Mechanismen der cGMP-induzierten Relaxation der Mausaorta

Das gasförmige Stickstoffmonoxid (NO) steuert die Relaxation
glatter Muskulatur. Dabei aktiviert NO die lösliche Guanylatzyklase
im Zytosol der glatten Muskelzelle. Die lösliche Guanylatzyklase
bildet den Botenstoff cGMP, der die cGMP-abhängige Proteinkinase
(cGK) aktiviert. Die cGK gehört zur Familie der Serin/
Threonin-Proteinkinasen und führt nach Phosphorylierung von
unterschiedlichen Signalproteinen zur Relaxation der glatten
Muskulatur. Der Beitrag des NO/ cGMP/ cGK-Signalwegs zur
glattmuskulären Relaxation kann mit Hilfe von genetisch veränderten
Mauslinien, denen Komponenten dieses Signalwegs fehlen, untersucht
werden. In der vorliegenden Arbeit werden neben Wildtyp-Mäusen mit
intaktem NO/ cGMP/ cGK-Signalweg die cGKI-/--Mäuse, denen das
Protein cGKI deletiert ist, und die IRAG∆12/∆12-Mausmutanten, die
nach Zerstörung des Exon 12 des IRAG-Gens zwei hypomorphe
IRAG-Allele besitzen, verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit werden die
cGMP-abhängigen Mechanismen der Relaxation nach Hormon- und
Kalium-induzierter Stimulation glatter Muskelzellen untersucht. Die
Experimente werden einerseits am intakten und permeabilisierten
Gefäß und andererseits an kultivierten, vaskulären glatten
Muskelzellen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die
Existenz unterschiedlicher Mechanismen zur cGMP-vermittelten
Relaxation an der Mausaorta. Nach Hormon-induzierter Stimulation
wird der Gefäßtonus durch den cGMP/ cGKI-Signalweg relaxiert. Dabei
wird der Effekt hauptsächlich über IRAG durch Hemmung der
Ca2+-Freisetzung aus den intrazellulären Speichern vermittelt. Die
Kalium-vermittelte Kontraktion wird ebenso cGMP/ cGKI-abhängig
relaxiert, jedoch unabhängig von IRAG. Überraschenderweise
demonstrieren die Ergebnisse an der permeabilisierten Aorta, dass
die cGMP/ cGKI-vermittelte Ca2+-Desensitisierung eine
untergeordnete Rolle spielt und in Gegenwart hoher
cGMP-Konzentrationen über die Protein Kinase A vermittelt wird. Die
Kontraktionsexperimente mit Thapsigargin weisen darauf hin, dass
vermutlich die SERCA an der Relaxation des Kalium-induzierten Tonus
beteiligt ist.