Die Bedeutung des 2-P-Domänen-Kaliumkanals TASK3 für die Regulation der Atmung

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	6 March 2012
Referee:	Prof. Dr. Richard Warth and Prof. Dr. Bernhard Banas
Date of exam:	13 February 2012
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Richard Warth
Keywords:	TASK, Kaliumkanal, Atmungsregulation, Sauerstoffwahrnehmung, Ganzkörperplethysmographie, TASK, potassium channel, control of respiration, oxygen sensing, whole body plethysmography
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	23496

Abstract (German)

Der 2P-Domänen Kaliumkanal TASK3 ist in den peripheren Chemorezeptoren und in Hirnstammregionen exprimiert, die an der Atmungskontrolle beteiligt sind. So lag es nahe, dass TASK3 Kanäle eine Rolle in der Sauerstoffwahrnehmung spielen. Das Ziel dieser Studie war es, die Bedeutung von TASK3 für die Atmungsregulation mittels Ganzkörperplethysmographie zu untersuchen. Hyperkapnie (5% CO2) vergrößerte ...

Abstract (German)

Der 2P-Domänen Kaliumkanal TASK3 ist in den peripheren Chemorezeptoren und in Hirnstammregionen exprimiert, die an der Atmungskontrolle beteiligt sind. So lag es nahe, dass TASK3 Kanäle eine Rolle in der Sauerstoffwahrnehmung spielen. Das Ziel dieser Studie war es, die Bedeutung von TASK3 für die Atmungsregulation mittels Ganzkörperplethysmographie zu untersuchen. Hyperkapnie (5% CO2) vergrößerte das Atemminutenvolumen in gleicher Weise bei den Wildtyptieren (+/+) wie bei den TASK3 Knockout (-/-) Mäusen von 2 ml/g/min auf 4 ml/g/min. Genauso ähnlich war die schnelle Hypoxieantwort (10 % O2) bei +/+ und -/- Mäusen, was zeigt, dass TASK3 nicht essenziell für die Sauerstoffempfindlichkeit in den peripheren Chemorezeptoren ist. Interessanterweise zeichneten sich -/- Tiere durch eine stärker ausgeprägte hypoxische Depression der Atmung aus. Die Atmung der Wildtypmäuse war nach 3 Stunden Hypoxie maximal supprimiert und stieg danach wieder an; bei den -/- Mäusen beobachtete man die maximale Depression 2 h später und in ihrer Ausprägung stärker. Der Effekt von Isofluran für die Respiration veränderte sich nicht durch die Inaktivierung von TASK3. Zusammengefasst zeigen TASK3 -/- Mäuse eine normale Atemantwort auf Hyperkapnie und Isofluran. Nur während Hypoxie stellte man leichte respiratorische Veränderungen fest, die darauf hinweisen, dass TASK3 Kanäle wahrscheinlich eine Rolle für die Kontrolle der Atmung spielen, dabei aber nicht unentbehrlich sind.

Translation of the abstract (English)

The 2P-domain potassium channel TASK3 is expressed in peripheral chemoreceptors and in brainstem regions involved in the control of respiration. It has been suggested that TASK3 channels play a role for oxygen sensing. This study aimed at investigating the role of TASK3 in the regulation of respiration using whole body plethysmography. Hypercapnia (5% CO2) increased the respiratory volume from 2 ...

Translation of the abstract (English)

The 2P-domain potassium channel TASK3 is expressed in peripheral chemoreceptors and in brainstem regions involved in the control of respiration. It has been suggested that TASK3 channels play a role for oxygen sensing. This study aimed at investigating the role of TASK3 in the regulation of respiration using whole body plethysmography. Hypercapnia (5% CO2) increased the respiratory volume from 2 ml/g/min to 4 ml/g/min in wildtype (+/+) and similarly in TASK3 knockout (-/-) mice. The immediate response to hypoxia (10 % O2) was also similar in +/+ and -/- mice indicating that TASK3 is not essential for oxygen sensing in peripheral chemoreceptors. Interestingly, -/- mice displayed a more pronounced hypoxia-induced depression of respiration. In +/+ mice, hypoxic depression was maximal after 3 h of hypoxia and respiration increased thereafter; in -/- mice, maximal depression was observed 2 h later and it was more severe. The effect of isoflurane on respiration was not changed by inactivation of TASK3. In conclusion, TASK3 -/- mice show a normal respiratory response upon hypercapnia and isoflurane. Only during hypoxia, slight respiratory changes could be observed suggesting that TASK3 channels probably play a role for the control of respiration, but they are not indispensable.

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