Blood platelet behaviour and platelet-von Willebrand Factor interaction under force

  • Platelet integrity and dynamics are crucial in hemostasis and thrombosis. During these processes, circulating disc shaped platelets are recruited from the blood stream to sites of vascular injuries. The initial platelet and plasma protein, von Willebrand factor (vWF), interaction occurs platelet activation independent. Depending on the combination of laminar blood flow shear stress and the platelet-vWF interplay, the unactivated platelets either adhere or form tethers by pulling membrane pieces from the moving platelets. The irreversible attachment step of activated platelets to vWF induces spreading and in contrast, to collagen, which is exposed after endothelial injury, aggregation. Aim of this interdisciplinary thesis was to bridge the gap between in vitro measurements and the understanding of factors influencing the platelet-vWF interaction. Specific focus was given on individual phenomena as well as collective phenomena. The single investigations involved variations in thePlatelet integrity and dynamics are crucial in hemostasis and thrombosis. During these processes, circulating disc shaped platelets are recruited from the blood stream to sites of vascular injuries. The initial platelet and plasma protein, von Willebrand factor (vWF), interaction occurs platelet activation independent. Depending on the combination of laminar blood flow shear stress and the platelet-vWF interplay, the unactivated platelets either adhere or form tethers by pulling membrane pieces from the moving platelets. The irreversible attachment step of activated platelets to vWF induces spreading and in contrast, to collagen, which is exposed after endothelial injury, aggregation. Aim of this interdisciplinary thesis was to bridge the gap between in vitro measurements and the understanding of factors influencing the platelet-vWF interaction. Specific focus was given on individual phenomena as well as collective phenomena. The single investigations involved variations in the mechanical properties of the platelets as well as in the vWF. To explore the role of cortical tension of the platelet envelope, their cytoskeleton was controlled disrupted. Variations in the cholesterol concentration, which is a component of the plasma membrane, were quantified to measure the impact on the investigated platelet functions as platelet adhesion and tether formation. Altering the size distribution of the vWF multimer and mutations in the vWF protein were investigated to clarify the role of the vWF functionality on the platelet-vWF interplay. The formation of platelet-vWF aggregates was characterised to study the conditions of stenosis and atherosclerotic occlusions. The multi step experiments discuss variations in the hematocrit (HCT), especially the impact of platelet-red blood cell collisions and the flattening of the flow profile by higher HCTs. The platelet-tumor cells interactions were studied to clarify the role of tumor cells in platelet activation, aggregation and receptor transfer.show moreshow less
  • Die Plättchenintegrität und deren dynamisches Verhalten sind entscheidende Faktoren in der Hämostase und Thrombose. Während dieser wichtigen Prozesse werden scheibenförmige Plättchen vom Blutfluss rekrutiert und an verletzte Gefäße geführt. Die initiale Wechselwirkung von Plättchen mit einem Plasmaprotein von Willebrand Faktor (vWF), findet ohne vorherige Plättchenaktivierung statt. Abhängig von der Kombination aus laminarem Blutfluss und der Plättchen-vWF Interaktion, adherieren die Plättchen oder formen Tether durch das Ziehen von Membranstücken aus den sich bewegenden Plättchen. Die irreversible Adhäsion induziert das sogenannte Spreading, bei welchem die aktivierten Plättchen an den vWF anhaften. Im Gegensatz dazu nennt man die Adhäsion der Plättchen auf Kollagen Aggregation. Kollagen wird nach Endothelverletzungen exponiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine Brücke zwischen in vitro Messungen und den Einflussfaktoren der Plättchen-vWF Wechselwirkung zu spannen.Die Plättchenintegrität und deren dynamisches Verhalten sind entscheidende Faktoren in der Hämostase und Thrombose. Während dieser wichtigen Prozesse werden scheibenförmige Plättchen vom Blutfluss rekrutiert und an verletzte Gefäße geführt. Die initiale Wechselwirkung von Plättchen mit einem Plasmaprotein von Willebrand Faktor (vWF), findet ohne vorherige Plättchenaktivierung statt. Abhängig von der Kombination aus laminarem Blutfluss und der Plättchen-vWF Interaktion, adherieren die Plättchen oder formen Tether durch das Ziehen von Membranstücken aus den sich bewegenden Plättchen. Die irreversible Adhäsion induziert das sogenannte Spreading, bei welchem die aktivierten Plättchen an den vWF anhaften. Im Gegensatz dazu nennt man die Adhäsion der Plättchen auf Kollagen Aggregation. Kollagen wird nach Endothelverletzungen exponiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine Brücke zwischen in vitro Messungen und den Einflussfaktoren der Plättchen-vWF Wechselwirkung zu spannen. Spezieller Fokus wurde einerseits auf Einzelphänomene als auch auf kooperative Phänomene gelegt. Zu den Einzeluntersuchen zählten Veränderungen der mechanischen Eigenschaften des Plättchens sowie im vWF. Um die Rolle der kortikalen Spannung der Plättchenhülle zu untersuchen, wurde das Plättchenzytoskelett kontrolliert zerstört. Veränderungen in der Cholesterinkonzentration wurden quantifiziert, um den Einfluss auf das untersuchte Plättchen- und Tetherformationsverhalten herauszustellen. Veränderungen in der vWF Multimerverteilung und Mutationen des vWFs wurden untersucht, um die Auswirkungen der vWF Funktionalität auf das Plättchen-vWF Wechselspiel darzulegen. Mit Hilfe der Formation von rollenden Plättchen-vWF Aggregaten wurde der Einfluss von Stenosen und atheriosklerotischen Verengungen untersucht. Die Mehrkomponentenuntersuchungen behandelten Veränderungen im Hämatokrit (HCT) vor allem den Einfluss der Plättchen-Erythrozyten Kollisionen und das Abflachen des Flussprofils. Zudem wurde die Plättchen-Tumorzellen Wechselwirkung untersucht, um die Auswirkung der Tumorzellen auf die Plättchenaktivierung, deren Aggregation, und der Rezeptorübertragung aufzuzeigen.show moreshow less

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Metadaten
Author:Jennifer I. Angerer
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus-17838
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/1565
Title Additional (German):Das Verhalten von Blutplättchen und die Plättchen-von Willebrand Faktor Wechselwirkung unter Krafteinfluss
Advisor:Achim Wixforth
Type:Doctoral Thesis
Language:English
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Date of final exam:2011/06/24
Release Date:2011/09/02
Tag:von Willebrand Faktor; Thrombozyten; Adhäsion; Wechselwirkung; Flusskammer
von Willebrand factor; thrombocytes; adhesion; interaction; flow chamber
GND-Keyword:Thrombozytenadhäsion; Willebrand-Faktor
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Licence (German):Deutsches Urheberrecht