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Dissertation: Pil-Sang Kim


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Dissertation: Pil-Sang Kim

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin / Abteilung für molekulare und zelluläre Sportmedizin
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Kim, Pil-Sang (2012): Bedeutung von Palladin für die trainingsinduzierte Anpassung der Skelettmuskulatur

Zusammenfassung:
In dieser Arbeit sollte erstmals geklärt werden, welchen Einfluss das Fehlen des Palladin- Proteins auf die trainingsbedingte Anpassung der Muskelzellen ausübt.
Die Erkenntnisse der hier vorliegenden Arbeit bestehen darin, dass ein Fehlen der Palladin 140 und 200 kDa-Isoform nicht zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Muskelfaseranpassung auf Laufbandbelastungen im Skelettmuskel führt.
Es konnte beobachtet werden, dass ein vierwöchiges Training gewöhnlich eine Vergrößerung der Muskelfaser im M. gastrocnemius und im M. vastus lateralis bei den KO Mäusen bewirkt. Dabei zeigten sich eine erhöhte Anzahl von zentralen Muskelzellkernen und eine unveränderte Kapillarzahl in Reaktion auf die Zunahme der Muskelfasergröße unter Trainingsbelastung. Diese morphologischen Ergebnisse konnten auch durch die Aktivität der intrazellulären Signaltransduktion, vor allem von p-ERK, bestätigt werden.
In allen Muskeln der KO-Mäuse kam es zu einer Aktivitätszunahme der p-ERK, die bisher als wesentliches Merkmal der Hypertrophie im Skelettmuskel beschrieben wurde. Diese Befunde könnten auch die Grundlage für das Verständnis der Rolle des Palladin-Proteins bei der trainingsbedingten Adaptation des Skelettmuskels liefern.
Zusammengefasst lässt sich vermuten, dass bei Defizienz des Palladins der Skelettmuskel durch Kompensation mit anderen Aktin-assoziierten Proteinen in der Lage ist, sich dem körperlichen Training effektiv anzupassen. Zukünftige Untersuchungen sollten einen Hinweis darauf geben, welche Mechanismen die Interaktion anderer Aktin-assoziierten FA-Proteine im Skelettmuskel als molekulare Kompensation für das Fehlen des Palladin-Proteins regulieren.

Abstract

For peginesatide, the first representative of a new generation of erythropoiesis-stimulating agents, a high misuse potential in elite sports is expected. Thus, the aim of the present thesis was the development of specific and sensitive mass spectrometry-based detection methods in various biological matrices relevant to doping analysis.
In the context of this background, the molecular structure of the active ingredient was identified before it was synthesised and characterised by means of mass spectrometric as well as gel electrophoretic techniques. As a mass spectrometric analysis of the intact analyte is not applicable for a specific detection approach in sports drug testing, the pegylated peptide was subjected to proteolytic digestion by the serine protease subtilisin. The thereby generated pentapeptide fragment allows for a sensitive detection by means of liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry and fulfils the required sequence coverage. Furthermore, its xenobiotic origin is supported by a non-natural amino acid present in the fragment.
Based on these results, detection assays for peginesatide in human blood (serum, plasma or dried blood spots) and urine as well as in horse serum were developed and validated in accordance with international guidelines. Proof-of-concept for the applicability of the methods was demonstrated by analysing dried blood spots, urine, and plasma samples from an in vivo study in rats, collected after a single therapeutic dose of peginesatide over a period of up to four days. In all three matrices, the characteristic pentapeptide fragment, obtained after proteolytic digestion, was unambiguously detected until the endpoint of the study, 72 h for dried blood spots and 96 h for urine and plasma specimens, respectively.
Thus, within the scope of preventive doping research, specific, sensitive, and valid detection methods are applicable to routine sports drug testing since the time of drug approval (March 2012). Moreover, they are readily transferable to other doping control laboratories and allow for the detection of an illicit application of peginesatide in different biological matrices relevant to doping analysis for at least several days.


30.04.2017 - 03:19