HerzSupplement - Pentalong von Actavis

Herz Supplement
Cardiovascular Diseases
Ein signifikanter Anstieg der Rhodaminfluoreszenz
konnte dabei nur nach
GTN­Inkubation beobachtet werden (Abb.
5), während in der Literatur eine gesteigerte
Bildung reaktiver Sauerstoffspezies auch
nach Mitochondrieninkubation mit ISMN,
ISDN und PETN beschrieben ist [11]. Die
dabei von den Autoren verwendeten Konzentrationen
der organischen Nitrate lagen
allerdings um den Faktor 5–500 höher als
die für unsere Arbeiten verwendeten Konzentrationen,
von denen unter unseren
Versuchsbedingungen nur GTN eine
inhibitorische Wirkung auf die ALDH­2­
Aktivität aufweist. Dementsprechend resultierte
auch die Inkubation isolierter Mitochondrien
mit den ALDH­Inhibitoren
Benomyl und Chloralhydrat sowie die
Zugabe eines Aldehyds in einer signifikanten
Steigerung der Rhodaminbildung
(Abb. 5).
Diese Ergebnisse zeigen, dass eine
Hemmung der Aldehyddetoxifizierung
durch Hemmung oder Überlastung der
ALDH­2 zu einer vermehrten Rhodaminbildung
führt. Im Einklang damit bewirkte
GTN nach Überexpression der ALDH­2
eine verminderte Rhodaminbildung (Daten
nicht gezeigt). Dies erlaubt den Schluss,
dass die vorhandene ALDH­2­Aktivität
entscheidend die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies
beeinflusst.
Damit konnte gezeigt werden, dass GTN
von den getesteten organischen Nitraten
die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies am
stärksten steigert, wohingegen PETN unter
unseren Versuchsbedingungen weder nach
Inkubation von Zellen noch nach Inkubation
isolierter Mitochondrien zu einer signifikanten
Zunahme der Rhodaminbildung
im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen
führte. Diese Beobachtung liefert eine Erklärung
für die unter GTN­Therapie beobachtete
starke Toleranzentwicklung, die im
Fall von PETN so gut wie gar nicht beobachtet
wird [4]. Hierbei scheint im Besonderen
die mitochondriale Bildung reaktiver
Sauerstoffspezies von Bedeutung zu sein,
die durch die starke Inhibition der ALDH­
2­Dehydrogenaseaktivität durch GTN begünstigt
zu werden scheint. Reaktive Sauerstoffspezies
könnten durch die Peroxidation
von Lipiden (LPO) intrazellulär zur
Akkumulation toxischer Aldehyde führen,
die zum einen kompetitiv die Aktivierung
der organischen Nitrate inhibieren und
zum anderen selbst zu einer weiteren Stei­
gerung der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies
beitragen [25, 26], sodass diese Veränderung
des Redoxgleichgewichts zur
Oxidation des enzymatischen Zentrums
der ALDH2 führt und diese so inhibiert
wird [5]. Gestützt wird diese Theorie durch
die Arbeit von Jurt et al, in der gezeigt wurde,
dass es im Plasma von gesunden Patienten
zu einem Konzentrationsanstieg von
toxischen Aldehyden kommt, wenn diesen
über einen Zeitraum von sieben Tagen
eine Dosis von 0,6 mg/h GTN appliziert
wurde [27]. n
Summary
Organic nitrates are very potent antianginal
pharmaceuticals in the treatment of acute
angina pectoris, but long­term therapy is
limited due to the development of nitrate
tolerance. Tachyphylaxis is associated with
an increased formation of reactive oxygen
species (ROS). The observation that the
metabolizing enzyme of organic nitrates,
the mitochondrial aldehyde dehydrogenase
(ALDH2), is inhibited by oxidation links
mechanism­based tolerance to the oxidative
stress concept.
In order to explain the difference in the
tolerance to distinct nitrates, we measured
their ability to induce ROS formation in
endothelial cells (EA.hy.926) and mitochondrial
preparations, using dihydrorhodamine
123 (DHR123) as indicator.
DHR123 is oxidized by ROS to the fluorescent
dye rhodamine 123 (R123), which was
reported to accumulate intracellularly.
We found that increasing incubation
time led to a decrease in the fluorescence
intensity of cells exposed to glycerol trinitrate
and we decided therefore to measure
the extracellular concentration of R123 to
exclude diffusion of the dye. The detection
of R123 outside of the cells suggests that
results must be interpreted carefully when
using R123 intracellular concentrations as
an indicator of ROS formation, because
processes like active transport or opening
of mitochondrial permeability transition
pores can influence the localization of the
dye. With this method we could show that
isosorbide dinitrate, glycerol trinitrate and
pentaerythrityl tetranitrate affect ROS formation
to a different extent in EA.hy.926
and mitochondria. Since ALDH2 inhibition
with benomyl and chloral hydrate or
incubation with an aldehyde leads to increased
ROS formation in mitochondria,
54 Herz 35 · 2010 · Supplement II © Urban & Vogel