Der Einfluss von CASK auf die CaMKIIabhängige Regulation des L-Typ Kalziumkanals im Herzen

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	26 Januar 2022
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Stefan Wagner
Tag der Prüfung:	11 Januar 2022
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Innere Medizin II
Stichwörter / Keywords:	CASK, CaMKII, LTCC, heart failure
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Zum Teil
Dokumenten-ID:	51443

Zusammenfassung (Deutsch)

Der L-Typ Kalziumkanal (LTCC) ist ein wichtiger Regulator bei der Entstehung von Herzrhythmusstörungen. Herzrhythmusstörungen resultieren aus dem Zusammenspiel von strukturellen und funktionellen Veränderungen des Herzens und genetischen Prädispositionen. Ein „Trigger“-Event kann zu elektrophysiologischen Veränderungen führen, welche in Herzrhythmusstörungen resultieren. Diese „Trigger“-Events ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Der L-Typ Kalziumkanal (LTCC) ist ein wichtiger Regulator bei der Entstehung von Herzrhythmusstörungen. Herzrhythmusstörungen resultieren aus dem Zusammenspiel von strukturellen und funktionellen Veränderungen des Herzens und genetischen Prädispositionen. Ein „Trigger“-Event kann zu elektrophysiologischen Veränderungen führen, welche in Herzrhythmusstörungen resultieren. Diese „Trigger“-Events können zum Beispiel Resultate der delayed (DAD) und early afterdepolarization (EAD) sein, bei denen es zu einer Verlängerung des es sarkolemmalen Kalziumeinstroms (ICa) und damit zu einer Verlängerung des Aktionspotenzials kommen kann. Veränderungen des ICa bei insuffizienten Herzen können zur elektrischen Instabilität beitragen. Ein wichtiges Protein, welches Einfluss auf die intrazellulären Abläufe der Kardiomyozyten hat, ist die Calcium-Calmodulin-abhängige Proteinkinase II (CaMKII). Die CaMKII ist unter anderem verantwortlich für die Phosphorylierung des LTCCs, aber auch für die des Ryanodinrezeptors und damit für die Ausschüttung von Kalzium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum. Des Weiteren ist sie zuständig für die Phosphorylierung von Phospholamban und eventuell der SERCA.
Es wurde untersucht, ob ein Knock-out von Calcium/Calmodulin-abhängigen Serin-Protein-Kinase (CASK) einen CaMKII gesteuerten Einfluss auf den LTCC hat. Dies wurde anhand einem knock-out Mausmodell durchgeführt, in dem das CASK Gens in den Kardiomyozyten ausgeschaltete war.
Die Ergebnisse zeigen, dass CASK mit der CaMKII-Aktivität im Herzen assoziiert ist und diese reguliert. Die Regulation scheint unter CaMKII-Aktivität stimulierenden Bedingungen relevant zu sein, wie z. B. der Stimulation von ß-adrenergen Rezeptoren, was zu modifiziertem ICa, Inaktivierungsverhalten und Leitfähigkeit von LTCC führt.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

The L-type calcium channel (LTCC) is an important regulator in the development of cardiac arrythmias. Cardiac arrhythmias result from the interaction of variable and functional changes in the heart and genetic predispositions. A "trigger" event can lead to electrophysiological changes that result in cardiac arrhythmias. These trigger events may be, for example, delayed (DAD) and early ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

The L-type calcium channel (LTCC) is an important regulator in the development of cardiac arrythmias. Cardiac arrhythmias result from the interaction of variable and functional changes in the heart and genetic predispositions. A "trigger" event can lead to electrophysiological changes that result in cardiac arrhythmias. These trigger events may be, for example, delayed (DAD) and early afterdepolarization (EAD), in which there may be a prolongation of the sarcolemmal calcium influx (ICa) and thus a prolongation of the action potential. Alterations in Ica in failing hearts may contribute to electrical instability. An important protein that influences intracellular processes in cardiomyocytes is the calcium-calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII). Among other things, CamKII is responsible for the phosphorylation of LTCC and the ryanodine receptor (RyR2) and thus for the release of calcium from the sarcoplasmic reticulum (SR). Furthermore, it is responsible for the phosphorylation of phospholamban and possibly SERCA.
Whether knockout of calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase (CASK) has a CaMKII-driven effect on LTCC was investigated. A knockout mouse model that resulted in silencing of the CASK gene in cardiomyocytes by cre/flox was used. The results showed that CASK is associated with and regulates CaMKII activity in the heart. Regulation appears to be relevant under CaMKII activity-stimulation conditions, such as stimulation of ß-adrenergic receptors thus leading to modified ICa, inactivation of LTCC and conductance of LTCC.

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