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Keywords
- Cyp1a1-ren2 (1)
- GefĂ€Ăwiderstand (1)
- Hypertonieentwicklung (1)
- Hypertonus (1)
- NierengefĂ€Ăe (1)
- Nox (1)
- ROCK (1)
- Rho (1)
- Sympathektomie (1)
- Y-27632 (1)
Die neonatale sympathische Denervierung steigert die Agonist-induzierte GefĂ€Ăkontraktion. Dieser Effekt kommt möglicherweise durch modifizierte Signaltransduktionsmechanismen zustande. Dazu könnten VerĂ€nderungen in Rho-Kinase(ROCK)- und L-Typ-Ca2+-KanalabhĂ€ngigen Signalwegen gehören, welche den Rezeptoren der vasoaktiven Agonisten nachgeschaltet sind. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob die verstĂ€rkte
Aktivierung der ROCK und/oder L-Typ-Ca2+-KanÀle zur gesteigerten
Noradrenalin(NA)-induzierten GefĂ€Ăkontraktion bei renalen WiderstandsgefĂ€Ăen neonatal sympathektomierter Ratten beitragen. FĂŒr die experimentellen Untersuchungen wurden normotensive mĂ€nnliche Wistar-Ratten (Crl:Wi) verwendet. Diese wurden neonatal sympathektomiert oder scheinsympathektomiert. Es folgte die Untersuchung isolierter renaler
Widerstandsarterien 9 bis 12 Wochen alter Tiere mittels Small-Vessel-Myographie. Die Expression der L-Typ-Ca2+-KanĂ€le isolierter renaler WiderstandsgefĂ€Ăe wurde mittels Western-Blot untersucht. ZusĂ€tzlich wurde das Ruhemembranpotential der glatten GefĂ€Ămuskelzellen mittels Mikroelektroden registriert. Die neonasale sympathische Denervierung fĂŒhrte im Vergleich zur Scheinsympathektomie zu einer gesteigerten NA-SensitivitĂ€t bei GefĂ€Ăen normotensiver Ratten. Sowohl die Inhibition der ROCK als auch die Blockade von L-Typ-Ca2+-KanĂ€len fĂŒhrte zur Rechtsverschiebung der NA-Konzentrations-Wirkungs-Kurve. Diese Effekte waren bei GefĂ€Ăen sympathektomierter Tiere im Vergleich zu scheinbehandelten Kontrollen deutlicher ausgeprĂ€gt. L-Typ-Ca2+-Kanalaktivierung mittels
S-(-)-BayK8644 löste bei Nierenarterien sympathektomierter Ratten starke
GefĂ€Ăkontraktionen aus. Die GefĂ€Ăe der Kontrollen reagierten hingegen nur schwach auf S-(-)-BayK8644. Der Proteingehalt der a1-Untereinheit der L-Typ-Ca2+-KanĂ€le glatter GefĂ€Ămuskelzellen unterschied sich nicht zwischen beiden Gruppen. Das Ruhemembranpotential glatter GefĂ€Ămuskelzellen unterschied sich statistisch signifikant zwischen beiden Gruppen (p < 0,05) und betrug â57,5 ± 2,2 mV bei renalen WiderstandsgefĂ€Ăen sympathektomierter Tiere und â64,3 ± 0,3 mV bei Kontrollen. Die Depolarisation der glattmuskulĂ€ren Zellmembran durch kaliumreiche Organbadlösung steigerte die S-(-)-BayK8644-induzierte Kontraktion der GefĂ€Ăe sympathektomierter Tiere und löste Kontraktionen bei GefĂ€Ăen der Kontrolltiere aus. Die Aktivierung von KATP-KanĂ€len fĂŒhrte zum vollstĂ€ndigen Verschwinden der S-(-)-BayK8644-induzierten Kontraktion bei GefĂ€Ăen
sympathektomierter Tiere. Diese Befunde zeigen, dass die sympathische Denervierung renaler GefĂ€Ăe zu einer Depolarisation des Membranpotentials der GefĂ€Ămuskelzellen fĂŒhrt, die zu einer gesteigerten Aktivierbarkeit L-Typ-Ca2+-Kanal-abhĂ€ngiger Signalwege beitrĂ€gt.
Die Nieren spielen in der Regulation des Blutdrucks eine sehr wichtige Rolle, da sie den Wasser- und Elektrolythaushalt kontrollieren und Schwankungen des Blutdrucks langfristig normalisieren können. Bei der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie wird hĂ€ufig eine Funktionsstörung der Nieren beobachtet, insbesondere eine Erhöhung des renalen GefĂ€Ăwiderstands. Die entsprechenden pathophysiologischen Prozesse sind noch nicht vollstĂ€ndig geklĂ€rt. Die Enzyme Rho-Kinase (ROCK) und NADPH-Oxidase (NOX) sind an vielen physiologischen Steuerungsprozessen des Organismus beteiligt, vor allem auch an der Regulation des GefĂ€Ătonus. Sie wurden in mehreren experimentellen und klinischen Studien mit der Entstehung einer arteriellen Hypertonie in Verbindung gebracht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klĂ€ren, inwiefern ROCK und NOX in der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie auf die Erhöhung des renalen GefĂ€Ăwiderstands Einfluss nehmen. Die Untersuchungen wurden am Tiermodell der Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten durchgefĂŒhrt, das es ermöglicht, durch Beigabe des Stoffes Indol-3-Carbinol zum Futter, eine AngII-abhĂ€ngige Hypertonie zu induzieren. Die Tiere wurden in Gruppen mit unterschiedlich langer Induktionsphase und Induktionsdosis aufgeteilt, wodurch verschiedene Phasen der Hypertonieentwicklung beobachtet werden konnten. AnschlieĂend wurden mit NierengefĂ€Ăen und Aortengewebe der Versuchstiere mehrere Experimente zur AktivitĂ€t der ROCK und NOX und deren Einfluss auf die GefĂ€ĂkontraktilitĂ€t durchgefĂŒhrt.
In den NierengefĂ€Ăen der induzierten Tiere konnte mittels PCR eine erhöhte Gen-Expression der NOX-Isoformen Nox1 und Nox2 nachgewiesen werden. Die Lucigenin verstĂ€rkte Chemilumineszenz ergab zudem Hinweise auf eine vermehrte NOX abhĂ€ngige Superoxidbildung in den NierengefĂ€Ăen der hypertonen Tiere. Die Gen-Expression der ROCK-Isoformen war nach Induktion eines Bluthochdrucks nicht signifikant unterschiedlich. Auch die AktivitĂ€t der ROCK, die durch Western-Blot Versuche ermittelt wurde, zeigte keine Unterschiede. ZusĂ€tzlich wurde in einem Drahtmyographen die GefĂ€Ăantwort auf Phenylephrin ohne und mit Zugabe des ROCK-Inhibitors Y-27632 sowie ohne und mit Zugabe des Superoxid RadikalfĂ€ngers Tiron gemessen. Auch wurde in einem Experiment die GefĂ€Ăantwort auf H2O2 untersucht. Diese Experimente lieĂen den Schluss zu, dass die ROCK bei den induzierten Tieren eine zunehmende Bedeutung in der Phenylephrin-induzierten GefĂ€Ăkontraktion renaler WiderstandsgefĂ€Ăe hatte, wohingegen radikale Sauerstoffspezies keinen verĂ€nderten Einfluss nach Induktion der Hypertonie zeigten. Im Rahmen dieser Arbeit war es zudem möglich, diese Untersuchungen zur GefĂ€ĂkontraktilitĂ€t auch an humanen renalen GefĂ€Ăen durchzufĂŒhren, die nach Tumor bedingter Explantation aus einer Niere gewonnen wurden. Hierbei zeigte sich durch die ROCK-Hemmung auch eine signifikante Verringerung der Agonist-induzierten Kontraktion menschlicher NierengefĂ€Ăe. Dies mag auf eine Ăbertragbarkeit der tierexperimentellen Ergebnisse auf die VorgĂ€nge in der menschlichen Niere hinweisen.
Zusammenfassend haben die Untersuchungen gezeigt, dass ROCK und NOX in unterschiedlicher Form einen Einfluss auf den renalen GefĂ€Ăwiderstand in der frĂŒhen Hypertonieentwicklung Cyp1a1ren-2 transgener Ratten haben. Dabei können auch Wechselwirkungen zwischen den Enzymen eine Rolle spielen, da mehrere andere Studien eine gegenseitige Aktivierung der ROCK und NOX beobachteten. Die vorliegende Arbeit unterstreicht die Bedeutung der Untersuchung der ROCK und NOX und ihrer Hemmstoffe mit dem Ziel der Entwicklung potenzieller neuer Medikamente, um die Therapie der Hypertonie weiter verbessern zu können.