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Aktuelle Projekte

Die aktuellen Studien charakterisieren den beta-adrenergen Signalweg und den Einfluss der medikamentösen Therapie auf organprotektive perioperative Strategien hinsichtlich zytoplasmatischer und mitochondrialer Mechanismen.

Die Arbeitsgruppe untersucht als Studienzentrum einer klinischen DFG-geförderten  Multicenter-Studie den Einfluss operativer und anästhesiologischer Maßnahmen auf kardiochirurgische Patienten und deren körperliche und geistige Integrität.

Die zellulären Mechanismen, die der Reduktion eines Ischämie/Reperfusion-Schadens durch Anästhetika-induzierte Prä- und Postkonditionierung zugrunde liegen, sind nicht vollständig aufgeklärt. Die in unserer Arbeitsgruppe bearbeiteten Projekte haben das Ziel, Trigger, Mediatoren und Endeffektoren der Anästhetika-induzierten Prä- und Postkonditionierung zu identifizieren und deren komplexe zelluläre Interaktion zu charakterisieren. Vor dem Hintergrund der großen Zahl von Patienten mit einer Atherosklerose und der damit verbundenen perioperativen Morbidität und Mortalität einerseits und der hohen Inzidenz myokardialer und zerebraler Infarkte andererseits sind die Forschungsergebnisse von großer klinischer Relevanz, denn sie können dazu beitragen, das Verständnis der protektiven Eigenschaften volatiler Anästhetika zu vertiefen und so die Auswahl geeigneter Narkoseverfahren und Reperfusionsstrategien bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit oder Schlaganfall zu optimieren.

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Aktuelle experimentelle Projekte

1. Die Interaktion einer beta1-adrenergen Langzeitblockade mit der Kardioprotektion durch Anästhetika-induzierte Postkonditionierung

Die Aktivierung beta1-adrenerger Rezeptoren ist eine Voraussetzung zur Vermittlung des Infarktgrößen-reduzierenden Effekts volatiler Anästhetika. Für Patienten mit  kardiovaskulärem Risikoprofil empfehlen die Fachgesellschaften die perioperative Gabe von Betablockern. Inwieweit die Langzeit-Applikation von Betablockern die Desfluran-induzierte Postkonditionierung beeinflusst und welche Veränderungen auf molekularbiologischer Ebene damit einhergehen, ist bislang unklar. In einem murinen in vivo Herzinfarktmodell wird der Einfluss der Langzeit-Betablockade auf das Myokard und beta-adrenerge Signaltransduktionswege mittels Western Blot, RT-PCR und mitochondrialer Funktionsanalyse untersucht. 

2. Die Rolle der Calcium/Calmodulin-abhängigen Kinase II (CaMKIIdelta) bei der Vermittlung der Anästhetika-induzierten Präkonditionierung

Die CaMKIIdelta ist die im Herzmuskel vorherrschende Isoform der Calcium/Calmodulin-abhängigen Proteinkinase. Dieses Protein nimmt u.a. mittels seiner vielschichtigen Effekte auf sarkoplasmatisches Retikulum und Mitochondrien eine zentrale Stellung in der Regulation der intrazellulären Calcium-Homöostase ein. Der Erhalt der intrazellulären Calcium-Homöostase stellt einen wichtigen Mechanismus der Protektion vor den Folgen des Ischämie/Reperfusionsschadens dar. Im in vivo Herzinfarktmodell wird die Bedeutung der CaMKIIdelta in einer Knockout-Maus auf der Ebene der Signaltransduktion des Calcium-Stoffwechsels und der mitochondrialen Atmungskette untersucht.

Ausgewählte Publikationen

Lotz et al. Activation of peroxisome-proliferator-activated receptors ? and ? mediates remote ischemic preconditioning against myocardial infarction in vivo. Exp Biol Med (Maywood) (2011) vol. 236 (1) pp. 113-22

Smul et al. Propofol Inhibits Desflurane-Induced Preconditioning in Rabbits. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia (2011) vol. 25 (2) pp. 276-281

Stumpner et al. Desflurane-induced post-conditioning against myocardial infarction is mediated by calcium-activated potassium channels: role of the mitochondrial permeability transition pore. Br J Anaesth (2012) vol. 108 (4) pp. 594-601