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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-89340
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2018/8934/


Isolation und morphologische Charakterisierung des Wachstums von murinen intrakardialen Neuronen

Isolation and morphometric characterization of murine intracardiac neurons

Jonas, Friederike

pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Vorhofflimmern , Zellkultur , Morphologie , Nervenzelle , Elektrophysiologie
Freie Schlagwörter (Deutsch): intrakardiale Neurone , Primärkultur , Neurozytenkultur , Patch Clamping
Freie Schlagwörter (Englisch): intracardiac neurons , primary cell culture , patch clamping , electrophysiology
Basisklassifikation: 44.85
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Meyer, Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.01.2018
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 19.01.2018
Kurzfassung auf Deutsch: Rhythmus, Erregbarkeit und Schlagkraft des Herzens werden durch neuronale Signale des autonomen Nervensystems unbewusst moduliert. Hierzu werden zentral generierte Erregungen in spinalen, thorakalen und kardialen Ganglien weiterverschaltet. Kardiale Ganglien im atrialen Fettgewebe enthalten intrakardiale Neurone (ICN), welche der Integration zentraler und lokaler Afferenzen zum Herz dienen. Aus jüngsten Studien geht hervor, dass ein unkontrolliertes Wachstum dieser ICN die Entstehung von Arrhythmien begünstigt. Daher war das Ziel dieser Arbeit, das Wachstumsverhalten von ICN zu untersuchen. Hierzu erfolgte eine Beschreibung morphologischer Charakteristika von ICN in Zellkultur sowie ein Vergleich des Neuritenwachstums von unipolaren, bipolaren und multipolaren Neuronen. Weiterführend wurde geprüft, ob atriale Kardiomyozyten und ICN in einer gemeinsamen Kultur vital sind. Dazu wurden ICN aus murinen atrialen Fettpolstern isoliert und aufbereitet, sodass eine Kultivierung erfolgen konnte. Eine Auswertung von Morphologie und Neuritenlängen wurde nach 48 h, 72 h und 96 h in Kultur mit Hilfe von Fotodokumentationen durchgeführt. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1) Die Isolation von ICN aus atrialen Ganglienplexus ermöglicht eine reproduzierbare Kultivierung der Neurone.
2) Mittels Quantifizierung der Neuriten lässt sich eine Klassifizierung der ICN in unipolare, bipolare und multipolare Neurone durchführen. Die Auswertung der Neuritenlängen ergab ein charakteristisches Wachstum in unipolaren und bipolaren Neuronen. Multipolare Neurone hingegen zeigten nach initialem Aussprießen kein weiteres Längenwachstum.
3) Eine gemeinsame Kultur mit atrialen Kardiomyozyten konnte etabliert werden.
Somit konnten murine ICN erstmals über einen Zeitraum kultiviert werden, der eine Basischarakterisierung dieser Zellpopulation zulässt. Dieser Ansatz lässt weitere Möglichkeiten offen, das Verhalten kardialer Neurone unter elektrischer Stimulation oder dem Einfluss chemischer Neuromodulatoren zu untersuchen. Darüber hinaus könnte in weiteren Schritten ein Fokus auf die Untersuchung der funktionellen myozytären-neurozytären Interaktion gesetzt werden.
Kurzfassung auf Englisch: The heart rhythm is maintained by integrative coordinative mechanisms conducted by the intrinsic cardiac nervous system. This system serves as a final relay station for neuronal signals which are generated in the central nervous system but modulated by spinal, thoracic and cardiac ganglia. The intrinsic cardiac ganglia are located in epicardial fat pads around both atria. These ganglia contain intracardiac neurons (ICN) that integrate central and local afferents to take part in the beat-to- beat coordination but can also play an important role in the modulation of cardiac arrhythmias. Due to the idea that nerve sprouting of ICN may be one reason for the formation of arrhythmias the aim of the following study was to analyze the growing process of ICN. This thesis includes an investigation about the morphometric characteristics of ICN in cell culture, as well as an analysis of the growth characteristics of unipolar, bipolar and multipolar neurons. Furthermore, the vitality of cardiomyocytes and ICN in a co-culture was examined. ICN were isolated and cultivated in a way that enabled the evaluation of morphology and neurite growth length via photo documentation after 48 h, 72 h and 96 h.
Summarizing the results
1) Isolation of ICN out of atrial fat pads allows the cultivation of the neurons. Furthermore, a co-culture of ICN and atrial myocytes was established.
2) The three neuronal cell types unipolar, bipolar and multipolar were classified by quantification of neurites. The evaluation of neurite length results in a characteristic outgrowth of neurites in unipolar and bipolar neurons. Multipolar neurons initially expressed neurites but didn’t show a further variation of their length.
3) A coculture with ICN and atrial cardiomyocytes was established.
Therefore, the isolation and cultivation of ICN leads to the knowledge of basic characteristics of this little-analyzed cell population. Future development allows further possibilities to investigate changes of ICN morphology under electronic stimulation or chemical neuromodulation, as well as the description of functional aspects of neuronal-myocyte Interaction in cell culture.

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