Klinik und Poliklinik für Innere Medizin Abt. Nephrologie, Hochdruckkrankheiten und Dialyse
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Aging is an independent risk factor for hypertension, cardiovascular morbidity, and mortality. However, detailed mechanisms linking aging to cardiovascular disease are unclear. We studied the aging effects on the role of perivascular adipose tissue and downstream vasoconstriction targets, voltage-dependent KV7 channels, and their pharmacological modulators (flupirtine, retigabine, QO58, and QO58-lysine) in a murine model. We assessed vascular function of young and old mesenteric arteries in vitro using wire myography and membrane potential measurements with sharp electrodes. We also performed bulk RNA sequencing and quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction tests in mesenteric arteries and perivascular adipose tissue to elucidate molecular underpinnings of age-related phenotypes. Results revealed impaired perivascular adipose tissue-mediated control of vascular tone particularly via KV7.3–5 channels with increased age through metabolic and inflammatory processes and release of perivascular adipose tissue-derived relaxation factors. Moreover, QO58 was identified as novel pharmacological vasodilator to activate XE991-sensitive KCNQ channels in old mesenteric arteries. Our data suggest that targeting inflammation and metabolism in perivascular adipose tissue could represent novel approaches to restore vascular function during aging. Furthermore, KV7.3–5 channels represent a promising target in cardiovascular aging.
Chronische Nierenerkrankungen betreffen in Deutschland ca. 10 Millionen Menschen. Ihr Auftreten ist mit einem Anstieg der kardiovaskulären Mortalität und Letalität assoziiert. Das Vorliegen einer erhöhten Serumharnsäure wurde lange als Folge und nicht als möglicher Risikofaktor für die Entstehung einer chronischen Nierenerkrankung verstanden. Ziel der vorgelegten Arbeit war es, die Assoziation einer erhöhten Serumharnsäure (als kontinuierliche Variable) und Verschlechterung der Nierenfunktion (eGFR, ACR) in einer nierengesunden Population zu untersuchen. Grundlage für die Analyse waren Daten von 4042 nierengesunden Probandinnen und Probanden der „Study of Health in Pomerania“ (SHIP), einer populationsbasierten longitudinalen Beobachtungsstudie in der Allgemeinbevölkerung in Mecklenburg-Vorpommern, die seit 1996 durchgeführt wird. Zur Klärung einer Assoziation wurden multivariate Regressionsmodelle entwickelt und die Abnahme der eGFR und der Anstieg der ACR über eine Beobachtungsdauer von 15 Jahren (SHIP-0 bis SHIP-3) untersucht. Die Regressionsmodelle wurden an Nierengesunden, an Probanden mit unterschiedlich hoher Serumharnsäure und im Phänotyp Hyperurikämie für eGFR und ACR prädiziert. Der Phänotyp Hyperurikämie lag bei Angabe einer Gicht, einer erhöhten Serumharnsäure im Interview / im Studienlabor oder bei Einnahme gichtspezifischer Medikamente vor. Als erhöhte Serumharnsäure galten für Frauen Serumharnsäurewerte > 357 μmol/l und für Männer > 428 μmol/l. Die Ergebnisse im multivariablen Modell zeigten eine inverse Assoziation zwischen eGFR und Phänotyp Hyperurikämie sowie zwischen eGFR und Serumharnsäure als kontinuierlicher Variable. Im Modell Phänotyp Hyperurikämie fiel die eGFR pro Jahr um 1,4 ml/min, bei den Nichtvorliegen des Phänotyps nur um 1,07 ml/min und Jahr. Im Modell „Serumharnsäure als kontinuierliche Variable“ fiel die eGFR umso steiler ab, je höher die Serumharnsäure zum Zeitpunkt SHIP-0 war. Eine signifikante negative Assoziation konnte für das Modell ACR und Phänotyp Hyperurikämie, nicht aber für das Modell ACR und Serumharnsäure als kontinuierliche Variable prädiziert werden. Im Modell ACR und Phänotyp Hyperurikämie stieg die logarithmierte ACR jährlich um 0,030 mg/g Krea. Die klinische Relevanz dieses Anstiegs konnte durch unsere Untersuchung nicht abschließend geklärt werden. Diese Dissertation zeigt eine negative Assoziation von erhöhter Serumharnsäure und der Nierenfunktion bei Nierengesunden. Weitere Untersuchungen sind nötig, um den optimalen Zeitpunkt für einen Therapiebeginn bei erhöhter Serumharnsäure auch in asymptomatischen Individuen festzulegen.
Hintergrund: Erkrankungen am Herz-Kreislaufsystem sind die Hauptursache einer limitierten Überlebensdauer von Patienten nach erfolgreicher Nierentransplantation. Eine vaskuläre Kalzifikation der Gefäßmedia und osteogene Transformation der glatten Muskelzellen seien der Grund dafür. Das Matrix Gla Protein konnte als protektiver Faktor diesbezüglich ausfindig gemacht werden. Nach aktuellem Wissen ist wenig über die Wirkungen von Ciclosporin A, Mycophenolatmofetil und Sirolimus auf VSMC und die Gefäßkalzifikation bekannt. Methoden: Es wurde ein in vitro Modell mit CASMC verwendet. Die Kalzifikation wurde über die von Kossa-Färbung mit daran angeschlossener Kalziumlösung- und -bestimmung über den o-Cresolphthalein-Komplexon-Assay sowie Proteinkonzentrationsermittlung über den mikro BCA-Assay quantifiziert. Die MGP-Konzentration wurde per Western Blotting ermittelt, die MGP-, OCN- und OPG-Expression per real-time-RT-PCR. Ergebnisse: Die extrazelluläre Kalzifikation nahm unter Ciclosporin A in höheren Konzentrationen zu, die Expression des Kalzifikationsinhibitors MGP wie die Expression der Osteoblastenmarker OCN und OPG nahm ab bzw. veränderte sich ohne weitere Mediumzusätze nicht. Unter MMF war die Kalzifikation im Kalzifikationsmedium signifikant geringer als in der Kontrolle, die Expression des MGP sank nur leicht und die des OCN und OPG änderten sich kaum. Unter Sirolimus 1 und 10 waren die extrazellulären Kalzifikationen geringer, unter Sirolimus 100 vermehrt als in der Kontrolle, die Expression der untersuchten Parameter nahm leicht ab oder veränderte sich nicht. Unter Vitamin K1 war die Kalzifikation deutlich geringer und die MGP-Expression nahm signifikant zu, die des OCN und OPG nicht signifikant. Das MGP konnte im Western Blot nicht nachgewiesen werden. Thesen: Nach diesen Daten ist ein konzentrationsabhängiger kalzifikationsinduzierender Einfluss durch Ciclosporin anzunehmen. Dagegen zeigen Vitamin K1, Mycophenolatmofetil und Sirolimus eine kalzifikationsinhibierende Wirkung. Ein möglicher Benefit von Patienten hinsichtlich des kardiovaskulären Risikos, die mit letzteren beiden Immunsuppressiva behandelt werden, ist nicht auszuschließen. Vitamin K1 könnte als zusätzliche Medikation zum Gefäßschutz nach Nierentransplantation diskutiert werden. Weitere Studien sind jedoch erforderlich.
Mit unserer Studie verfolgten wir das Ziel, erworbene Blutgerinnungsstörungen bei chronisch-niereninsuffizienten Patienten zu untersuchen. Bei 118 Dialysepatienten des KFH-Greifswald wurden der von Willebrand-Faktor, das Fibrinogen, der Faktor VIII, der aktivierte Protein C-Resistenz-Test, der ProC® Global-Test, das Protein C, das Protein S, das C4b-binding-Protein, das Antithrombin, die aktivierte partielle Thromboplastinzeit, der Quick, die Anti-Phospholipid-Antikörper, das Homocystein, das C-reaktive Protein, Mutationen des MTHFR Genes, Faktor V Leiden und chronische Erkrankungen mit der Shuntkomplikationshäufigkeit verglichen. Die Dialysepatienten hatten eine deutliche Erhöhung der untersuchten Akut-Phase-Proteine: Fibrinogen, von Willebrand-Faktor, C-reaktives Protein und in weniger großem Umfang auch eine Erhöhung der Konzentration von Faktor VIII und dem C4b-binding Protein. Nur der von Willebrand-Faktor korrelierte mit vermehrten Shuntkomplikationen. Die Werte der untersuchten Gerinnungsparameter spiegelten aber auch bei differenzierter Betrachtung keine funktionale Abhängigkeit wider, die hinsichtlich der Prognose der Shuntkomplikationsrate dienlich wäre. Rund 20 % aller Dialysepatienten hatten Veränderungen im Protein C-System, Patienten mit Atherosklerose litten häufiger an rezidivierenden Shuntverschlüssen. In unserer Studie sahen wir, dass vor allem Patienten mit Gefäßproblemen mehr Shuntthrombosen hatten.
Im Jahr 2011 kam es in Deutschland von Anfang Mai bis Ende Juli zu einem großen
Ausbruch von Erkrankungsfällen des hämolytisch-urämischen Syndroms (HUS) und
blutiger Diarrhöen durch Infektionen mit Escherichia coli des Serotyps O104:H4 [1].
Die während der Epidemie durch die DGfN erfassten Daten zu den erkrankten
Menschen und die bundesweit gesammelten Blutproben, die für diese Studie zur
Verfügung gestellt wurden, untersuchten wir hinsichtlich eines
neuroinflammatorischen Prozesses auf pro- und antiinflammatorische Zytokine bzw.
Entzündungsmediatoren. Des Weiteren wurde die Paraklinik der in dieser Studie
eingeschlossenen Patienten ausgewertet und verschiedene Therapieansätze und
deren Einfluss auf die Entzündungsmediatoren betrachtet. Dabei war die
neurologische Symptomatik das Unterscheidungsmerkmal der beiden Gruppen des
Studienkollektivs.
Abschließend führten wir nach 30 Monaten eine Follow-up-Untersuchung der an der
Universitätsmedizin Greifswald mittels Immunadsorption behandelten Patienten
durch.
Nach Auswertung der Ergebnisse kann konstatiert werden, dass das
Patientenkollektiv im Auftreten der Symptomatik, dem zeitlichen Verlauf und der
Häufigkeit, vor allem in Bezug auf die neurologische Symptomatik der von
Gesamtdeutschland ähnlich ist.
Paraklinisch fielen bei den Patienten mit neurologischer Symptomatik bei EHEC-HUS
signifikant höhere Kreatinin-Konzentrationen auf so wie im Verlauf signifikant höhere
maximale Kreatinin-Konzentrationen, was eine stärkere Beeinträchtigung der
Nierenfunktion bedeutet. Ebenfalls in der Gruppe der Patienten mit neurologischen
Symptomen konnte eine signifikant niedrigere Anzahl von Thrombozyten und eine
Tendenz in Bezug auf den niedrigsten Wert der Thrombozyten im Verlauf
nachgewiesen werden. Dies deutet auf einen schwerwiegenderen Verlauf des
hämolytisch-urämischen Syndroms hin.
Die Untersuchung der Entzündungsmediatoren IL-6, IL-17A, IL-10, CCL2/MCP-1,
CCL5/Human Rantes, CXCL8/IL-8, CXCL9/MIG, CXCL10/IP-10, sE-Selectin, MMP9
und TIMP1 sowie sTNFR1 erfolgte von Blutproben vor jeglicher Therapiemaßnahme
bzw. zum Aufnahmezeitpunkt. Es konnte bei keinem der Zytokine und Chemokine
ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen (EHEC-HUS mit vs.
ohne neurologische Symptome) ermittelt werden. Dennoch ließen sich teilweise
starke signifikante Korrelationen innerhalb der Gruppe der Patienten mit
neurologischen Symptomen nachweisen. Dies betraf vor allem Interleukine, was auf
einen neuroinflammatorischen Prozess hindeutet.
Zum Vergleich der Plasmapherese und der Immunadsorption als
Therapiemöglichkeit wurden einige der Entzündungsmediatoren im Verlauf von
Einzelfällen bestimmt. Dabei konnte für sTNFR1 die stärkste prozentuale Reduktion
durch die Plasmapheresebehandlung verzeichnet werden (58,4 %), während durch
die Immunadsorption nur um 0,9 % reduziert wurde. Insgesamt scheint die
Immunadsorption in der Reduktion der Entzündungsmediatoren effektiver zu sein als
die Plasmapherese. Den stärksten Effekt sahen wir bei der Reduktion von IL-6 um
90,8 % (Plasmapherese 14,6 %)
In der durchgeführten Follow-up-Untersuchung von fünf Greifswalder Patienten, die
mit Immunadsorption behandelt worden waren, zeigten sich keine höhergradigen
Residuen nach der schweren Erkrankung. Nephrologisch fiel bei allen Patienten eine
verminderte eGFR auf und bei drei Patienten zusätzlich eine Proteinurie, sodass es
sich hier um eine eingeschränkte Nierenfunktion Stadium CKD-G2 bzw. CKD-G2A2
handelt. Neurologisch bestanden vor allem leichte Residuen im Rahmen der Critical
Illnes-Polyneuropathie. Insgesamt konnten alle Patienten wieder in ihr normales
alltägliches Leben zurückkehren.
Bluthochdruck gilt als einer der Hauptrisikofaktoren für die Progression einer chronischen Nierenerkrankung. Dem Erreichen einer suffizienten Blutdruckeinstellung zur Vermeidung des Voranschreitens einer chronischen Nierenerkrankung wird im klinischen Alltag eine hohe therapeutische Relevanz zugemessen, wobei Längsschnittdaten zur Auswirkung des Bluthochdruckes auf die Nierenfunktion bei Nierengesunden nur in geringer Zahl vorliegen. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, diesen Einfluss des Bluthochdruckes in einer nierengesunden Allgemeinbevölkerung über einen Zeitraum von 15 Jahren zu analysieren.
Zur Bearbeitung der Fragestellung wurden Daten nierengesunder Teilnehmer der SHIP-Studie ausgewertet. Ausgehend von der Basiserhebung SHIP-0 (n=4042) bezogen wir die Ergebnisse aller 5-Jahres-Follow-up-Untersuchungen bis SHIP-3 mit ein. Unter Anwendung eines gemischten Modells wurde der Verlauf der Nierenfunktion zum einen alters- und geschlechtsadjustiert dargestellt sowie für die Expositionen „Phänotyp Hypertonie“ (definiert als erhöhter systolischer oder erhöhter diastolischer Blutdruck oder wenn mittels Selbstangabe im Interview die Frage nach Verschreibung eines Medikamentes gegen Bluthochdruck in den vergangenen 12 Monaten mit „Ja“ beantwortet wurde) und „systolischer Blutdruck“ (als kontinuierliche Variable) die Entwicklung der eGFR wie auch der ACR über die Zeit prädiziert.
Die Modellprädiktion zeigte für die ersten vier Jahre der Studie für Hypertoniker (Jahr 0: 102.8ml/min; KI 102.3-103.3ml/min) höhere eGFR-Werte als für Nicht-Hypertoniker (Jahr 0: 101.2ml/min; KI 100.8-101.7ml/min), im zeitlichen Verlauf dann allerdings einen stärkeren Abfall der Nierenfunktion (-1,15 ml/min/Jahr bei Hypertonikern und -0,94 ml/min/Jahr bei Nicht-Hypertonikern) mit signifikant niedrigeren eGFR-Werten ab dem 14. Jahr der Beobachtungsdauer.
Für die kontinuierliche Variable „systolischer Blutdruck“ sagte das Modell vergleichbare Ergebnisse voraus, d.h. für hohe systolische Blutdruckwerte auch eine höhere eGFR zu Untersuchungsbeginn mit entsprechend höherer jährlicher Verschlechterungsrate. Beziffert bedeutete das in diesem Modell beispielsweise bei einem systolischen Blutdruck von 110mmHg eine Verschlechterung der eGFR von -0,97 ml/min pro Jahr und bei einem systolischen Blutdruck von 150mmHg einen Abfall von -1,09 ml/min pro Jahr oder bei einem systolischen Blutdruck von 190mmHg wiederum ein Abfallrate von -1,21 ml/min pro Jahr.
Für die Zielgröße ACR ließ sich eine Differenz in der Albuminurie zwischen Hypertonikern und Nicht-Hypertonikern bzw. in Abhängigkeit vom systolischen Blutdruck in der nierengesunden Allgemeinbevölkerung darstellen. Da die ACR nicht normalverteilt war, wurde diese Variable für Auswertungen, die eine Normalverteilung annehmen, logarithmiert. So hatten Hypertoniker im Modell im Schnitt um 0,20 mg/g höhere logarithmierte ACR Werte als Nicht-Hypertoniker. Zu SHIP-0 bzw. 15 Jahre später lag die ACR somit im Durchschnitt bei 10,2 (exp(2.32)) bzw. 16.8 mg/g (exp(2,82)) bei Hypertonikern und bei 8,3 mg/g (exp(2,12)) bzw. bei 13,7 mg/g (exp(2,62)) bei Nicht-Hypertonikern.
Ein Einfluss auf die Dynamik der Albuminurieveränderung über die Zeit konnte jedoch weder für den „Phänotyp Hypertonie“ noch für die kontinuierliche Variable „systolischer Blutdruck“ nachgewiesen werden.
Zusammenfassend konnte ein negativer Effekt von Bluthochdruck auf die eGFR-Entwicklung in der nierengesunden Allgemeinbevölkerung aufgezeigt werden. Dabei besteht auch eine Assoziation der Höhe des systolischen Blutdruckes auf die jährliche Verschlechterungsrate der eGFR. Dass zum Startzeitpunkt Hypertoniker nach Modellprädiktion eine signifikant bessere eGFR aufweisen, kann möglicherweise durch Hyperfiltrationseigenschaften der Niere erklärt werden („Brenner-Hypothese“). Die beschriebene erhöhte Proteinausscheidung bei Hypertonikern bzw. hohem systolischem Blutdruck unterstreicht deren diagnostische Bedeutung für die klinische Praxis der Früherkennung und Kontrolle von Nierenschädigungen.
Der Myokardinfarkt ist eine der wesentlichen Mortalitätsursachen in den westlichen Industrieländern. Für das Outcome der Patienten nach Myokardinfarkt ist die Größe der Infarktnarbe von prognostischer Bedeutung. Nach therapeutischer Rekanalisation des betroffenen Herzkranzgefäßes entsteht durch einen aktiven Prozess eine Myokardnarbe. Durch Perfusionsmanöver oder verschiedene Pharmaka vor und auch nach einem Infarkt lässt sich die Ausprägung der Narbe beeinflussen und die Größe der Narbe reduzieren. Zu diesen Pharmaka gehören die PDE-5-Inhibitoren, unter anderem Vardenafil. Die Signalkaskade, welche das protektive Signal vermittelt, ist nur zu Teilen erforscht. Diese Arbeit etablierte ein Modell in isolierten Rattenherzen, zeichnete eine Dosisfindungskurve des protektiven Effektes von Vardenafil und konnte unter Einsatz verschiedener Enzymblocker nachweisen, dass Vardenafil sein Signal über eine intrazelluläre NO-Erhöhung und eine Aktivierung der Proteinkinase G vermittelt. Ferner konnte dargestellt werden, dass der aus einer PDE-5-Inhibitoren-Gabe resultierende cGMP-Level-Anstieg intrazellulär ein sensibler Faktor ist und ein überschießender Anstieg eine Myokardprotektion verhindert.
Einfluss von Cerivastetin auf die Expression von eNOS und LOX-1 in humanen venösen Endothelzellen
(2005)
Die vorliegende Arbeit behandelt den Einfluss von Cerivastatin auf die TNF-alpha-modulierte Expression von eNOS (endotheliale NO-Synthase) und LOX-1, dem Rezeptor für oxidiertes LDL, in humanen venösen Endothelzellen. Sie beinhaltet die Untersuchung der mRNA- und Proteinebene, dafür erfolgt die Generierung eines Antikörpers gegen LOX-1. Im Alamar-blue-Test zeigt sich keine physiologisch relevante Abnahme der Viabilität der behandelten Zellen. Die Inkubation mit TNF-alpha führt zu inversen Effekten auf die Expression von eNOS und LOX-1. Es zeigt sich eine Minderung der eNOS-mRNA- und Proteinexpression, die durch Cerivastatin reversibel ist. Die Statinwirkung ist auf mRNA-Ebene vollständig, auf Proteinebene teilweise durch Mevalonat antagonisierbar. Für LOX-1 zeigt sich eine konzentrations- und zeitabhängige Steigerung der LOX-1 -mRNA-und Proteinexpression nach Stimulierung mit TNF-alpha. Nach 8-stündiger Inkubation mit Cerivastatin kommt es zu einer Minderung der LOX-1-mRNA- und Proteinexpression im Vergleich zu zytokin-stimulierten Zellen. Nach 12 Stunden führen niedrigere Konzentrationen Cerivastatin zu einer geringen Abnahme der der mRNA-Expression, während höhere Konzentrationen die Expression signifikant steigern. Unter allen Cerivastatinkonzentrationen kommt es im Trend zu einer Zunahme der LOX-1 Proteinexpression in TNF-alpha-stimulierten Zellen. Die Effekte des Statins auf LOX-1 sind nur zum Teil durch Mevalonat antagonisierbar.
Die Verteilung der Angiotensin I-Converting Enzym (ACE) I/D, der Angiotensinogen T174M und M235T, sowie der Angiotensin II-Typl-Rezeptor A1166C Genpolymorphismen wurde bei 185 Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz unterschiedlicher Genese (Glomerulonephritis n=62, interstitielle Nephritis n=44, zystische Nierenerkrankungen n=22, diabetische Nephropathie n=30, andere/unklare n=31) untersucht. Der Krankheitsverlauf wurde retrospektiv im Durchschnitt über 4,2±0,3 Jahre (min 0,75 / max 22 Jahre) auf der Grundlage der Serumkreatininkonzentrationen verfolgt und die Gesamtpopulation in zwei Gruppen mit langsamer (n=92) bzw. rascher Progredienz (n=93) der Nierenerkrankung unterteilt. Die Genotypisierung erfolgte in allen Fällen mittels Standardtechniken. Der ACE DD Genotyp war signifikant häufiger bei Patienten mit zystischen Nierenerkrankungen, bei Patienten mit interstitieller Nephritis dagegen seltener nachweisbar. In einer Subgruppenanalyse hinsichtlich der Progredienz der Nierenerkrankung scheint lediglich der ACE ID und II Genotyp bei Patienten mit interstitieller Nephritis mit einem langsamen Krankheitsverlauf assoziiert. In der Analyse aller Patienten zeigten sich keinerlei Unterschiede hinsichtlich der Häufigkeitsverteilung der untersuchten Genpolymorphismen in Gruppen rasch und langsam verlaufender Niereninsuffizienz. Diese Arbeit unterstützt folglich nicht die Hypothese, dass die Genpolymorphismen des RAS die Progression chronischer Nierenerkrankungen beeinfussen.