus mit und ohne Insulintherapie auf die kardioprotektive Wirkung einer späten ischämischen Präkonditionierung 2.1 Interpretation Methodenkritik Präkonditionierung durch Glukoseentzug (Hypoglykämie) 70 Rolle mitochondrialer ATP-abhängiger Kaliumkanäle 4. Zeitpunkt der Blockader der anästhetikainduzierten 72 Präkonditionierung durch eine akute Hyperglykämie 5. Schlussfolgerungen 74 V. Zusammenfassung 76 VI. Literatur 82 VII. Danksagung 89 VIII. Lebenslauf 90 5

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