Podcasts about glasoberfl

Nachrichten: Masse des Schwarzen Lochs im Milchstraßenzentrum | Wasser in Atmosphäre eines Exoplaneten | Wasser in einem Quasar | Technik zur Herstellung von wasserabweisenden Glasoberflächen | Nervenzellen mit Nanoröhrchen verbinden

Thrombozyten von Patienten mit disseminierter Arteriosklerose wie bei pAVK zeigen eine erhöhte Reaktivität. In vorherigen Arbeiten wurde gezeigt, daß diese Aktivitätserhöhung postoperativ nach Gefäßeingriffen weiter ansteigt, weshalb es vermehrt zu Komplikationen auf dem kardiovaskulären Gebiet bzw. peripher zu Restenosierungen kommen kann. In dieser Dissertation soll mittels der SPAA-Methode geprüft werden, wie sich Thrombozyten von Patienten mit pAVK im Vergleich zu gesunden Kontrollen bei Inkubation mit verschiedenen Substanzen zur Thromboseprophylaxe verhalten. Aufgrund der Eigenschaften von Thrombozyten kann hinsichtlich einer Adhäsion der Thrombozyten an der Gefäßwand, in unserem Fall der Glasoberfläche und einem Haften der Thrombozyten untereinander, was als Aggregation bezeichnet wird, unterschieden werden. Das SPAA-Modell kann diese beiden Ereignisse mit hoher Sensitivität und Spezifität messen. Es zeigt sich, daß die Adhäsionsausgangswerte der pAVK-Patienten doppelt so hoch sind, wie die der Kontrollgruppe. Ebenso tritt bei diesen im Gegensatz zu den gesunden Kontrollen, bei denen keine spontane Aggregation nachweisbar ist, bereits vor den Inkubationsversuchen in 37% der Fälle eine spontane Thrombozytenaggregation auf. Das bestätigten die Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen, daß Thrombozyten von pAVK Patienten hyperreaktiv sind. Dieses Phänomen ist nicht nur bei den Ausgangswerten mit plättchenreichem Plasma, sondern in besonderem Maße bei Zugabe von Substanzen, die in den Gerinnungsablauf eingreifen. Dabei fällt auf, wie besonders nach Zugabe von Heparinen bei Patienten eine Steigerung der Adhäsion auftritt. Auf UFH reagieren sogar Kontrollplasmen mit erhöhten Adhäsionswerten. Ein dämpfender Effekt zeigt sich bei Substanzen, die frei von Heparinfragmenten sind. Ebenso führen alle Heparine (UFH, LMWH) zu einer gesteigerten Aggregation sowohl bei Patienten als auch Kontrollen, als Ausdruck einer akuten Aktivierung. Wiederum haben von Heparinfragmenten freie Substanzen auch hier einen dämpfenden Effekt auf die Thrombozytenaggregation. Es stellt sich somit die Frage, ob für pAVK-Patienten nicht Wirkstoffe, die nicht mit Thrombozyten reagieren, von größerem Nutzen sind.

Das Kraftmikroskop hat sich in vieler Hinsicht als effizientes Gerät für Untersuchungen und Manipulationen auf molekularer Ebene erwiesen. Dabei wird selbst unter physiologischen Bedingungen eine Auflösung erreicht, die Proteinsubstrukturen erkennen läßt. Als Kraftspektroskop kann es mechanische Eigenschaften wie Dehnungsverhalten und Reißfestigkeit einzelner Moleküle, die zwischen der Sensorfeder und der Unterlage eingespannt werden, untersuchen. Sogar die Bindungskräfte zwischen einem Molekül am Kraftsensor und einem anderen am Substrat können mittels Kraftspektroskopie mit etwa 3 pN Genauigkeit ermittelt werden. Von besonderem Interesse solcher Untersuchungen sind Moleküle mit spezifischer Affinität nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip, wie Rezeptor-Ligand- Systeme und Adhäsionsmoleküle. Bisher waren hauptsächlich wasserlösliche Moleküle solchen Messungen zugänglich. Bindungen zwischen amphiphilen Proteinen oder Membranproteinen zu messen, die durch hydrophobe Wechselwirkungen in der Membran verankert sind, erfordert neue Konzepte. Diesen Molekülen gilt das Augenmerk dieser Arbeit. Da die Verankerung in sogenanten „supported bi-layern“ und Vesikeln nicht immer zum gewünschten Erfolg führt, wird hier eine ungewöhnliche, aber sehr natürliche Alternative vorgestellt: Das Adhäsionsmolekül wird nicht aufwendig isoliert und der Meßmethode zugänglich gemacht, sondern bleibt in seiner natürlichen Umgebung, der Zelle, wohingegen die Methode angepasst wird. Dies ist durch die Befestigung einer Zelle am Kraftsensor eines Kraftspektroskopes geglückt und es gelang damit erstmals die Adhäsionskraft eines einzelnen Adhäsionsmoleküls in einer lebenden Zelle zu messen. So einfach diese Methode beschrieben ist, so viele Unwägbarkeiten treten dabei durch die hohe Komplexität der Zelle und der Zelloberfläche im Besonderen auf. Daher wird einleitend eine grobe Einführung in die Funktionen und den Aufbau einer Zelle und die üblichen Meßmethoden im Bereich der Zelladhäsionsmessung vorgestellt. Die Beschreibung der Meßmethode und der Umrüstung des Kraftmikroskopes zum Zelladhäsionskraftspektroskop sind durch technische Details im Anhang vervollständigt. Etwas aufwendig ist die Zusammenstellung der Daten, Theorien und Annahmen zum Aufbau eines semi-empirischen Modells zur Beschreibung der Adhäsionskraftmeßkurven beim Trennen adhärierender Zellen, auf der Basis vieler unabhängiger Einzelmolekülbindungen. Mit dem Zelladhäsionkraftspektroskop wurden dafür die Youngs-Moduli und die viskoelastischen Kelvin-Modell-Parameter verschiedener Zellen in dem eigens entwickelten „visko-elastic-response-mode“ vermessen. Ebenso wurden die Einflüsse der Zellkontaktkraft und der Kontaktzeit, sowie der Zuggeschwindigkeit auf die Zelladhäsionsantwort studiert und in Formeln gefaßt. Das Modell simuliert diese Meßdaten in guter Übereinstimmung und gibt dadurch einen Einblick in die physikalischen Randbedingungen für das einzelne Adhäsionsmolekül während solcher Experimente unter Berücksichtigung des zelltypischen Phänomens der Tetherbildung. Insbesondere kann damit die Bindungsdichte bei Adhäsionen auf verschiedenen Oberflächen berechnet werden. Demnach schließt eine Epithelzelle etwa vier Bindungen pro Quadratmikrometer mit einer Glasoberfläche, zwei mit einer anderen Epithelzelle und nur 0,8 mit einer passivierten Oberfläche. Mit kraftspektroskopischen Messungen der Adhäsionskräfte bei der Einnistung eines Trophoblasten in die Gebärmutter an einem naturnahen Laborsystem kann eine andersartige - mit dem Modell unabhängiger Bindungen nicht beschreibbare - Wechselwirkung identifiziert werden. Die Meßergebnisse deuten auf einen kooperativen Prozeß der molekularen Adhäsionsinselbildung hin. Kontrollmessungen an funktionalisierten Oberflächen erhärten diese Hypothese. Mit ersten Ergebnissen von Adhäsionsmessungen zwischen Knochenzellen und potentiellen Implantatoberflächen wird neben dem Einfluß der Oberflächenbeschaffenheit auch der des Meßmediums nachweisbar, wodurch die Generalität dieser Methode verdeutlicht wird. Im letzten Kapitel über die Interaktionen einzelner Zellen wird anhand der induzierten Lektinwechselwirkung zwischen roten Blutkörperchen die prinzipielle Möglichkeit der Zelladhäsionskraftspektroskopie Einzelmolekülereignisse zu vermessen nachgewiesen. Die dafür nötigen geringsten Kontaktkräfte von unter 40 pN, konnten durch extrem weiche Kraftsensoren (