Ziel dieser Arbeit war es Veränderungen mitochondrialer Atmungskettenfunktionen von murinem Herz und muriner Niere unter einer inhalativen Anästhesie mit Sevofluran in Abhängigkeit von der inspiratorischen Sauerstoffkonzentration zu untersuchen.
In unserer in vivo Studie wurden männliche Black Six Mäuse 6 Stunden mit 1.0 MAC Sevofluran anästhesiert. Je nach Versuchsgruppe wurde mit einer inspiratorischen Sauerstoffkonzentration von 21%, 50% oder 100% ventiliert. Am Ende des Versuchsprotokolls wurden Herz und Nieren entnommen und direkt weiterverarbeitet. Es erfolgten photometrische Analysen und einer Blue Native Polyacrylamid Gel Elektrophorese zur Darstellung der mitochondrialen Komplexaktivitäten, der Proteincarbonylierung mitochondrialer Proteine und der Empfindlichkeit der isolierten Mitochondrien gegenüber der Ca2+ induzierten Schwellung.
Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass eine sechsstündige volatile Anästhesie zu einer deutlichen Änderung der mitochondrialen respiratorischen Komplexaktivitäten, sowohl in der Niere als auch im Herzen führt. Insbesondere wies Komplex I eine erhöhte enzymatische Aktivität auf. Die Veränderungen der mitochondrialen Respiration waren größtenteils unabhängig von der inspiratorischen Sauerstoffkonzentration und führten zu keiner mitochondrialen Schädigung. Sowohl die Superoxid Produktion als auch die Proteincarbonylierung blieben unverändert. Die mitochondriale Empfindlichkeit gegenüber der Ca2+ induzierten Schwellung zeigte keine Veränderung gegenüber den Kontrolltieren. Somit ergaben sich keine toxischen Auswirkungen hoher Sauerstoffkonzentrationen im Sinne eines erhöhten oxidativen Schadens des mitochondrialen Proteoms oder einer Membranschädigung. / In the current study we investigated the impact of several hours of volatile anesthesia on mitochondrial function and oxidative damage in the heart and kidney of mice utilizing different fractions of inspired oxygen.
Mice were randomly assigned to one of four study groups. The animals were either directly euthanized by cervical dislocation without any subsequent intervention or anesthetized with sevoflurane (1.0 MAC) utilizing different fractions of inspired oxygen in an air/O2 mixture of 21%, 50% or 100% after endotracheal intubation and mechanical ventilation, respectively.
Cardiac and renal tissue was homogenized in a buffer the crude mitochondrial fraction was collected by centrifugation. Mitochondrial permeability transition was assessed by Ca2+-induced mitochondrial swelling. Opening of the mPTP was initiated by the addition of CaCl2 and determined following the decrease in light scattering. The reaction of certain amid acids of a protein with ROS leads to the formation of protein carbonyl derivates. The formed protein carbonyls, as a measure of generalized protein oxidation, was quantified spectrophotometrically utilizing the carbonyl specific reagent 2,4-Dinitrophenylhydrazine (DNPH). The activity of superoxide dismutase (SOD) was determined utilizing a commercially available assay kit. The enzymatic functions of mitochondrial respiratory complexes I-IV were measured utilizing specific single-wavelength spectrophotometric. Each assay provides quantitative information concerning the maximal catalytic activities of the respective respiratory complex. Blue-Native PAGE electrophoresis was performed to determine in-gel catalytic activity of complex I, III and IV and supercomplexes.
We found that inhalational anesthesia of six hours significantly increased respiratory complex I activity both in the kidney and the heart. The effects were independent of the supplied inspiratory oxygen concentration and did not cause oxidative damage even if the animals received 100% inspired oxygen throughout the six-hour protocol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:17233 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Balz, Milena Aurelia |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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