TY  - THES
A1  - Bredenkötter, Daniel
T1  - Rolle der extrazellulär regulierten Kinasen (ERK) 1/2 an der Cannabinoid-induzierten Hemmung EDHF-vermittelter Gefäßrelaxation
N2  - Das vaskuläre Endothel ist in der Lage vasoaktive Autakoide zu synthetisieren und nach entsprechenden neurohumoralen Stimuli (z.B. Bradykinin oder Acetylcholin) oder aber physikalischen Reizen, (z.B. Schubspannung oder Scherkräften) an die Umgebung abzugeben. Neben gefäßkontrahierenden Substanzen wie dem mitogenen Peptid Endothelin produziert das Endothel vasodilatierende Substanzen, von denen bislang drei identifiziert werden konnten: NO, Prostazyklin und der in seiner chemischen Struktur noch umstrittene EDHF ("endothelium-derived hyperpolarising factor"). Während die Struktur und Wirkungsweise von NO sowie Prostazyklin bereits sehr gut charakterisiert werden konnten, existieren diesbezüglich bei EDHF noch kontroverse Vorstellungen. Cannabinoide, deren hypotensiven und Bradykardie-auslösenden Wirkungen schon längere Zeit bekannt sind, sind potente Hemmstoffe der EDHF-vermittelten Relaxation und Hyperpolarisation. Mit dieser Arbeit sollte der dieser Hemmung zugrunde liegende zelluläre Mechanismus näher untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass delta9-Tetrahydrocannabinol und der Cannabinoidrezeptoragonist HU210 in kultivierten Endothelzellen zu einer vermehrten Phosphorylierung und damit Aktivierung der extrazellulär regulierten Kinasenl/2 (ERKI/2) führen. delta9-Tetrahydrocannabinol bewirkt daneben auch eine Phosphorylierung des gap junction Proteins Connexin 43 und unterbindet somit die Zell-zu-Zell-Kommunikation via gap junctions. Die Phosphorylierung von Connexin 43 war empfindlich gegenüber PD98059 und U0126, zwei Hemmstoffen der ERK1/2-Aktivierung. Die Hemmung der EDHF-vermittelten Hyperpolarisation und Relaxation vorkontrahierter Schweinekoronararterien durch delta9-Tetrahydrocannabinol konnte ebenfalls durch PD98059 und U0126 verhindert werden. Daneben bewirkten PD98059 und U0126 allein eine Linksverschiebung der Konzentrations-Relaxations-Kurve nach Gabe von Bradykinin hinsichtlich EDHF-verrnittelter Relaxationen, ohne jedoch die NO-abhängige Relaxation oder den Tonus des Gefäßes zu beeinflussen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Cannabinoid-induzierte Aktivierung von ERK1/2 über eine Phosphorylierung der Connexin-43-Proteine eine Unterbrechung der Zell-zu-Zell-Kommunikation via gap junctions zur Folge hat. Dies führte zu der Hypothese, dass ERKI/2 an der EDHF-vermittelten Hyperpolarisation und Relaxation, insbesondere der Weiterleitung der Hyperpolarisation vom Endothel zur glatten Muskelzelle über gap junctions zentral steuernd beteiligt sind und damit zumindest anteilig für die Cannabinoid-induzierten Hemmung EDHF-vermittelter Gefäßrelaxationen verantwortlich gemacht werden können. Die dabei zugrunde liegende Vorstellung einer zentralen Rolle der myoendothelialen gap junctions an der EDHF-vermittelten Relaxation in Schweinekoronararterien konnte jedoch in Organbadexperimenten nicht bestätigt werden, da die typischen gap junction-Blocker (18alpha-Glyzyrrhetinsäure, 18ß-Glyzyrrhetinsäure und Carbenoxolon) keine Hemmung EDHFvermittelter Gefäßrelaxationen bewirken konnten. Es ist somit unklar, inwieweit eine Cannabinoid-induzierte, ERKl/2-verrnittelte Entkopplung der Zell-zu-Zell-Kommunikation via gap junctions and der Cannabinoid-induzierten Hemmung Gefäßrelaxationen beteiligt ist.
N2  - Vascular endothelial cells produce vasoactive autacoids, which are released after exposure to neurohumoral/chemical (i.e. acetylcholine, bradykinin) or mechanical stimuli (i.e. shear stress). The best characterized endothelium-derived relaxing factors are nitric oxide (NO) and prostacyclin (PGIz). An additional third NO/PGh-independent endothelium-derived relaxing factor mediates vasodilatation by an endothelium-dependent hyperpolarisation of vascular smooth muscle cells (endothelium derived hyperpolarising factor ; EDHF). The nature of EDHF still remains to be deterrnined but epoxyeicosatrienoic acids (EET) , anandamide, extracellular potassium and electronic coupling via myoendothelial gap junctions have been suggested to contribute to EDHF-mediated hyperpolarisation and relaxation of vascular smooth muscle. Cannabinoids, which elicit hypotension and bradycardia in vivo, are potent inhibitors of EDHF-mediated relaxations. The identification of the underlying mechanism of this effect was the aim of this thesis. In cultured endothelial cells delta9 -tetrahydrocannabinol and the cannabinoid receptor agonist HU210 increased the phosphorylation and activity of extracellular regulated kinases 1/2 (ERKI/2). delta9-THC elicited an increase in the phosphorylation of connexin 43, which was sensitive to MAP-kinase-kinase inhibitors PD98059 and U0126. Cannabinoid-induced inhibition of EDHF-mediated responses of precontracted rings of porcine coronary artery was prevented by PD98059 and U0126. In the absence of delta9-THC, neither PD98059 nor UOl26 affected the NO-mediated relaxation of coronary artery rings but both substances induced a 1eftward-shift in concentration-relaxation curve to bradykinin when diclofenac and Nw-nitro-arginine were present. These results indicate that the cannabinoid-induced activation of ERK1/2, which leads to the phosphorylation of connexin 43, disrupts gap junctional communication and therefore may partially account for the delta9-THC-induced inhibition of EDHF-mediated relaxations. The concept of a central role for myoendothelial gap junctions in mediating EDHF in porcine coronary artery however could not be verified in the present study, because classic gap junction blockers did not have an effect on EDHF-mediated responses in coronary artery rings. Therefore, it remains to be determined how far the results of a cannabinoid-induced, ERK1/2-mediated disruption of gap junctional communication underlies the cannabinoidinduced inhibition of EDHF-mediated responses.
Y1  - 2004
UR  - http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/7171
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hebis:30-71587
ER  -