Langzeitstabilität der Mitochondrienfunktion permeabilisierter Muskelfasern in der Diagnostik mitochondrialer Enzephalomyopathien

Abstract

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit stehen die Weiterentwicklung und Optimierung der Skinned fiber-Technik in Verbindung mit der hochauflösenden Respirometrie zur funktionellen Untersuchung von Mitochondrien. Versuche zur Stabilität von Mitochondrien zeigen, dass die mitochondriale Funktion in Muskelfasern bei der Veratmung von Komplex I- und Komplex II-abhängigen Substraten bei einer Lagerung im eisgekühlten Storagepuffer 36 Stunden stabil bleibt. Die stabile Mitochondrienfunktion ist nur bei ununterbrochener Kühlung des Muskelmaterials gewährleistet. Die neu etablierte multiple Substrat-Inhibitor-Titration bietet mit der Ermittlung der auf die Succinatatmung bezogenen Pyruvatatmung innerhalb einer Faser die Möglichkeit, einen vom Mitochondriengehalt der Muskelfasern unabhängigen Funktionsparameter zu gewinnen, der es erlaubt, Komplex I-abhängige Funktionsdefizite zu detektieren. In der vorliegenden Arbeit wird weiterhin gezeigt, dass der Versand von Biopsieproben auf dem Postweg möglich ist. Bei Einhaltung der erforderlichen Transportbedingungen bleibt die mitochondriale Funktion unbeeinflusst, so dass respirometrische Untersuchungen zur Diagnostik durchgeführt werden können.

We optimized the skinned fiber technique and high resolution respirometry developed for the examination of mitochondrial function. Storage of skeletal muscle fibers in ice-cooled storage buffer for 36 hours did not caused a significant change in mitochondrial function as determined by respiration of complex I and II dependent substrates. However, stable mitochondrial function was only guaranteed if cooling was without interruption. The newly established multiple substrate-inhibitor titration provides the possibility to measure complex I dependent functional deficits. This parameter was shown to be independent of the mitochondrial content of skeletal muscle fibers. Furthermore, we showed that shipment of samples in ice-cooled storage buffer by mail did not significantly influence mitochondrial function measured by respirometry.