title: Die Rolle der einwärts-gleichrichtenden Kaliumkanäle bei der Regulation des koronaren Blutflusses
Creators: name: Wölfel, Roman
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2000
Subjects: Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit

description: Die Durchblutung des Herzens wird durch die im Koronarsystem zusammengefaßten Blutgefäße in engen Grenzen reguliert. Für bestimmte Bereiche dieser Regulation werden im Zusammenhang mit lokal erhöhten Kaliumkonzentrationen einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle (<sub>ir</sub>) als wesentlich angesehen. Untersuchungen an einzelnen Zellen und isolierten Gefäßabschnitten haben die Bedeutung dieser Kanäle unterstrichen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Beitrag von K<sub>ir</sub>-Kanälen an der Regulation des koronaren Blutflusses an isolierten perfundierten Meerschweinchenherzen untersucht. Die Herzen wurden mit physiologischen Salzlösungen retrograd bei konstanter Flußrate perfundiert. Bei retrograder Perfusion durch die Aorta schließt sich die Aortenklappe, und die Lösung fließt über die Koronararterien ab. Dabei ist der bei konstanter Perfusionsrate über der Aortenklappe gemessene koronare Perfusionsdruck ein Maß für den koronaren Widerstand. Der variable Abschnitt des koronaren Widerstandes wird durch die terminalen Arteriolen gebildet. Dort wird der Durchmesser der Gefäße durch den Kontraktionszustand von glatten Muskelzellen in der Gefäßwand bestimmt. Die meisten Versuche wurden an Herzen durchgeführt, deren Myokardkontraktionen durch Erhöhung der K<sup>+</sup>-Konzentration der Perfusionslösung auf 15 mM unterbunden worden waren. Dies hat die experimentelle Situation für die Beurteilung des Einflusses von K<sub>ir</sub>-Kanälen auf den koronaren Perfusionsdruck begünstigt und vereinfacht. Gleichwohl wurden auch der Beitrag von K<sub>ir</sub>-Kanälen an schlagenden Herzen mit 5 mM K<sup>+</sup> untersucht. Untersucht wurde die Blockierbarkeit von einwärts-gleichrichtenden Kaliumkanälen mit mikromolaren Konzentrationen von Bariumionen und die Auswirkungen dieses Vorgehens auf den koronaren Perfusionsdruck. Bariumionen führten sowohl an schlagenden als auch an stillgestellten Herzen im Konzentrationsbereich von 0.5 µM bis 160 µM zu deutlichen, reversiblen Anstiegen des koronaren Perfusionsdruckes. An stillgestellten Herzen konnte eine Konzentrations-/Wirkungsbeziehung für die vasokonstriktive Wirkung von Bariumionen ermittelt werden. Da Bariumionen in dem verwendeten Konzentrationsbereich einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle spezifisch blockieren, kann davon ausgegangen werden, daß es sich bei den beobachteten Druckanstiegen um die Folge der Blockade von K<sub>ir</sub>-Kanälen gehandelt hat. Der typische Verlauf der Konzentrations-/Wirkungsbeziehung weicht von dem an einzelnen K<sub>ir</sub>-Kanälen, Einzelzellen oder Gefäßabschnitten ermittelten Verlauf ab. Die Unterschiede lassen sich jedoch mit methodischen Differenzen hinreichend erklären. Andere Kaliumkanäle wie ATP-abhängige Kaliumkanäle werden durch die verwendeten Ba<sup>2+</sup>-Konzentrationen nicht oder nur in geringem Ausmaß blockiert. Es konnte weiterhin herausgefunden werden, daß der Einfluß von K<sub>ir</sub>-Kanälen auf die hypoxische Vasodilatation gering ist. Direkte intrazelluläre Wirkungen von Bariumionen, als Substituent von intrazellulären Calciumionen konnten durch vergleichende Experimente mit Strontiumionen und geringen Konzentrationen eines Calciumkanalantagonisten ausgeschlossen werden. Eine direkte Differenzierung zwischen K<sub>ir</sub>-Kanälen von Endothelzellen und K<sub>ir</sub>-Kanälen der glatten Gefäßmuskulatur war mit dem verwendeten Versuchsmodell nicht möglich. Dennoch konnten durch vergleichende Messungen der Ba<sup>2+</sup>-Wirkung vor und nach Blockade zahlreicher endothelialer Mediatoren (NO, Prostaglandine, EDHF, Endothelin-1) Hinweise dafür gefunden werden, daß hauptsächlich einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle der glatten Muskulatur an der Gefäßregulation beteiligt sind. Diese Annahme wird auch durch Beobachtungen zum Verlauf der Konzentrations-/ Wirkungskurve unterstützt. Insgesamt ergibt sich das Bild, daß einwärts-gleichrichtende Kaliumkanäle einen wesentlichen Beitrag zur Regulation des koronaren Blutflusses leisten. Sie ermöglichen zum einen, durch ihre spezifischen Eigenschaften eine Stabilisierung des Membranpotentials glatter Gefäßmuskelzellen und zum anderen die unmittelbare Anpassung des regionalen Blutflusses durch Reaktion auf lokale extrazelluläre Kaliumerhöhungen. Die vorliegende Arbeit zeigt, daß die Übertragung der an isolierten Zellen und Gefäßen gewonnen Erkenntnisse über die diesem Mechanismus zugrundeliegenden Zusammenhänge, auf ein ganzes komplexes Organsystem möglich ist.