Auswirkungen des Off Pump Coronary Artery Bypass Grafting (OPCAB) auf die Kontraktilität des Herzmuskels : ein Vergleich mit der Schädigung durch die extrakorporale Zirkulation am Tiermodell

ZIELSETZUNG: In heutiger Zeit beobachtet man in allen Bereichen der Chirurgie den Trend zu weniger traumatischen Operationen im Sinne einer minimalinvasiven Chirurgie. In der Herzchirurgie ist eines dieser Verfahren die OPCAB-Methode, eine Bypassoperation ohne Einsatz der Herz-Lungen-Maschine (off pump coronary artery grafting). Um eventuelle Vorteile dieser Methode auf die Kontraktilität des Herzmuskels zu untersuchen, wurde sie mit einer Bypassoperation unter Verwendung der extrakorporalen Zirkulation verglichen. Dazu wurde ein Leitfähigkeitskatheter verwendet, welcher die linksventrikuläre Funktion mit Hilfe von Druck-Volumen-Beziehungen vor und nach der Operation erfassen kann. METHODEN: 34 Yorkshire Duroc Schweine wurden sternotomiert und anschließend der jeweiligen OP-Methode zugeführt. Der Leitfähigkeitskatheter wurde in den linken Ventrikel eingeführt. Die Kontraktilitätsparameter wurden prä- und postoperativ gemessen. Eine Gruppe (n=11) wurde für eine Stunde einer normothermen extrakorporalen Zirkulation ausgesetzt. Eine zweite Gruppe (n=8) wurde nach der OPCAB-Methode operiert. Die dritte Gruppe (n=15) diente als Kontrollgruppe ohne Operation und extrakorporale Zirkulation. ERGEBNISSE: In der EKZ-Gruppe zeigt sich postoperativ bei allen bestimmten Kontraktilitätsparametern (ESPVR [p=0,01], dP/dt max [p<0,0001] & EF [p<0,0002]) ein signifikanter Kontraktilitätsverlust des Herzmuskels. Hinzu kommt ein signifikanter Abfall des Herzindex [p=0,0004]. In der OPCAB-Gruppe ist kein signifikanter Unterschied bezüglich der ESPVR [p=0,06] sowie der EF [p<0,65] nachzuweisen. Ebenso kommt es nicht zu einem Abfall des Herzindex [p=0,34]. Nicht ganz eindeutig stellt sich in unseren Versuchen das Ergebnis von dP/dt max [p=0,02] dar. Es zeigt einen signifikanten Unterschied, obwohl dieser von der ESPVR sowie der EF nicht wiedergegeben wird. Im intraoperativen Vergleich zeichnet sich insgesamt ein signifikanter Abfall der Herzmuskelkontraktilität während des Anlegens der Anastomose ab. In der Kontrollgruppe ist bei keinem der bestimmten Parameter im prä- und postoperativen Vergleich eine Änderung nachzuweisen (ESPVR [p=0,94], dP/dt max [p=0,75], EF [p=0,65], CI [p=0,78]). SCHLUSSFOLGERUNG: Der Einsatz der extrakorporalen Zirkulation führt zu einer signifikanten postoperativen Einschränkung der linksventrikulären Funktion. Die OPCAB-Methode führt in der sensiblen Phase des Anlegens der Gefäßanastomose ebenfalls zu einer Einschränkung der Herzmuskelkontraktilität, dennoch sind die Auswirkungen im Vergleich zur extrakorporalen Zirkulation deutlich reduziert. Im prä- /postoperativen Vergleich lässt sich kein Kontraktilitätsverlust nachweisen. Es kommt nicht zu einem Abfall der Herzleistung. Diese Studie zeigt somit einen eindeutigen Vorteil der OPCAB-Methode hinsichtlich Kontraktilität und liefert damit ein zusätzliches Argument zur weiteren Verbesserung dieser OP-Methode

Isoform Heterogeneity of the Human Gephyrin Gene (GPHN), Binding Domains to the Glycine Receptor, and Mutation Analysis in Hyperekplexia

Gephyrin (GPHN) is an organizational protein that clusters and localizes the inhibitory glycine (GlyR) and GABAA receptors to the microtubular matrix of the neuronal postsynaptic membrane. Mice deficient in gephyrin develop a hereditary molybdenum cofactor deficiency and a neurological phenotype that mimics startle disease (hyperekplexia). This neuromotor disorder is associated with mutations in the GlyR α1 and β subunit genes (GLRA1 and GLRB). Further genetic heterogeneity is suspected, and we hypothesized that patients lacking mutations in GLRA1 and GLRB might have mutations in the gephyrin gene (GPHN). In addition, we adopted a yeast two-hybrid screen, using the GlyR β subunit intracellular loop as bait, in an attempt to identify further GlyR-interacting proteins implicated in hyperekplexia. Gephyrin cDNAs were isolated, and subsequent RT-PCR analysis from human tissues demonstrated the presence of five alternatively spliced GPHN exons concentrated in the central linker region of the gene. This region generated 11 distinct GPHN transcript isoforms, with 10 being specific to neuronal tissue. Mutation analysis of GPHN exons in hyperekplexia patients revealed a missense mutation (A28T) in one patient causing an amino acid substitution (N10Y). Functional testing demonstrated that GPHNN10Y does not disrupt GlyR-gephyrin interactions or collybistininduced cell-surface clustering. We provide evidence that GlyR-gephyrin binding is dependent on the presence of an intact C-terminal MoeA homology domain. Therefore, the N10Y mutation and alternative splicing of GPHN transcripts do not affect interactions with GlyRs but may affect other interactions with the cytoskeleton or gephyrin accessory proteins

Ezrin Mediates Tethering of the γ-Aminobutyric Acid Transporter GAT1 to Actin Filaments Via a C-Terminal PDZ-Interacting Domain

A high density of neurotransmitter transporters on axons and presynaptic boutons is required for the efficient clearance of neurotransmitters from the synapse. Therefore, regulators of transporter trafficking (insertion, retrieval, and confinement) can play an important role in maintaining the transporter density necessary for effective function. We determined the interactions that confine GAT1 at the membrane by investigating the lateral mobility of GAT1-yellow fluorescent protein-8 (YFP8) expressed in neuroblastoma 2a cells. Through fluorescence recovery after photobleaching, we found that a significant fraction (~50%) of membrane-localized GAT1 is immobile on the time scale investigated (~150 s). The mobility of the transporter can be increased by depolymerizing actin or by interrupting the GAT1 postsynaptic density 95/Discs large/zona occludens 1 (PDZ)-interacting domain. Microtubule depolymerization, in contrast, does not affect GAT1 membrane mobility. We also identified ezrin as a major GAT1 adaptor to actin. Förster resonance energy transfer suggests that GAT1-YFP8 and cyan fluorescent (CFP) tagged ezrin (ezrin-CFP) exist within a complex that has a Förster resonance energy transfer efficiency of 19% ± 2%. This interaction can be diminished by disrupting the actin cytoskeleton. In addition, the disruption of actin results in a >3-fold increase in γ-aminobutyric acid uptake, apparently via a mechanism distinct from the PDZ-interacting protein. Our data reveal that actin confines GAT1 to the plasma membrane via ezrin, and this interaction is mediated through the PDZ-interacting domain of GAT1

Design and Synthesis of High-Affinity Dimeric Inhibitors Targeting the Interactions between Gephyrin and Inhibitory Neurotransmitter Receptors

Gephyrin is the central scaffolding protein for inhibitory neurotransmitter receptors in the brain. Here we describe the development of dimeric peptides that inhibit the interaction between gephyrin and these receptors, a process which is fundamental to numerous synaptic functions and diseases of the brain. We first identified receptor derived minimal gephyrin binding peptides that displayed exclusive binding towards native gephyrin from brain lysates. We then designed and synthesized a series of dimeric ligands, which led to a remarkable 1220 fold enhancement of the gephyrin affinity KD 6.8 amp; 8197;nM . In X ray crystal structures we visualized the simultaneous dimer to dimer binding in atomic detail, revealing compound specific binding modes. Thus, we defined the molecular basis of the affinity enhancing effect of multivalent gephyrin inhibitors and provide conceptually novel compounds with therapeutic potential, which will allow further elucidation of the gephyrin receptor interpla

The importance of the cruise industry for the Port of Hamburg : a touristic potential analysis

Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine Potenzialanalyse des Hamburger Hafens in Bezug auf die Kreuzfahrtindustrie. Zu Beginn wird eine ausführliche Literaturrecherche zur Kreuzfahrtindustrie durchgeführt. Anschließend enthält diese Arbeit eine auf fremdbezogene Daten basierte Situationsanalyse des Hamburger Hafens. Abschließend wird durch eine qualitative empirische Datenerhebung eine Potenzialanalyse des Hamburger Hafens durchgeführt und ausgewertet

Muskelin regulates actin-dependent synaptic changes and intrinsic brain activity relevant to behavioral and cognitive processes

Muskelin (Mkln1) is implicated in neuronal function, regulating plasma membrane receptor trafficking. However, its influence on intrinsic brain activity and corresponding behavioral processes remains unclear. Here we show that murine Mkln1 knockout causes non-habituating locomotor activity, increased exploratory drive, and decreased locomotor response to amphetamine. Muskelin deficiency impairs social novelty detection while promoting the retention of spatial reference memory and fear extinction recall. This is strongly mirrored in either weaker or stronger resting-state functional connectivity between critical circuits mediating locomotor exploration and cognition. We show that Mkln1 deletion alters dendrite branching and spine structure, coinciding with enhanced AMPAR-mediated synaptic transmission but selective impairment in synaptic potentiation maintenance. We identify muskelin at excitatory synapses and highlight its role in regulating dendritic spine actin stability. Our findings point to aberrant spine actin modulation and changes in glutamatergic synaptic function as critical mechanisms that contribute to the neurobehavioral phenotype arising from Mkln1 ablation

Behavioral deficits and subregion-specific suppression of LTP in mice expressing a population of mutant NMDA receptors throughout the hippocampus

The NMDA receptor (NMDAR) subunit GluN1 is an obligatory component of NMDARs without a known functional homolog and is expressed in almost every neuronal cell type. The NMDAR system is a coincidence detector with critical roles in spatial learning and synaptic plasticity. Its coincidence detection property is crucial for the induction of hippocampal long-term potentiation (LTP). We have generated a mutant mouse model expressing a hypomorph of the Grin1N598R allele, which leads to a minority (about 10%) of coincidence detection-impaired NMDARs. Surprisingly, these animals revealed specific functional changes in the dentate gyrus (DG) of the hippocampal formation. Early LTP was expressed normally in area CA1 in vivo, but was completely suppressed at perforant path-granule cell synapses in the DG. In addition, there was a pronounced reduction in the amplitude of the evoked population spike in the DG. These specific changes were accompanied by behavioral impairments in spatial recognition, spatial learning, reversal learning, and retention. Our data show that minor changes in GluN1-dependent NMDAR physiology can cause dramatic consequences in synaptic signaling in a subregion-specific fashion despite the nonredundant nature of the GluN1 gene and its global expression