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Einfluss NADPH-Oxidase-abhÀngiger Sauerstoffradikale auf die Entwicklung der arteriellen Hypertonie spontan hypertensiver Ratten und Untersuchungen zu vaskulÀren Wirkmechanismen von Apocynin (2011)
Steffen, Anja
Zahlreiche Studien liefern Erkenntnisse ĂŒber den Zusammenhang zwischen reaktiven Sauerstoffspezies und der Entstehung kardiovaskulĂ€rer Erkrankungen, wie der Hypertonie. Besonders NADPH-Oxidase-abhĂ€ngige Sauerstoffradikale wurden als wichtige krankheitserzeugende Faktoren in der Entwicklung und Aufrechterhaltung kardiovaskulĂ€rer Erkrankungen, wie der arteriellen Hypertonie identifiziert und Substanzen erforscht, die zu experimentellen und therapeutischen Zwecken die NADPH-Oxidase-AktivitĂ€t hemmen. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, durch frĂŒhzeitige Behandlung spontan hypertensiver Ratten mit einer Substanz, die NADPH-Oxidase-hemmende Eigenschaften hat, eine langfristige Blutdrucksenkung und eine Verbesserung der endothelvermittelten Vasodilatation zu erreichen. Dazu wurde eine Gruppe von 8 SHR ĂŒber das Trinkwasser mit dem NADPH-Oxidase-Hemmer Apocynin behandelt und mit Hilfe der Radiotelemetrie der systolische, diastolische Blutdruck sowie die Herzfrequenz registriert. Die Apocynin-behandelten SHR wurden mit einer Gruppe von 6 unbehandelten SHR-Kontrolltieren verglichen. Neben diesen Experimenten wurden Untersuchungen zur Endothelfunktion Apocynin-behandelter SHR an isolierten renalen Interlobar- und Koronararterien und zur vasodilatierenden Wirkung von Apocynin an Interlobar- und Koronararterien von F344 Ratten mit einem Small-Vessel-Myographen durchgefĂŒhrt. Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten zeigen, dass die Behandlung der SHR mit Apocynin bis zur 8. Lebenswoche keine langfristige Blutdrucksenkung zur Folge hatte. Der Vergleich beider Gruppen hinsichtlich der BlutdrĂŒcke ergab keinen statistisch signifikanten Unterschied. Die Untersuchungen zur endothelvermittelten Vasodilatation mit Acetylcholin an isolierten renalen Interlobar- und Koronararterien Apocynin-behandelter und unbehandelter SHR zeigten, dass durch die Behandlung der SHR mit Apocynin keine Verbesserung der renalen und koronaren Endothelfunktion im Vergleich zu den Kontrollen resultierte. Die Experimente zur KlĂ€rung der Mechanismen, die die vasodilatierende Wirkung von Apocynin vermitteln ergaben, dass durch die Hemmung der NADPH-Oxidase-abhĂ€ngigen Sauerstoffradikale, durch die Abwesenheit von extrazellulĂ€rem Kalzium, durch Kalium und durch die Inhibition der Proteinkinase A und G die Apocynin-induzierte Vasodilatation nicht signifikant gehemmt wurde. Durch die Inkubation der Arteriensegmente mit dem Rho-Kinase-Hemmer Y-27632 wurde die Vasopressin-induzierte Vasokonstriktion signifikant abgeschwĂ€cht und die kumulative Zugabe von Apocynin zeigte keine zusĂ€tzliche Wirkung auf die Wandspannung. Diese Ergebnisse belegen, dass die renalen Interlobar- und Koronararterien von SHR und F344 Ratten auf Apocynin mit einem ausgeprĂ€gten Dilatationsverhalten reagierten, die Vasodilatation jedoch nicht ĂŒber eine Hemmung der NADPH-Oxidase, vermutlich aber ĂŒber eine Hemmung der Rho-Kinase vermittelt wird.
Mechanismen der Noradrenalin-SupersensitivitÀt nach neonataler Sympathektomie bei proximalen Widerstandsarterien von Wistar-Ratten (2015)
SchĂŒtze, Konrad
In vorrausgegangen Studien konnte gezeigt werden, dass neonatale Sympathektomie bei SHR eine Senkung des arteriellen Mitteldrucks hervorruft. Es zeigte sich bei renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸen sympathektomierter SHR eine gesteigerte Noradrenalin-SensitivitĂ€t und eine vermehrte Vasokonstriktion nach spezifischer L-Typ-Ca2+-Kanalaktivierung. Die Mechanismen der Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t nach neonataler Sympathektomie sind Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Ziel der durchgefĂŒhrten Experimente war es, mögliche VerĂ€nderungen nach neonataler Sympathektomie in renalen und mesenterialen WiderstandsgefĂ€ĂŸen zu charakterisieren und dabei auf eine AbhĂ€ngigkeit vom GefĂ€ĂŸbett und Geschlecht zu untersuchen. Es wurden normotensive Wistar-Ratten verwendet, welche per Guanethidin-Injektionen und bilateralen Entfernung des Nebennierenmarks sympathisch denerviert worden und schein-sympathektomierte Kontrollen. Im Alter von 11-14 Wochen erfolgte die myographische Untersuchung der proximalen Widerstandsarterien von Niere und Mesenterium. DafĂŒr wurden die distalen Interlobararterien der Niere und die 3. Generation von Aufzweigungen der Arteria mesenterica superior beider Geschlechter verwendet. ZusĂ€tzlich wurden diese GefĂ€ĂŸe per real-time PCR auf die Expression verschiedener Gene untersucht. Die entnommenen isolierten Segmente der renalen und mesenterialen WiderstandsgefĂ€ĂŸe wurden zunĂ€chst hinsichtlich ihres Kontraktionsverhaltens myographisch untersucht. DafĂŒr erstellten wir kumulative Konzentrations-Wirkungs-Kurven unter Gabe von Noradrenalin. Es zeigte sich bei renalen und mesenterialen Arterien der sympathektomierten Tiere eine signifikante Linksverschiebung der Konzentrations-Wirkungs-Kurve als Ausdruck einer gesteigerten SensitivitĂ€t der GefĂ€ĂŸe auf Noradrenalin nach neonataler Sympathektomie. In einem zweiten myographischen Experiment untersuchten wir die VerĂ€nderungen der GefĂ€ĂŸantwort auf kumulative Stimulation mittels Noradrenalin unter L-Typ-Ca2+-Hemmung mittels Nifedipin. In diesem Experiment zeigte sich bei den renalen Arterien der sympathektomierten Tiere eine Rechtsverschiebung der Konzentrations-Wirkungs-Kurven. Dieser Effekt war an den mesenterialen Arterien nicht nachzuweisen. Im dritten Experiment untersuchten wir die GefĂ€ĂŸe auf ihr Kontraktionsverhalten nach selektiver L-Typ-Ca2+-Aktivierung mittels S-(-)-BayK8644. Wir konnten dabei bei den renalen, aber nicht in den mesenterialen Arterien eine signifikante Vasokonstriktion bei den sympathektomierten Tieren nachweisen. Zur weiteren Untersuchung der Mechanismen, die zu dieser Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t fĂŒhren, wurden im letzten Experiment Konzentrations-Wirkungs-Kurven fĂŒr Noradrenalin unter ROCK-Inhibition mittels Y27632 erstellt. Es zeigte sich bei den renalen Arterien der sympathektomierten Gruppe eine signifikante Rechtsverschiebung der NA Konzentrations-Wirkungs-Kurven durch die Inhibition der ROCK. Dieser Effekt konnte fĂŒr die mesenterialen Arterien nicht nachgewiesen werden. In den beschriebenen myographischen Experimenten ließen sich keine geschlechtsspezifische Unterschiede feststellen. Die renalen und mesenterialen GefĂ€ĂŸe wurden anschließend noch in einer real-time PCR auf die Expression der ROCK-I, ROCK-II und der Cav1.2-KanĂ€le hin untersucht und auf die Haushaltsgene ÎČ-Actin und PBGD normiert. Es zeigte sich in der Gruppe der weiblichen sympathektomierten Tiere eine signifikant gesteigerte Expression der Cav1.2-KanĂ€le in den untersuchten Nierenarterien. In der Gruppe der mĂ€nnlich-sympathektomierten und den Mesenterialarterien beider Geschlechter zeigten sich keine VerĂ€nderungen in der Expression der ROCK oder der Cav1.2-KanĂ€le. Aus den Ergebnissen lĂ€sst sich schlussfolgern, dass neonatale Sympathektomie bei normotensiven Ratten zu einer gesteigerten Noradrenalin-SensitivitĂ€t der glatten Muskelzellen von renalen und mesenterialen Widerstandsarterien fĂŒhrt. Diese Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t zeigt eine AbhĂ€ngigkeit vom GefĂ€ĂŸbett. In den renalen Arterien der sympathektomierten Tiere ließ sich eine gesteigerte AbhĂ€ngigkeit der Noradrenalin-induzierten Vasokonstriktion von der ROCK und der Funktion der Cav1.2-KanĂ€le nachweisen. Hinweise auf geschlechtsspezifische Unterschiede nach neonataler Sympathektomie zeigten sich in der Expression der Cav1.2-KanĂ€le, welche in der Gruppe der weiblich sympathektomierten Tiere gesteigert waren.
Die Bedeutung des epithelialen Natriumkanals fĂŒr die arterielle Hypertonie bei Cyp1a1ren-2-transgenen Ratten (2016)
Rohsius, Robert
Der epitheliale Natriumkanal ist an einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt. In den Sammelrohrepithelzellen der Niere trĂ€gt er im Wesentlichen zur Na+- und Wasserreabsorption bei. In den glatten GefĂ€ĂŸmuskelzellen kann er als Mechanosensor die mechanischen GefĂ€ĂŸwandeigenschaften beeinflussen. Die Expression und AktivitĂ€t des ENaC werden durch das Mineralokortikoid Aldosteron moduliert. Eine Blockade der ENaC-FunktionalitĂ€t ist ĂŒber das Diuretikum Amilorid möglich. Inwieweit der ENaC zur Entwicklung renovaskulĂ€rer VerĂ€nderungen als Bestandteil der Pa-thogenese einer vom Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)-abhĂ€ngigen Hypertonieform beitrĂ€gt, ist Gegenstand dieser Arbeit. Mit Hilfe von in vitro- und in vivo-Experimenten an proximalen WiderstandsgefĂ€ĂŸen haben wir die Funktion proximaler WiderstandsgefĂ€ĂŸe nach der Induktion einer experimentellen arteriellen Hypertonie untersucht. Dazu verwendeten wir ein transgeninduziertes Rattenmo-dell (Cyp1a1ren-2), das sich durch ein ĂŒberaktives RAAS auszeichnet. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Compliance der Widerstandsarterien von trans-geninduzierten Ratten zu denen der normotensiven Kontrollen bzw. von Amilorid-behandelten transgenen Tieren nicht signifikant unterscheidet. Auch im Hinblick auf die α1-adrenerge Vasokonstriktion mit dem Rezeptoragonisten Phenylephrin ergaben sich in vitro und in vivo Ă€hnliche GefĂ€ĂŸantworten zwischen den vergleichenden Gruppen. Im Rahmen der Acetylcholin-induzierten, endothelabhĂ€ngigen Vasodilatation sahen wir bei Cyp1a1ren-2-Ratten nach Transgeninduktion und auch unter Amilorid-Einfluss keine signifikanten VerĂ€nderungen der GefĂ€ĂŸeigenschaften. Im Gegensatz dazu ließ sich eine Desensibilisierung auf Angiotensin II und ein reduzierter GefĂ€ĂŸwiderstand nach Transgeninduktion im Vergleich zur Kontrolle bzw. zu transgeninduzierten Cyp1a1ren-2-Tieren nach Amilorid-Gabe abbilden. Durch die Behandlung mit dem ENaC-Inhibitor Amilorid konnte bei transgeninduzierten Ratten der Blutdruck effizient gesenkt werden. Hierbei scheint die gesteigerte Elektrolytausscheidung ĂŒber das renale Sammelrohr der entscheidene Faktor zu sein. Zusammengefasst zeigen unsere Ergebnisse, dass nicht ENaC-abhĂ€ngige VerĂ€nderungen der Funktion von WiderstandsgefĂ€ĂŸen, sondern ENaC-abhĂ€ngige Prozesse der renalen Natrium-Reabsorption an der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie bei hypertensiven Cyp1a1ren-2-transgenen Ratten beteiligt sind.
Effekte einer Überexpression von Angiotensin II Typ 2 Rezeptoren in der Nebenniere von Ratten (2010)
Ritter, Michael
Die Kontrolle der Aldosteronbiosynthese in der ZG der Nebenniere wird hauptsĂ€chlich ĂŒber den AT1R vermittelt. Die Funktion des AT2R hingegen, der in geringerem Ausmaß ebenfalls in der ZG exprimiert wird, ist weitgehend ungeklĂ€rt. Zur Untersuchung der Rolle des AT2R bei der AT1R-vermittelten Aldosteronbiosynthese wurde ein transgenes Rattenmodell entwickelt, dass Maus-AT2R in der Nebenniere, im Herz, Gehirn, Skelettmuskel, in GefĂ€ĂŸen und Niere ĂŒberexprimiert. Mittels nicht radioaktiver ISH konnte eine starke Überexpression von Maus-AT2R in der ZG nachgewiesen werden. Nach Stimulation des RAS mit exogen zugefĂŒhrtem ANGII in einem 2-wöchigen Tierexperiment, konnte ein schnellerer und stĂ€rkerer Anstieg der PAK gemessen werden und somit ein inhibitorischer Effekt des AT2R auf die Aldosteronproduktion ausgeschlossen werden.
Kardiale EndorganschÀden bei unterschiedlichen Schweregraden der Hypertonie bei Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten (2010)
Riegel, Thomas
Erhöhte Plasma-Prorenin- und Plasma-Aldosteron-Konzentrationen werden mit der Entwicklung kardialer EndorganschĂ€den in Verbindung gebracht. Beim transgenen Cyp1a1ren-2 Tiermodell sind durch Variation des auf enteralem Wege verabreichten Prorenin-Transgen-Induktors Indol-3-Carbinol (I3C) die Prorenin-Sekretion und in der Folge die Aldosteron-Sekretion sowie die Höhe des Blutdrucks titrierbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob die Hypertonie bei Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten (TGR) mit einer kardialen Fibrose bzw. Inflammation einhergeht. TGR und transgen-freie Fischer-F344-Ratten (F344) erhielten fĂŒr zwei bzw. zwölf Wochen I3C (0,167 bzw. 0,125 %). Die Plasma-Prorenin-, -Renin-, und -Aldosteron-Konzentrationen wurden bestimmt. Im linken Ventrikel wurde mittels real-time RT-PCR der mRNA-Gehalt kardialer Marker fĂŒr Hypertrophie und Fibrose (Transforming growth factor-ß1 [TGF-ß1], Endothelin-1 [ET1], Kollagen Typ 3 [Col3]), oxidativen Stress (funktionelle Untereinheit der Nicotinamid-Adenindinucleotidphosphat-Oxidase [gp91phox]), und Inflammation (InterzellulĂ€res AdhĂ€sionsmolekĂŒl-1 [ICAM1]) bestimmt. Außerdem wurde das Ventrikelgewebe histologisch untersucht. I3C-Gabe fĂŒhrte bei TGR zu einer moderaten kardialen Hypertrophie ohne histologische Anzeichen einer Fibrose oder Inflammation. Zweiwöchige I3C-Gabe fĂŒhrte bei TGR zu einem Anstieg der Plasma-Prorenin- (70-fach), und -Aldosteron- Konzentration (4,6-fach) sowie des kardialen mRNA-Gehaltes von Col3 und gp91phox. Bei zwölfwöchiger I3C-Gabe war die Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR sogar ca. 260-fach und die Plasma-Aldosteron-Konzentration ca. 4-fach gegenĂŒber dem Ausgangswert erhöht. Beide Parameter blieben bis zum Ende der zwölfwöchigen Behandlung erhöht. Die Plasma- Renin-Konzentration war hingegen nach vier Wochen I3C auf ca. 25% des Ausgangwertes erniedrigt und blieb bis Versuchsende auf diesem Niveau. Der kardiale mRNA-Gehalt von TGF-ß1, ET1, gp91phox und ICAM1 war nach zwölfwöchiger I3C-Gabe bei TGR erhöht, wĂ€hrend zwölfwöchige I3C-Gabe bei F344 zu einer Abnahme des kardialen mRNA-Gehaltes von ET1 und gp91phox fĂŒhrte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass ein Hyperaldosteronsimus und eine bis zu 260- fach erhöhte Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR in einem Modell der chronischen, nicht-malignen arteriellen Hypertonie keine fibrotischen und inflammatorischen VerĂ€nderungen am linken Ventrikel erzeugen.
Die Bedeutung der RhoA-Rho-Kinase und der NADPH-Oxidase fĂŒr die Tonusregulation renaler Widerstandsarterien hypertensiver Cyp1a1ren-2- transgener Ratten (2017)
Reimer, Nico Martin
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€ĂŸwiderstands. 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€ĂŸtonus. 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€ĂŸwiderstands 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. Anschließend wurden mit NierengefĂ€ĂŸen und Aortengewebe der Versuchstiere mehrere Experimente zur AktivitĂ€t der ROCK und NOX und deren Einfluss auf die GefĂ€ĂŸkontraktilitĂ€t durchgefĂŒhrt. In den NierengefĂ€ĂŸen 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€ĂŸen 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€ĂŸantwort 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€ĂŸantwort auf H2O2 untersucht. Diese Experimente ließen den Schluss zu, dass die ROCK bei den induzierten Tieren eine zunehmende Bedeutung in der Phenylephrin-induzierten GefĂ€ĂŸkontraktion renaler WiderstandsgefĂ€ĂŸe 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€ĂŸkontraktilitĂ€t auch an humanen renalen GefĂ€ĂŸen 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€ĂŸe. Dies mag auf eine Übertragbarkeit 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€ĂŸwiderstand 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.
Auswirkungen der sympathischen Denervierung auf die AbhĂ€ngigkeit des GefĂ€ĂŸtonus kleiner Arterien von reaktiven Sauerstoffspezies und auf die vaskulĂ€re NADPH-OxidaseaktivitĂ€t (2015)
Ramm, André
Das sympathische Nervensystem ist an der Regulation des Herz-Kreislaufsystems beteiligt und beeinflusst die Struktur und Funktion von WiderstandsgefĂ€ĂŸen. Die Arbeit untersucht chronische Effekte der sympathischen Innervation auf die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies und deren Regulation des GefĂ€ĂŸtonus anhand des Modells der neonatalen Sympathektomie. Untersucht wurde Gewebe von 11-14 Wochen alten Wistar-Ratten. Es erfolgten pharmakologische und physiologische Untersuchungen isolierter mesenterialer und intrarenaler Widerstandsarteriensegmente sowie aortaler GefĂ€ĂŸsegmente mit Hilfe der Small-Vessel-Draht-Myographie sowie Untersuchungen zur vaskulĂ€ren NADPH-Oxidase-mRNA-Expression und NADPH-OxidaseaktivitĂ€t mittels real-time-RT-PCR und Lucigenin-verstĂ€rkter Chemilumineszenz. Zur Beurteilung von Geschlechtsdi-morphismen hinsichtlich der untersuchten Prozesse wurden Tiere beider Geschlechter in die Studie einbezogen. Die Kalium-induzierte Vasokonstriktion zeigt sich durch chronische Sympathektomie bei mesenterialen GefĂ€ĂŸsegmenten erniedrigt, was auf geringeren Gehalt an kontraktilem Gewebe infolge der Sympathektomie hindeutet. Weitere Untersuchungen zeigten neben einer Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t renaler GefĂ€ĂŸsegmente chronisch sympathektomierter mĂ€nnlicher Tiere, an der sowohl Alpha1- wie auch Alpha2-Adrenorezeptor-vermittelte Prozesse beteiligt sind, auch eine Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t renaler GefĂ€ĂŸsegmente weiblicher Tiere und mesenterialer GefĂ€ĂŸsegmente, die unter anderem Alpha1-Adrenorezeptor, nicht aber Alpha2-Adrenorezeptor getragen ist. Die endothelvermittelte und endothelunabhĂ€ngige Vasodilatation wurden unter Applikation von Acetylcholin und Nitroprussidnatrium untersucht und zeigte sich durch chronische Sympathektomie unbeeinflusst. Weitere Small-Vessel-Myographie-Experimente erfolgten zur Beurteilung der Bedeutung von ROS fĂŒr die Modulation Agonist-induzierter Vasokonstriktion und -dilatation von Widerstandsarterien chronisch sympathektomierter Wistar-Ratten. Der Einsatz des RadikalfĂ€ngers Tiron lĂ€sst jedoch keine allgemeingĂŒltigen Aussagen zur ROS-abhĂ€ngigen Modulation der GefĂ€ĂŸfunktion zu. Lediglich bei renalen GefĂ€ĂŸsegmenten mĂ€nnlicher und mesenterialen GefĂ€ĂŸsegmenten weiblicher sympathektomierter Tiere schwĂ€chte sich nach Tirongabe bei erstgenannter Gruppe die maximale Kontraktionsantwort, bei zweitgenannter Gruppe die endothelunabhĂ€ngige Vasodilatation leicht ab. Experimente zu VerĂ€nderungen des GefĂ€ĂŸtonus durch H2O2 zeigten sowohl eine direkte durch H2O2 ausgelöste Kontraktion, als auch die VerstĂ€rkung prokontraktiler Mechanismen durch H2O2, wobei die Empfindlichkeit der GefĂ€ĂŸe gegenĂŒber H2O2 nicht durch chronische Sympathektomie beeinflusst wurde. Die Untersuchungen zum Einfluss chronischer Sympathektomie auf die NADPH-OxidaseaktivitĂ€t zeigten weder an renalen, mesenterialen, noch aortalen GefĂ€ĂŸsegmenten unter Inhibierung anderer ROS-produzierender Systeme mit Rotenon, Allopurinol und L-NAME, VerĂ€nderungen in der NADPH-OxidaseaktivitĂ€t durch chronische Sympathektomie. Auch hatte chronische Denervierung keinen eindeutigen Einfluss auf die NADPH-Oxidase-Expression, lediglich der NOX2-mRNA-Gehalt intrarenaler Arteriensegmente weiblicher sympathektomierter Tiere war niedriger als der scheinbehandelter Kontrollen. Die differenzierte Betrachtung der Ergebnisse lĂ€sst zwischen beiden Geschlechtern bezĂŒglich der GefĂ€ĂŸfunktion keine globalen Aussagen zu. VergrĂ¶ĂŸert, gegenĂŒber der weiblichen Versuchsgruppe, war die Kalium-induzierte Vasokonstriktion mesenterialer GefĂ€ĂŸsegmente scheinsympathektomierter mĂ€nnlicher Tiere, vermindert die maximale Noradrenalin-induzierte Vasokonstriktion renaler GefĂ€ĂŸsegmente sympathektomierter mĂ€nnlicher Tiere im Vergleich zu weiblichen. Außerdem war die NADPH-Oxidase-abhĂ€ngige Superoxidbildung in Aortengewebe mĂ€nnlicher Tiere und der NOX2-mRNA-Gehalt bei renalen GefĂ€ĂŸsegmenten scheinsympathektomierter mĂ€nnlicher gegenĂŒber weiblicher Tiere verringert. Aus den Ergebnissen lassen sich Hinweise ableiten, dass chronisch sympath-ektomierte Tiere möglicherweise einen geringeren Gehalt an kontraktilem Gewebe der GefĂ€ĂŸmuskulatur aufweisen. Außerdem beruht die bekannte Noradrenalin-SupersensitivitĂ€t chronisch denervierter renaler GefĂ€ĂŸsegmente mĂ€nnlicher Tiere, auf Alpha1- wie auch Alpha2-Adrenorezeptor-vermittelten Prozessen, die von chronisch denervierten renalen GefĂ€ĂŸen weiblicher Tiere und mesenterialen GefĂ€ĂŸen unter anderem auf Alpha2-, nicht aber auf Alpha1-Adrenorezeptoren-vermittelten Prozessen. Der eher diskrete Einfluss des RadikalfĂ€ngers Tiron auf die GefĂ€ĂŸfunktion, der geringe, wenn ĂŒberhaupt vorhandene Einfluss der Sympathektomie auf die Expression der NADPH-Oxidase-Isoformen und die fehlenden Effekte der Sympathektomie auf die NADPH-OxidaseaktivitĂ€t sprechen dafĂŒr, dass ROS-abhĂ€ngige Prozesse, wenn ĂŒberhaupt nur eine untergeordnete Bedeutung fĂŒr die DenervierungssupersensitivitĂ€t kleiner Widerstandsarterien haben.
Die Regulation renaler Mrp-Tranporter bei der Ratte (2012)
MĂ€hler, Nicole
Das Zusammenspiel von Transportproteinen in den Nieren, der Leber und im Intestinaltrakt ist notwendig fĂŒr die effiziente Elimination von potentiell giftigen Metaboliten und die Erhaltung von essentiellen Metaboliten fĂŒr den Organismus. Dabei spielen die Effluxmechanismen der Multidrug Resistance-related Proteine (Mrp) eine wichtige Rolle in der Absorption, Verteilung und Elimination von endogenen und xenobiotischen Substanzen. In den Epithelzellen des Nierentubulus sind Mrp2 (Abcc2) und Mrp4 (Abcc4) apikal exprimiert wĂ€hrend sich Mrp3 (Abcc3) in der basolateralen Membran befindet. Die Rolle der Mrp-Transporter in der Regulation des zellulĂ€ren Redoxstatus ist noch nicht aufgeklĂ€rt. Die systemische Mrp2-Defizienz induziert die mRNA-Expression antioxidativer Proteine in der Niere. Auch die AktivitĂ€t des sympathischen Nervensystems ist wichtig fĂŒr die Nierenfunktion. Der Einfluss der renalen Innervation auf den Transport organischer Ionen ist bisher kaum untersucht. In der vorliegenden Arbeit sollte die Hypothese getestet werden, dass das sympathische Nervensystem einen Einfluss auf die Expression und Funktion der Mrp-Transporter hat. ZunĂ€chst sollte nach renaler Denervation von Lewisratten und kongenen Mrp2-defizienten Ratten die Transporterexpression und -funktion von Mrp2 und Mrp4 bestimmt werden. WeiterfĂŒhrend sollte als Modell fĂŒr eine NierenschĂ€digung die 5/6-Nephrektomie nach drei bzw. sieben Wochen beschrieben und der Einfluss der renalen Denervation auf die Expression von Mrp2, Mrp3 und Mrp4 bestimmt werden. Ein anderer Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Rolle von Mrp2 bei der zellulĂ€ren Redoxregulation unter nephrotoxischen Bedingungen. Es wurde die Hypothese getestet, dass die renale Mrp2-Defizienz eine akute CsA-induzierte NephrotoxizitĂ€t verstĂ€rkt. Die kongene Transplantation von Mrp2-defizienten Nieren auf WildtypempfĂ€nger (Lewisratten) erzeugte eine isolierte renale Mrp2-Defizienz. Als Kontrollen dienten syngene Transplantationen unter Lewisratten. Die Tiere wurden fĂŒr eine Woche mit CsA in einer immunsuppressiv wirkenden Dosis bzw. einer zusĂ€tzlich nephrotoxisch wirkenden Dosis oder mit einer PlacebodiĂ€t behandelt. Zur ÜberprĂŒfung der Hypothesen wurde die Transporterfunktion durch Clearance-Messungen und die Transporterexpression durch Real-time PCR, Western blot und Immunhistologie untersucht. DarĂŒber hinaus charakterisierte ein PCR-Array das nephrotoxisch-verĂ€nderte Expressionsmuster. Außerdem wurden EnzymaktivitĂ€ten durch Lucigenin-verstĂ€rkte Chemilumineszenz und fotometrische EnzymaktivitĂ€tsassays sowie die Glutathionkonzentration fotometrisch ermittelt. Die renale Denervation ohne Reduktion der Nierenmasse hatte keinen Einfluss auf die Transporterexpression und -funktion von Mrp2 und Mrp4 in der Niere. Die 5/6-Nephrektomie fĂŒhrte zu erhöhten Mrp2- und Mrp4-mRNA-Gehalten und zu einem reduzierten Mrp3-Proteingehalt im renalen Kortexgewebe. Durch zusĂ€tzliche renale Denervation bei 5/6-Nephrektomie war der mRNA-Gehalt von Mrp3 signifikant erhöht. Bei 5/6-Nephrektomie war nach drei Wochen ein erhöhter Glutathionquotient als Indikator fĂŒr oxidativen Stress im Nierengewebe messbar, der durch die renale Denervation signifikant reduziert wurde. Sieben Wochen nach der Denervation bei 5/6-Nephrektomie war die Expression und Lokalisation der Mrp-Transporter nicht verĂ€ndert. Des Weiteren war zu diesem Zeitpunkt der renale Gesamtglutathiongehalt unabhĂ€ngig von der renalen Denervation reduziert. Nach sieben Wochen vermehrt auftretende Hydronephrosen im Nierenkortex lassen sich als ein histologisches Anzeichen fĂŒr einen Nierenschaden deuten. Die durch CsA-Behandlung höheren mRNA-Gehalte der UDP-Glucuronosyltransferase 1a6 und der Glutathionperoxidase 2 waren im Falle einer nierenspezifischen Mrp2-Defizienz zusĂ€tzlich erhöht. Dieser Effekt und auch der durch Mrp2-Defizienz erhöhte mRNA-Gehalt des Cytochroms 1a1 weisen auf eine erhöhte metabolische und oxidative Belastung im Transplantatgewebe durch das Fehlen von Mrp2 bei CsA-induzierter NephrotoxizitĂ€t hin. Durch die Behandlung mit CsA trat dosisabhĂ€ngig ein erhöhter Glutathionquotient im Transplantatgewebe auf. Die nierenspezifische Mrp2-Defizienz fĂŒhrte nicht zu einem signifikant erhöhten Glutathionquotienten. Eine mögliche funktionelle Redundanz anderer renaler Transporter wie Mdr1 könnte den Effekt der Mrp2-Defizienz limitieren. In dieser Arbeit konnte eine mit oxidativem Stress assoziierte AbhĂ€ngigkeit des mRNA-Gehalts des basolateralen Transporters Mrp3 vom sympathischen Nervensystem unter Reduktion der Nierenmasse nachgewiesen werden. Außerdem verstĂ€rkt die renale Mrp2-Defizienz nicht die akute CsA-induzierte NephrotoxizitĂ€t, was möglicherweise auf eine kompensatorische Induktion der Glutathionperoxidase 2, der UDP-Glucuronosyl-transferase 1a6 oder des renalen Transporters Mdr1 zurĂŒckgeht.
Die Lokalisation des (Pro)Reninrezeptors in renalen, kardialen und neuronalen Zellen und Geweben sowie seine Funktion als akzessorisches Protein ATP6ap2 der vakuolÀren H+-ATPase (2019)
Morch, Anica
Es wurden die Lokalisation des (P)RR/ATP6ap2 in PC12 Tumorzellen neuronalen Ursprungs, kardialen und renalen Zellen und Geweben sowie die funktionellen Folgen nach Downregulation oder Überexpression (paradoxe Downregulation) des Rezeptors untersucht. Er weist sowohl eine ER-spezifische, Membran-assoziierte als auch eine Lokalisation in der löslichen Fraktion auf. Als akzessorische Untereinheit der vakuolĂ€ren H+ ATPase beeinflusst der Rezeptor ihre IntegritĂ€t und AktivitĂ€t. Die Vielzahl differenter Daten zwischen den mit einem V ATPase-Inhibitor behandelten und den (P)RR/ATP6ap2-downregulierten PC12 Zellen verdeutlicht, dass die Funktion des (P)RR/ATP6ap2 insbesondere im Metabolismus ĂŒber eine bloße Regulation der V ATPase-AktivitĂ€t hinausgeht und möglicherweise durch die Integration des (P)RR/ATP6ap2 im Wnt-Pathway bestimmt wird.
Neue Erkenntnisse zum Diabetes – protektiven Locus IDDM4 der SH Ratte: Charakterisierung einer neuen kongenen BB.6S f Rattenlinie. (2011)
Lutze, Philipp
Beim Typ-1 Diabetes handelt es sich um eine multifaktorielle Autoimmunerkrankung, die auf dem Zusammenspiel genetischer, immunologischer und umweltbedingter Faktoren beruht. Hilfreich bei der Identifizierung krankheitsassoziierter Genloci sind diverse Tiermodelle, bei denen durch Kreuzungsstudien kongene Linien mit spontanen Rekombinationen im Bereich diabetes-suszeptibler oder diabetes-resistenter Genloci entstehen. Ein „Produkt“ solcher Kreuzungen ist die homozygote BB.6S m Rattenlinie, die obwohl TrĂ€ger der diabetogenen Iddm1 und Iddm2 Genloci, nur eine T1D-Inzidenz von 10 % aufwies. Ursache fĂŒr den diabetes-protektive Effekt war der alleinige chromosomale Austausch des diabetogenen Iddm4 Bereiches auf Chromosomen 6 der BB/OK Ratte durch den einer mĂ€nnlichen, diabetes-resistenten SH Ratte. Innerhalb dieser Arbeit sollten daher folgende Fragestellungen geklĂ€rt werden. 1. Ist die Iddm4 vermittelte Reduktion der Diabetesinzidenz auf die Expression eines oder mehrere potentieller diabetes-protektiver Gene zurĂŒckzufĂŒhren? 2. Wird das T1D Risiko durch den in diesem Bereich liegenden Imprintinglokus Dlk1-Dio3 beeinflusst? Zur Beantwortung dieser Fragen wurde eine zweite kongene Rattenlinie generiert. Die BB.6S f Linie, deren Iddm4 Genlocus von weiblichen SH Ratten abstammte, zeichnete sich wie die BB.6S m durch eine massive Reduktion der T1D Inzidenz aus. Nur 13 % der BB.6S f Ratten entwickelten einen T1D. Bei der Analyse der Expression von Strukturgenen konnten keine einheitlichen Muster zwischen BB.6S m und BB.6S f Ratten im Bezug zu BB/OK Ratten detektiert werden. Erst die Analyse des Expressionsmusters von mikroRNAs, deren Gene im Iddm4 Bereich und hier insbesondere im Dlk1-Dio3 Gencluster lokalisiert sind, ergaben sich Hinweise auf die mikroRNAs mir-337, mir-345 und mir-299 als potenzielle Kandidaten fĂŒr einen T1D Schutz. Im zweiten Teil der Arbeit sollte geklĂ€rt werden, ob die T1D Inzidenz durch genomische PrĂ€gung der Gene des Dlk1-Dio3 Imprintingclusters beeinflusst wird: So sind auf dem vĂ€terlich vererbten Allel unter anderem die Gene Dlk1, Rtl1 und Dio3 aktiviert, wĂ€hrend bei mĂŒtterlicher Abstammung Gtl2 und mikroRNAs exprimiert werden. Zur KlĂ€rung dieser Fragestellung wurden heterozygote F1 Hybride aus den Kreuzungen (BB/OK x BB.6S m) und (BB.6S m x BB/OK) generiert. Die phĂ€notypischen Daten belegen, dass die heterozygoten Tiere in der Regel eine höhere T1D Inzidenz aufwiesen, die zusĂ€tzlich in AbhĂ€ngigkeit vom Geschlecht der Nachkommen und dem Vererbungsmuster zwischen 21 und 74 % variierte. Generell waren weibliche Nachkommen besser vor einem T1D geschĂŒtzt als mĂ€nnlichen Nachkommen. Außerdem zeigte sich, dass die T1D Inzidenz niedriger war, wenn das SHR Allels vĂ€terlicherseits vererbt wurde. Diese Sachverhalte deuten einerseits auf eine Interaktion des Iddm4 Bereichs von Chromosom 6 mit dem biallelischen X-Chromosom hin. Eine weitere Analyse der Dlk1 Expression belegt, dass es beim Fehlen des paternalen SHR Allels ĂŒberraschenderweise zu einer biallelischen Expression des Dlk1 Genes kommt. Dieser Effekt ist assoziiert mit dem Verlust der Iddm4 vermittelten T1D Protektion. Die Daten der vorliegenden Arbeit lassen zusammenfassend drei Aussagen zu. I. Es konnte unter Einsatz der beiden kongenen BB.6S Rattenlinien kein Gen identifiziert werden, das den durch den Iddm4 Bereich der SH Ratte vermittelten Diabetesschutz bewirkt. II. Die Diabetesinzidenz wird offensichtlich durch Interaktion zwischen Chromosom 6 und dem biallelischen X-Chromosom beeinflusst. III. Hier konnte erstmals tierexperimentell bestĂ€tigt werden, dass die Manifestation eines T1D durch Imprinting geprĂ€gt wird.
Spezifische Effekte der neonatalen Sympathektomie auf das isometrische Kontraktionsverhalten proximaler renaler WiderstandsgefĂ€ĂŸe spontan hypertensiver Ratten (2006)
Lother, Ulrike
Den Ausgangspunkt fĂŒr die vorliegende Arbeit bilden Versuche, in denen bei spontan hypertensiven Ratten durch neonatale Sympathektomie eine Senkung des arteriellen Mitteldrucks hervorgerufen wurde. Durch Nierentransplantation und bilaterale Nephrektomie konnte diese Blutdrucksenkung auf bis dahin unbehandelte EmpfĂ€ngertiere ĂŒbertragen werden. Der renale GefĂ€ĂŸwiderstand der sympathektomierten SHR war dabei im Vergleich zu scheinbehandelten Kontrolltieren reduziert. Das Ziel der von uns durchgefĂŒhrten Studie war es deshalb, mögliche VerĂ€nderungen in der Funktionsweise arterieller, renaler WiderstandsgefĂ€ĂŸe zu charakterisieren, die bei spontan hypertensiven Ratten an der Blutdrucksenkung durch neonatale Sympathektomie beteiligt sein können. Mit der Methode der Small-Vessel-Drahtmyographie wurde dazu das Konstriktions- und Dilatationsverhalten isolierter Segmente der distalen Interlobararterien ex vivo untersucht. Diese GefĂ€ĂŸe entsprechen mit einem Durchmesser von etwa 150 ”m den proximalen renalen Widerstandsarterien der spontan hypertensiven Ratten. Das Untersuchungsmaterial ist mĂ€nnlichen SHR im Alter von 12 Wochen entnommen worden. Die Tiere waren bis dahin einem von drei Vorbehandlungsschemata zugeordnet. Sie wurden entweder neonatal sympathektomiert, scheinsympathektomiert und mit Hydralazin antihypertensiv behandelt oder ausschließlich scheinsympathektomiert. Die entnommenen, isolierten Segmente der renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸe wurden zunĂ€chst hinsichtlich ihrer Antwort auf die Depolarisation des Membranpotentials untersucht. Diese bestand in allen Vorbehandlungsgruppen aus einer Vasokonstriktion Ă€hnlichen Ausmaßes. Kumulative Konzentrations-Wirkungs-Kurven fĂŒr die physiologischen Vasokonstriktoren Noradrenalin, Vasopressin und Endothelin-1 ergaben keine verminderte ReaktivitĂ€t der distalen Interlobararterien nach Sympathektomie. Die GefĂ€ĂŸsegmente der sympathektomierten SHR verhielten sich supersensitiv gegenĂŒber Noradrenalin und konstringierten nach Endothelin 1-Gabe stĂ€rker als die entsprechenden GefĂ€ĂŸe der scheinbehandelten Tiere. Die Empfindlichkeit der Noradrenalin-induzierten Vasokonstriktion gegenĂŒber extrazellulĂ€rem Kalzium war in der sympathektomierten Gruppe und bei den Kontrolltieren gleich groß. Auf die Aktivierung der L Typ-KalziumkanĂ€le mit S( ) BayK8644 reagierten die untersuchten Arterienabschnitte nach Sympathektomie und nach Hydralazin-Behandlung sensitiver als nach alleiniger Scheinbehandlung. Die endothelvermittelte, mit Acetylcholin ausgelöste Vasodilatation und die endothelunabhĂ€ngige Relaxation der distalen Interlobararterien mit Nitroprussidnatrium zeigten bei den Tieren aller Vorbehandlungsgruppen Ă€hnliche Ausmaße. Versuche mit L NAME und Indomethacin stehen im Einklang mit Befunden, die auf die Existenz eines endothelialen, Zyklooxygenase-abhĂ€ngigen Konstriktionsfaktors und auf das Vorhandensein eines endothelialen, Zyklooxygenase- und Stickstoffmonoxidsynthase-unabhĂ€ngigen relaxatierend wirkenden Faktors hindeuten. Die Wirkungen dieser Faktoren in den untersuchten GefĂ€ĂŸsegmenten der SHR wurden durch die neonatale Sympathektomie nicht beeinflusst. Aus den Ergebnissen lĂ€sst sich ableiten, dass die Senkung des renalen GefĂ€ĂŸwiderstandes nach neonataler Sympathektomie bei SHR wahrscheinlich nicht auf einer geringeren ReaktivitĂ€t der distalen Interlobararterien gegenĂŒber den untersuchten Vasokonstriktoren, nicht auf einer vergrĂ¶ĂŸerten FĂ€higkeit dieser GefĂ€ĂŸe zur Vasodilatation und nicht auf einem verminderten Einfluss extrazellulĂ€rer Kalziumionen auf die Vasokonstriktion beruht. In den durchgefĂŒhrten Versuchen waren keine VerĂ€nderungen in der Funktion der proximalen renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸe nachweisbar, die zur ErklĂ€rung der antihypertensiven Wirkung der Nierentransplantate sympathektomierter spontan hypertensiver Ratten herangezogen werden können.
Die Bedeutung des zytosolischen Renins und des Renin Binding Proteins fĂŒr das Überleben von Herzzellen unter Glucosedepletion (2018)
Kowoll, Tim
Das Ziel dieser Arbeit lag in der Untersuchung der Rolle des Renin Binding Proteins (RenBP) bei der kardioprotektiven Wirkung des zytosolischen Renins in H9c2 Zellen, die einer Glucosedepletion ausgesetzt waren. Die Ergebnisse der Immunhistochemie ließen eine Kolokalisation beider Proteine nach Glucosedepletion erkennen. Mittels chemischen Detergenzien und Renin gelang im Nativen Western Blot die Unterscheidung zwischen RenBP Homodimer, Heterodimer und Monomer. Ein artifizieller ATP-Mangel durch Apyrase, Ă€hnlich der Glucosedepletion, bewirkte eine Heterodimerbildung. Allerdings gelang mit dieser Methode kein Nachweis des endogenen zytosolischen Renins mit dem verwendeten Antikörper. Der Abfall der NAGE-AktivitĂ€t unter Überexpression des zytosolischen Renins und Glucosemangel in Zusammenhang mit den bisher erhobenen Ergebnissen konnte die initial vermutete Interaktion zwischen RenBP und zytosolischen Renin bestĂ€tigen. Im zweiten Teil der Arbeit sollte geklĂ€rt werden, ob ein RenBP Knock down Ă€hnliche Effekte ausĂŒbt, wie eine Interaktion zwischen RenBP und zytosolischem Renin. Der Knock down hatte keinen Einfluss auf die Nekroserate unter Kontrollbedingungen. Im Gegensatz zu den Kontrollzelllinien konnte bei Zellen mit einem milden RenBP Knock down ein weiterer Glucosedepletion-induzierter Anstieg der Nekroserate vermieden werden. Anhand dieser Daten schlussfolgern wir, dass unter IschĂ€mie-relevanten Bedingungen, wie einer Glucosedepletion, die zytosolische Bildung von RenBP-Renin-Heterodimeren mit einer Zellprotektion assoziiert ist. Weitere Untersuchungen mĂŒssen nach kritischer Betrachtung dieser Erkenntnis zur Verifizierung folgen. Insgesamt weisen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auf die Notwendigkeit des RenBP beim zytoprotektiven Effekt des zytoslischen Renins in H9c2 Zellen hin. Neben der Suche anderer Interaktionspartner fĂŒr das zytosolische Renin ist zudem die KlĂ€rung des Stellenwertes des RenBP im Zellmetabolismus mit Auswirkung auf Prozesse wie Sialisierung und Glykosylierung zukĂŒnftig notwendig.
Kokultur von Kardiomyozyten mit mononukleÀren Zellen zur Simulation molekularer VorgÀnge beim Myokardinfarkt (2011)
Konzack, Silke
Obwohl der Myokardinfarkt eine der hĂ€ufigsten Todesursachen ĂŒberhaupt ist, sind die zellulĂ€ren und molekularbiologischen Pathogenesemechanismen und seine Therapiemöglichkeiten nicht ausreichend untersucht. Es ist bekannt, dass die EntzĂŒndungsreaktion fĂŒr die Folgen eines Myokardinfarkts eine große Rolle spielt. In dieser Arbeit wurde ein Modell zur nĂ€heren Untersuchung grundlegender intrazellulĂ€rer und interzellulĂ€rer Mechanismen dieser EntzĂŒndungsreaktion entworfen. Es wurde ein in vitro Kokultursystem zwischen mononukleĂ€ren Zellen (MNC) und Kardiomyozyten (H9c2 Zellen) etabliert. Damit konnten nicht nur bisher unbekannte Zellmechanismen aufgezeigt, sondern auch ein Modell zum Screening neuer therapeutischer Substanzen im Rahmen eines Myokardinfarkts entwickelt werden. So können beispielsweise neue Wirkstoffe fĂŒr den Patienten sicherer gestaltet werden. Dieses Modell wurde durch die Simulation vieler bereits in vivo beschriebener Befunde im Rahmen eines Myokardinfarkts verifiziert. Dazu zĂ€hlen die VerstĂ€rkung der Expression von ICAM‑1 auf Herzzellen sowie eine Erhöhung von ICAM‑1 und LFA‑1α auf MNC. Diese Befunde konnten mit dem entwickelten in vitro Kokultur‑Modell in Bezug auf Lymphozytensubpopulationen differenziert werden. ZusĂ€tzlich wurden Aussagen ĂŒber LFA‑1α speziell auf B- und T‑Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen, ĂŒber MHC Klasse I und II auf T‑Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen und ĂŒber den Aktivierungsgrad der T‑Lymphozytensubopulationen getroffen. Durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen kommt es zu VerĂ€nderungen von OberflĂ€chenstrukturen auf beiden Zelltypen. Es kann von einem erhöhten Aktivierungszustand der MNC nach der Kokultur ausgegangen werden, da die Expressionsdichte von Aktivierungsmarkern (IL‑2 Rezeptoren, MHC Klasse II) auf MNC durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen erhöht war. Die verstĂ€rkte Expression von ICAM‑1, LFA‑1α, MHC Klasse I und MHC Klasse II auf H9c2 Zellen sowie die erhöhten prozentualen Anteile an CTL und T‑Helferzellen und die erhöhten Expressionen von LFA‑1α und ICAM‑1 auf MNC durch die Kokultur lassen auf eine Interaktion zwischen mononukleĂ€ren Zellen und Kardiomyozyten schließen. Insbesondere die Ergebnisse aus den an den H9c2 Zellen adhĂ€rierten MNC verstĂ€rken diesen Aspekt. Es gibt verschiedene Interaktionsmöglichkeiten zwischen MNC und H9c2 Zellen. Einerseits ist die Rezeptorbindung zwischen LFA‑1α auf MNC oder H9c2 Zellen und ICAM‑1 auf Kardiomyozyten oder MNC wichtig, andererseits spielt die Rezeptorbindung ĂŒber MHC Klasse I/CD8 beziehungsweise ĂŒber MHC Klasse II/CD4 eine Rolle. Durch die Kokultur wurde die erhöhte Produktion und Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen und löslichen Mediatoren fĂŒr TNF‑α, IL‑6 und NO gezeigt. Da H9c2 Zellen unter Kontrollbedingungen kein TNF‑α in das Kulturmedium freisetzten, wird deutlich, dass die gemessene erhöhte Menge an TNF‑α nach der Kokultur von MNC stammte. Andererseits konnte nicht geklĂ€rt werden, ob das erhöhte IL‑6 durch die MNC oder durch die H9c2 Zellen produziert wurde, da sowohl MNC als auch H9c2 Zellen in der Kultur unter Kontrollbedingungen geringe Mengen an IL‑6 freisetzten. Es muss davon ausgegangen werden, dass die erhöhte IL‑6 Konzentration aus der infolge der Kokultur vermehrten Produktion beider Zelltypen hervorgegangen ist. Aufgrund dessen, dass besonders IL‑6 fĂŒr die Induktion der Expression von ICAM‑1 verantwortlich ist, scheint eine Signaltransduktion zwischen MNC und H9c2 Zellen von TNF‑α ĂŒber IL‑6 und ICAM‑1 wahrscheinlich. H9c2 Zellen sowie MNC sezernieren unabhĂ€ngig von der Kulturzeit eine geringe NO Menge, die durch die Kokultur gesteigert wurde. Durch eine lĂ€ngere Kokulturzeit wurde quantitativ nicht mehr NO sezerniert als bereits nach 24 Stunden, sodass geschlussfolgert werden kann, dass die NO Freisetzung besonders in der frĂŒhen Inflammationsphase eine Rolle spielt. Da IL‑6 erst verzögert nach 48 Stunden Kokultur verstĂ€rkt freigesetzt wird, TNF‑α aber bereits nach 24 Stunden ein Maximum im KulturĂŒberstand erreichte, wird die Induktion der NO Freisetzung eher auf TNF‑α oder andere proinflammatorische Zytokine, nicht aber auf IL‑6 zurĂŒckzufĂŒhren sein. Es ist nicht bekannt, ob NO durch IL‑6 induziert werden kann. Mit Hilfe durchflusszytometrischer und molekularbiologischer Auswertung konnte ein lokales RAS in den MNC nachgewiesen werden. In der mRNA Analyse wurden sowohl AT1AR als auch AT1BR detektiert. Ebenso wurde in den MNC der F344 Ratten mRNA fĂŒr Angiotensinogen, AT2 Rezeptoren, ACE, Renin und Exon 1A Renin nachgewiesen. Renin, AOGEN und ACE von sMNC, die mit Hilfe einer quantitativen PCR untersucht wurden, werden durch die Kokultur von MNC und H9c2 Zellen signifikant vermindert. Der Anteil AT1R positiver Zellen verminderte sich durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen und die AT2 Rezeptordichte auf sMNC und speziell auf T‑Lymphozyten erhöht sich. Jedoch spiegelt die Kokultur nicht in allen Parametern die Aktivierung des lokalen RAS innerhalb der nicht adhĂ€rierten MNC wieder. Die adhĂ€rierten MNC waren fĂŒr die PCR Untersuchung nicht zugĂ€nglich. Es bleibt offen, inwieweit es zur Aktivierung des lokalen RAS in MNC durch die Kokultur kommt. Da sowohl sMNC als auch PBMC ĂŒber alle RAS-Komponenten zur Generierung von ANG II verfĂŒgen, kann geschlussfolgert werden, dass sie ein lokales Renin‑Angiotensin‑System besitzen. Es können durch die Kokultur bedingte VerĂ€nderungen hinsichtlich der OberflĂ€chenexpression einiger Strukturen durch den Einsatz von spezifischen Hemmstoffen des RAS vermindert oder aufgehoben werden. Dieser Effekt ist ein Indikator dafĂŒr, dass das lokale RAS in der Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen eine wichtige Rolle spielt. Beispielsweise verminderte der AT1 Rezeptorblocker DUP753 signifikant den prozentualen Anteil an LFA‑1α und ICAM‑1 exprimierenden T‑Lymphozyten. ZusĂ€tzlich kam es zur Verminderung der Dichte von MHC Klasse II OberflĂ€chenmolekĂŒlen auf T‑Lymphozyten und der IL‑2 Rezeptordichte auf CTL gegenĂŒber den ohne Inhibitor kokultivierten Zellen. Diese Befunde lassen auf einen geringeren AktivitĂ€tszustand der MNC und auf eine schwĂ€chere Interaktion zwischen MNC und H9c2 Zellen durch Behandlung mit einem AT1 Rezeptorblocker schließen. Dies ist ein Indiz dafĂŒr, dass das lokale RAS der MNC in der Kokultur von MNC und H9c2 Zellen aktiviert wird. Im Gegensatz dazu lĂ€sst sich die durch die Kokultur bei H9c2 Zellen induzierte Apoptose und Nekrose durch AT1R und AT2R Blockade nicht verhindern. Dieses Modell ist geeignet, zellulĂ€re und molekulare Prozesse des Myokardinfarkts zu simulieren. Es könnte kĂŒnftig ein wichtiger Bestandteil des Arzneimittelscreenings der Herzinfarkttherapie darstellen und als Grundlage fĂŒr weitere Studien in der Behandlung des Myokardinfarktes dienen. Zur Optimierung dieses Modells sollte eine Methode etabliert werden, die es ermöglicht, die adhĂ€rierten MNC von den H9c2 Zellen zu trennen, um sie molekularbiologisch untersuchen zu können.
Regulation der Expression des Angiotensin II Typ 2 Rezeptors unter Kaliumbelastung sowie Untersuchungen zur Lokalisation des TASK-3 Kanals in der Nebenniere der Ratte. (2017)
Knöck, Anja
Fokus der vorliegenden Arbeit war es, die Regulation des Aldosterons durch kaliumreiche DiĂ€t in Assoziation mit Expression und Funktion des AT2R in der NNR zu analysieren. Es wurde nachgewiesen, dass eine Renin-unabhĂ€ngige Stimulation der Aldosteronsynthese durch die HKD in verschiedenen TierstĂ€mmen (Sprague Dawley und transgene CxmAT2R- Ratten der Linie 235) mit Erhöhung der Expressionen des AT2R und der Proteinkinase p85α einhergehen. Die Ergebnisse ĂŒber TASK-3 stellen die bisher publizierten Befunde in Frage, sodass eine abschließende Beurteilung der Lokalisation und Regulation offen bleiben muss. Wie erwartet, kam es nach Kaliumbelastung in allen untersuchten TierstĂ€mmen zur Erhöhung der gemessenen Plasmakonzentration fĂŒr Aldosteron bei annĂ€hernd gleichbleibenden Plasmareninkonzentrationen. Dieser Effekt konnte durch mRNA- Untersuchungen in der ISH bestĂ€tigt werden. Die relativen Expressionen des AT2R in der NNR ergaben fĂŒr die SD und WT- Tiere signifikante Anstiege. Da die TGR des zweiten Experiments bereits eine basale Überexpression des AT2R aufwiesen, war hier keine weitere Stimulation des AT2R mehr zu verzeichnen. Die Bedeutung von Differenzierungsprozessen/ Steigerung der Proteinbiosynthese wird durch die nachgewiesene Stimulation der relativen Expression von p85α in beiden Experimenten nahegelegt. Weitere Ziele der Arbeit waren Untersuchungen zur Lokalisation des TASK-3- Kanals in der NN. Analog zur bekannten AS- Sequenz von TASK-3 wurden codierende Abschnitte mit geringer Homologie zu anderen KaliumkanĂ€len gewĂ€hlt. Dabei konnte unabhĂ€ngig von der DiĂ€t spezifische cDNA sowohl aus NNR und NNM amplifiziert werden. Auch in der ISH konnte TASK-3 im Bereich der ZG, ZF und in geringem Maße auch in weiter innen liegenden Schichten gefunden werden, sodass die Richtigkeit der bisher zu TASK-3 veröffentlichten Daten angezweifelt werden muss. Auf Proteinebene (IHC) zeigte sich eine krĂ€ftige FĂ€rbung im NNM sowie nur einzelne, gefĂ€rbte Zellnester ohne Zuordnung zu ZF bzw. ZG. Die Daten weisen darauf hin, dass TASK-3 in unterschiedlichem Maße in der gesamten Nebenniere exprimiert wird und die Regulation der relativen Expression nicht eindeutig durch Kalium reguliert oder funktionell mit dem AT2- Rezeptor assoziiert ist. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit erhobenen Daten betonen die Bedeutung der Regulation des RAAS durch kaliumreiche DiĂ€t fĂŒr die Aldosteronproduktion und dessen funktionellen Zusammenhang mit Expressionen verschiedener Rezeptoren der Nebenniere. Von besonderem Interesse wird in zukĂŒnftigen Untersuchungen sein, inwieweit es Interaktionen zwischen AT2R, p85α, weiteren Adapterproteinen und den hyperpolarisierenden KaliumkanĂ€len auf intrazellulĂ€rer Signalebene sowie Liganden-abhĂ€ngigen Signaltransduktionswegen gibt. Auch sollte der Einfluss lokaler Renin- Angiotensin- Systeme auf die Homöostase bei systemischer Applikation von Rezeptorantagonisten und –agonisten weiter untersucht werden. Das transgene CxmAT2R- Modell oder auch die Verwendung des kĂŒrzlich neu entwickelten AT2- Rezeptoragonisten (Compound 21) könnten in diesem Zusammenhang zu aufschlussreichen Erkenntnissen fĂŒhren.
Einfluss der Kochsalzaufnahme auf die renale Genexpression von Komponenten des Endothelinsystems (2011)
Klinger, Franziska Martha
In der vorliegenden Studie wurde das renale Endothelinsystem auf Genexpressions- und Peptidebene bei Variation der diĂ€tetischen Kochsalzaufnahme in physiologisch relevanten GrĂ¶ĂŸenordnungen bei der Sprague-Dawley-Ratte ubtersucht. Das Ziel war eine systematische Darstellung der VerĂ€nderungen der wichtigsten Komponenten des Endothelinsystems mit einer differenzierten Betrachtung von Nierenrinde und Nierenmark. Dazu wurde in einer ersten experimentellen Serie der Kochsalzgehalt der zugefĂŒhrten Nahrung zwischen 0,15% und 1,80% variiert. Um den Einfluss des Renin-Angiotensin-Systems auf kochsalzinduzierte VerĂ€nderungen des renalen Endothelinsystems zu untersuchen, wurde ein Teil der Tiere mit dem AT1-Rezeptorblocker Losartan behandelt. Es wurden simultan Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und die renale Na+-Bilanz bei den Tieren gemessen und am Ende des Experimentes die Nieren gewonnen. Anschließend erfolgten die Bestimmung der mRNA-Gehalte von PrĂ€-pro-ET-1, des ETA- und ETB-Rezeptors sowie des renalen immunreaktiven ET-1-Gehaltes. Zur besseren Lokalisierung und PrĂ€zisierung der gefundenen VerĂ€nderungen schlossen wir eine zweite experimentelle Serie an, in der eine feinere PrĂ€paration des Nierenmarks in Ă€ußere und innere Medulla, eine weitere Verringerung des Kochsalzgehaltes der Niedrigsalzgruppe (0,05%) sowie eine Erweiterung der Genexpressionsuntersuchungen um das Endothelin-Converting-Enzym-1 (ECE-1) erfolgte. Die Ergebnisse der Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Variation der SalzdiĂ€t beeinflusste weder den arteriellen Blutdruck noch die Herzfrequenz der Tiere. Hinsichtlich der Genexpression war eine NiedrigsalzdiĂ€t von 0,15% NaCl mit einem Anstieg der mRNA-Expression von PrĂ€-pro-ET-1 (51%), des ETA- (81%) und ETB- Rezeptors (33%) sowie mit einem erhöhten immunreaktiven ET-1-Gehalt (110%) im gesamten Nierenmark assoziiert. In der weiterfĂŒhrenden Untersuchung unter 0.05% NaCl konnte dieser Effekt auf der Genexpressionsebene in der Ă€ußeren Medulla reproduziert werden, allerdings in milderer AusprĂ€gung (PrĂ€-pro- ET-1 37%, ETA 20%, ETB n. sign., ECE-1 16%). Diese DiĂ€teffekte ließen sich durch eine selektive AT1-Rezeptorblockade mittels Losartan teilweise bzw. vollstĂ€ndig aufheben. Der renale Cortex blieb durch Variation der Kochsalzaufnahme sowohl hinsichtlich der mRNA-Expression der einzelnen Komponenten des Endothelinsystems als auch hinsichtlich des immunreaktiven ET-1-Gehaltes weitgehend unbeeinflusst. Daraus lĂ€sst sich schlussfolgern, dass vorwiegend das medullĂ€re Endothelinsystem sowohl auf Transkript- als auch auf Peptidebene auf moderate VerĂ€nderungen der nutritiven Kochsalzaufnahme reagiert. Die signifikanten VerĂ€nderungen auf Genexpressionsebene betreffen dabei PrĂ€-pro-ET-1 und den ETA-Rezeptor insbesondere in der Ă€ußeren Medulla unter NiedrigsalzdiĂ€t. Diese Alterationen werden zumindest partiell durch AT1-Rezeptoren vermittelt.
Einfluss der Überexpression unterschiedlicher Renin-Transkripte auf Wachstum und Metabolismus von Herzzellen: Funktionelle Bedeutung einer neu entdeckten zytosolischen Variante des Renin-Gens (2010)
Keßler, Nicole
In frĂŒheren Studien gelang der Nachweis der Expression eines alternativen Renin-Transkripts im kardialen Gewebe, dessen Konzentration nach Eintritt eines Herzinfarktes deutlich anstieg. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der FunktionalitĂ€t dieses alternativen Renin-Transkripts, mit besonderem Augenmerk auf den Einfluss des Renins hinsichtlich Wachstum und Metabolismus von Herzzellen. In AbhĂ€ngigkeit vom jeweiligen Promotor des kardialen Renin-Gens enstehen zum einen das sekretorische Exon(1-9)Renin und zum anderen das nicht sekretorische Exon(2-9)Renin, welches zytosolisch gebildet und in der mitochondrialen Fraktion gespeichert wird. Die funktionellen Bedeutungen des nicht-sekretorischen Renins sind bisher nicht gesichert. Aus frĂŒheren Beobachtungen ist jedoch bekannt, dass nach einer kardialen IschĂ€mie die Konzentrationen der nicht-sekretorischen Renin-Transkripte erhöht sind und somit hypothetisch von einem Einfluss auf postischĂ€mische Prozesse ausgegangen werden kann. Zur Untersuchung dieser Hypothese etablierten wir mittels der H9c2-Zelllinie ein geeignetes Zellmodell, welches uns durch Überexpression der Exon(1A-9)Renin-, Exon(2-9)Renin-bzw. Exon(1-9)Renin-Transkripte die Möglichkeit gab, funktionelle Besonderheiten der Prorenine auf Rattenherzzellen zu untersuchen. Dabei konnte eindrucksvoll belegt werden, dass die unterschiedliche Lokalisation der Prorenine die FunktionalitĂ€t der Kardiomyoblasten massgeblich beeinflusst. So fĂŒhrte die Exon(1-9)Renin-Überexpression zu VerĂ€nderungen der metabolischen AktivitĂ€t, Hypertrophie und Nekrose. Im Gegensatz dazu kam es bei der Exon(2-9)Renin-Überexpression eher zum Schutz vor Nekroseprozessen. Die beobachteten Effekte lassen sich dabei sowohl bei den Exon(2-9)Renin- als auch bei den Exon(1-9)Renin-transfizierten Zellen auf eine direkte, ANG II-unabhĂ€ngige Wirkung zurĂŒckfĂŒhren. Das sekretorische Prorenin kann zweifelsfrei pro-inflammatorisch, pro-apoptotisch, pronekrotisch und damit schĂ€digend wirken. Die vorliegende Arbeit weist jedoch nach, dass vom selben Renin-Gen, welches fĂŒr dieses sekretorische Prorenin kodiert, ein zweites Transkript abgelesen wird, dessen Exon(2-9)Renin intrazellulĂ€r verbleibt und antinekrotisch (und damit protektiv) wirkt.
Bedeutung des Transportproteins Mrp2 (ABCC2) fĂŒr VerĂ€nderungen der renalen HĂ€modynamik bei der Cyclosporin A-induzierten TransplantatnephrotoxizitĂ€t (2012)
Kauschke, René
Das in der Transplantationsmedizin hĂ€ufig verwendete Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA) hemmt wichtige Transportproteine in der Niere, induziert oxidativen Stress und trĂ€gt zur Entwicklung einer Dysfunktion des GefĂ€ĂŸsystems bei. Neben der durch CsA vermittelten arteriellen Hypertonie sind die akute und die chronische NephrotoxizitĂ€t weitere Folgen des Medikamenteneinsatzes. Die akute CsA-Nephropathie ist reversibel und geht mit hĂ€modynamischen VerĂ€nderungen einher, die in einer Reduktion des renalen Blutflusses, einer Erhöhung des renalen GefĂ€ĂŸwiderstandes und einer Verminderung der glomerulĂ€ren Filtrationsrate bestehen. Die genauen Mechanismen, die zu diesen hĂ€modynamischen VerĂ€nderungen fĂŒhren, sind allerdings unklar. Cyclosporin A wird hauptsĂ€chlich hepatisch eliminiert, aber auch renal unter Beteiligung transepithelialer Transportprozesse ausgeschieden. Zu den Transportproteinen, die das Pharmakon ĂŒber die apikale Membran der proximalen Tubulusepithelzellen sezernieren, zĂ€hlt multidrug resistance-related protein 2 (Mrp2). Experimentelle Studien zeigen, dass eine generalisierte Mrp2-Defizienz mit der Akkumulation von Mrp2-Substraten in Geweben und extrazellulĂ€ren FlĂŒssigkeiten assoziiert ist. Die Bedeutung einer Fehlfunktion dieser Effluxpumpe fĂŒr die renale CsA-Substanzelimination und die CsA-NephrotoxizitĂ€t ist bisher jedoch nur wenig definiert. In unseren Untersuchungen stellte die hochdosierte Cyclosporin A-Behandlung in Kombination mit der nieren-spezifischen Ausschaltung des Transporters Mrp2 den experimentellen Ansatz fĂŒr die Bearbeitung der Fragestellung dar, ob eine renale Mrp2-Funktionsminderung die akute CsA-NephrotoxizitĂ€t verstĂ€rkt. Der Fokus wurde dabei auf die in-vivo-Untersuchung vaskulĂ€rer Mechanismen gelegt, die zum nichtimmunologisch bedingten Versagen von Nierentransplantaten beitragen können. Zu diesem Zweck wurden Nierenkreuztransplantationsexperimente durchgefĂŒhrt, bei denen durch die Wahl des Spendertieres bzw. Transplantates eine nierenspezifische Mrp2-Defizienz in den EmpfĂ€ngertieren erzeugt werden konnte. Bei den gewĂ€hlten RattenstĂ€mmen tritt aufgrund der hochgradigen genetischen Übereinstimmung keine Transplantatabstoßung auf, wodurch potenziell toxische Cyclosporin-A-Effekte weitgehend unabhĂ€ngig von entzĂŒndlichen Prozessen untersucht werden können. Den Versuchstieren wurde peroral entweder CsA in einer Dosierung von 30 mg*kg-1*d-1 oder Placebo ĂŒber einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht. An Tag 28 post transplantionem wurden die akuten Experimente zur Untersuchung der renalen HĂ€modynamik durchgefĂŒhrt. Nach Instrumentierung der narkotisierten Tieren und Erhebung der Messwerte fĂŒr die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck sowie die basalen renalen hĂ€modynamischen Parameter wurde Urin zur spĂ€teren Bestimmung der glomerulĂ€ren Filtrationsrate mittels Inulin-Clearance gewonnen. FĂŒr die Untersuchung der endothelialen Funktion und der Agonist-induzierten Vasokonstriktion der renalen NierentransplantatgefĂ€ĂŸe wurde ein um die A. renalis des Transplantates platzierter Ultraschalltransitzeit-Durchflussmesser genutzt, mit welchem der renale Blutfluss nach Applikation der vasoaktiven Substanzen Acetylcholin, Phenylephrin und Angiotensin II gemessen werden konnte. Die Pharmaka-Applikation erfolgte unter Nutzung einer Minikassettenpumpe lokal in die Nierenarterie, um systemische Effekte der Pharmaka auf den Blutdruck und Blutdruck regulierende Systeme weitgehend auszuschließen. Die Auswertung der basalen hĂ€modynamischen Daten fĂŒr die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den renalen Blutfluss und den renalen GefĂ€ĂŸwiderstand zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede in dem fĂŒr die vorliegenden Untersuchungen genutzten Transplantationsmodell. Auch hatten weder die hochdosierte CsA-Behandlung noch der renale Mrp2-Expressionsstatus einen signifikanten Einfluss auf die endotheliale Funktion, die Agonist-induzierten renalen GefĂ€ĂŸantworten, den reaktiven renalen GefĂ€ĂŸwiderstand und die renale Morphologie. Die hochdosierte CsA-Be-handlung verminderte jedoch statistisch signifikant die glomerulĂ€re Filtrationsrate und das Gewicht der EmpfĂ€ngertiere. Zusammenfassend zeigen die Untersuchungen, dass die durch die hochdosierte CsA-Behandlung in dem verwendeten Transplantationsmodell induzierten hĂ€modynamischen Effekte unabhĂ€ngig von der nierenspezifischen Mrp2-Expression waren, was gegen einen entscheidenden Einfluss dieses Transportproteins auf die akute CsA-induzierte Nephropathie spricht.
Die Bedeutung des zytosolischen Renins fĂŒr das Überleben kardialer Zellen unter IschĂ€mie-relevanten Bedingungen (2013)
Hildebrandt, Johanna
In der vorliegenden Arbeit wurde die Bedeutung eines neu entdeckten Renintranskriptes fĂŒr das Überleben kardialer Zellen nach IschĂ€mie-relevanten Bedingungen wie der Glukosedepletion, Anoxie sowie Blockierung der Atmungskette mit Rotenon untersucht. Dabei zeigte sich durch Überexpression des zytosolischen Renins eine verbesserte Toleranz der H9c2-Zellen gegenĂŒber den Stressfaktoren, da deren Überexpression sich protektiv auf den ATP-Gehalt und den Zelltod auswirkte. Seit der nach vorangegangenem Myokardinfarkt beobachteten selektiven Hochregulierung eines 1999 neuentdeckten alternativen Renintranskriptes, des Exon(1A-9)Renin-Transkriptes, vermutet man seine Funktion im Rahmen ischĂ€mischer Prozesse am Herzen. Das Exon(1A-9)Renin stellt dabei ein verkĂŒrztes Transkript dar, das ein nicht-sekretorisches, zytosolisches Protein kodiert. Weitergehende Untersuchungen in vitro weisen auf eine kardioprotektive Funktion des alternativen Renintranskriptes hin. Ferner belegen ex-vivo-Untersuchungen eine signifikant reduzierte InfarktgrĂ¶ĂŸe von Herzen transgener Exon(2 9)Renin-ĂŒberexprimierten Ratten im Vergleich zu den Kontrolltieren. Die zentrale Hypothese der vorliegenden Arbeit war, dass die Hochregulation des alternativen Exon(1A 9)Renin-Transkriptes mit einer protektiven Funktion des entstehenden Renins assoziiert ist. So konnte zunĂ€chst molekularbiologisch eine 5 fach zur Basalbedingung erhöhte Expression des Exon(1A 9)Renin-Transkriptes unter IschĂ€mie-relevanten Faktoren wie der 24-stĂŒndigen Hypoxie und Glukosedepletion nachgewiesen werden. Des Weiteren erwiesen die H9c2-Zellen durch Überexpression des zytosolischen Renins eine verbesserte Toleranz gegenĂŒber IschĂ€mie-relevanten Bedingungen, denn es zeigte sich eine Aufrechterhaltung des ATP-Gehaltes sowie eine Reduktion des Zellunterganges unter den Stressbedingungen. Dabei konnte vor allem der nekrotische Zelltod verhindert werden, der bekanntlich mit einer EntzĂŒndungsreaktion einhergeht und erhebliche Konsequenzen fĂŒr das folgende Remodelling des Gewebes aufweist. Ferner konnte eine schĂŒtzende Funktion des zytosolischen Renins im Rahmen des oxidativen Bursts detektiert werden, da ein Anstieg der zytosolisch lokalisierten ROS, der unter Glukosedepletion und Anoxie nachweisbar war, durch die Überexpression des Renins verhindert werden konnte. Die Arbeit weist nach, dass das zytosolische Renin im Gegensatz zum sekretorischen Renin bei Glukosemangel, Hypoxie und oxidativen Stress weiterreichende protektive Wirkungen hat, die möglicherweise zukĂŒnftig in der Therapie des Herzinfarktes und Herzinsuffienz ausgenutzt werden könnten.
Einfluss der sympathischen Innervation auf L-Typ-Ca2+-Kanal abhĂ€ngige Signalwege in renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸen (2017)
Heumann, Philipp
Die neonatale sympathische Denervierung steigert die Agonist-induzierte GefĂ€ĂŸkontraktion. 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+-KanĂ€le zur gesteigerten Noradrenalin(NA)-induzierten GefĂ€ĂŸkontraktion bei renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸen 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€ĂŸe wurde mittels Western-Blot untersucht. ZusĂ€tzlich wurde das Ruhemembranpotential der glatten GefĂ€ĂŸmuskelzellen mittels Mikroelektroden registriert. Die neonasale sympathische Denervierung fĂŒhrte im Vergleich zur Scheinsympathektomie zu einer gesteigerten NA-SensitivitĂ€t bei GefĂ€ĂŸen 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€ĂŸen sympathektomierter Tiere im Vergleich zu scheinbehandelten Kontrollen deutlicher ausgeprĂ€gt. L-Typ-Ca2+-Kanalaktivierung mittels S-(-)-BayK8644 löste bei Nierenarterien sympathektomierter Ratten starke GefĂ€ĂŸkontraktionen aus. Die GefĂ€ĂŸe der Kontrollen reagierten hingegen nur schwach auf S-(-)-BayK8644. Der Proteingehalt der a1-Untereinheit der L-Typ-Ca2+-KanĂ€le glatter GefĂ€ĂŸmuskelzellen unterschied sich nicht zwischen beiden Gruppen. Das Ruhemembranpotential glatter GefĂ€ĂŸmuskelzellen unterschied sich statistisch signifikant zwischen beiden Gruppen (p < 0,05) und betrug –57,5 ± 2,2 mV bei renalen WiderstandsgefĂ€ĂŸen sympathektomierter Tiere und –64,3 ± 0,3 mV bei Kontrollen. Die Depolarisation der glattmuskulĂ€ren Zellmembran durch kaliumreiche Organbadlösung steigerte die S-(-)-BayK8644-induzierte Kontraktion der GefĂ€ĂŸe sympathektomierter Tiere und löste Kontraktionen bei GefĂ€ĂŸen der Kontrolltiere aus. Die Aktivierung von KATP-KanĂ€len fĂŒhrte zum vollstĂ€ndigen Verschwinden der S-(-)-BayK8644-induzierten Kontraktion bei GefĂ€ĂŸen sympathektomierter Tiere. Diese Befunde zeigen, dass die sympathische Denervierung renaler GefĂ€ĂŸe zu einer Depolarisation des Membranpotentials der GefĂ€ĂŸmuskelzellen fĂŒhrt, die zu einer gesteigerten Aktivierbarkeit L-Typ-Ca2+-Kanal-abhĂ€ngiger Signalwege beitrĂ€gt.
Blutdruckregulierende Systeme wĂ€hrend der frĂŒhen Entwicklung der renalen Posttransplantationshypertonie (2005)
HeukÀufer, Matthias
Analysiert wurden Faktoren, die möglicherweise zum Auftreten der arteriellen Hypertonie nach bilateraler Nephrektomie und Transplantation der Niere einer spontan hypertensiven Ratte (SHR) in ein normotensives Empfangertier fĂŒhren. Als OrganempfĂ€nger dienten dabei F1 -Hybride (F1H) von SHR und Wistar-Kyoto-Ratten. In der Kontrollgruppe wurden F1H die Nieren anderer F1H transplantiert. Die Auswirkung der Transplantation auf das intravasale Volumen wurde durch eine FarbstoffverdĂŒnnungsmethode mit evans blue acht und zwölf Tage nach Transplantation untersucht. Die PlasmareninaktivitĂ€t wurde am achten, die Plasmaaldosteronkonzentration am zehnten postoperativen Tag gemessen. Nach Transplantation erfolgte zur Untersuchung des Natriumhaushalts eine Haltung in StoffwechselkĂ€figen ĂŒber acht Tage. Zur Beurteilung der endogenen NO-Synthese wurde die renale Nitrat- und Nitritausscheidung ĂŒber 24 Stunden am achten Tag nach Nierentransplantation bestimmt. Eine vermehrte Volumen- oder Natriumretention sowie Unterschiede im Renin-Angiotensin-Aldosteron-System oder eine geringere NO-Synthese bei EmpfĂ€ngern der Niere einer SHR scheinen als Ursache fĂŒr die Posttransplantationshypertonie unwahrscheinlich. Auch Unterschiede in der AktivitĂ€t des vegetativen Nervensystems zwischen den Gruppen sind aufgrund eines vergleichbaren Blutdruckabfalls nach Ganglienblockade durch Hexamethonium nicht zu vermuten.
Atmungs- und Kreislaufreaktionen normotensiver (WKY) und spontan hypertensiver (SHR) Ratten bei gemeinsamem Auftreten von Hyperoxie und nichthypotensivem Blutverlust (2001)
Hertting, Klaus
EinfĂŒhrung: UngeklĂ€rt ist die Rolle der karotidealen Chemorezeptoren (CR) bei den kardio- respiratorischen Reaktionen normotensiver (WKY) und hypertensiver (SHR) Ratten auf die Atmung eines hyperoxischen Gasgemisches bei fixiertem arteriellem Mitteldruck (MAD). Methode: Untersuchungen an spontan atmenden Tieren in Chloralose-Urethan-Narkose mit intakten (-I) und chronisch denervierten (-D) Karotisrezeptoren. Anschluß eines PuffergefĂ€ĂŸes mit frei justierbarem Druck an die A. femoralis zur Fixierung des MAD. Die bei Hyperoxie auftretenden Volumenverschiebungen (VVL) sind messbar. Ergebnisse: In Normoxie weisen die SHR-I gegenĂŒber den WKY-I durch höhere Atemzugvolumina (AZV) ein gesteigertes Atemminutenvolumen (AMV) auf. Nach Denervierung gesteigerte Atemraten (AR) der WKY-D gegenĂŒber den SHR-D. Denervierte Tiere zeigen erniedrigte pO2-Werte bei der BGA gegenĂŒber den intakten Tieren. WĂ€hrend der Hyperoxie initiale Atemdepression der intakten Tiere. Der autretende VVL der WKY-I ist grĂ¶ĂŸer als bei den SHR-I. Denervierte Tiere zeigen keine Atemdepression auf Hyperoxie sondern eine Steigerung der AZV mit Anstieg der AMV. Der VVL ist dabei grĂ¶ĂŸer als der der intakten Tiere ohne Unterschied zwischen SHR-D und WKY-D. Diskussion: Die Hyperoxie ist durch arterielle und venöse Tonisierung sowie evtl. durch Beseitigung einer zentralnervösen Hypoxie wirksam. Die Effekte sind nicht direkt vermittelt durch die CR aber durch eine verstellte Ausgangslage beeinflusst.
Renale und hepatische Expression organischer Anionentransporter bei nierentransplantierten Ratten mit spezifischer Transporterdefizienz (2012)
Hermkes, David
Die Transportproteine Multidrug Resistance-associated Protein (MRP) 1, MRP2, MRP3, MRP4 und P-Glykoprotein (Pgp) nehmen SchlĂŒsselrollen bei der zellulĂ€ren Detoxifikation und bei der Elimination harnpflichtiger sowie hepato-biliĂ€r ausgeschiedener Substanzen ein und zeichnen sich durch gemeinsame SubstratspezifitĂ€ten aus. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Kreuztransplantationsmodell der Nieren zwischen Lewis-1W-Ratten (Wildtyp) und kongenen MRP2-defizienten (MRP2[-/-]) Ratten etabliert, bei dem Wildtyp- und MRP2[-/-]-Ratten jeweils als Spender und als EmpfĂ€nger dienten. Anhand dieses Modells konnten die Hypothesen untersucht werden, dass die renalen und hepatischen Transkriptgehalte von MRP1, MRP2, MRP3, MRP4 und Pgp bei nativen MRP2[-/-]-Ratten durch die MRP2-Defizienz (erste Hypothese), durch nierenspezifische MRP2-Defizienz (zweite Hypothese) und durch die Nierentransplantation an sich bei MRP2-defizienten Ratten stĂ€rker als bei Wildtyp-Ratten (dritte Hypothese) beeinflusst werden. Bei nativen MRP2[-/-]-Ratten wurden erhöhte hepatische MRP3- und Pgp-Transkriptgehalte sowie ein erniedrigter renaler Pgp-Transkriptgehalt gefunden. Nierenspezifische MRP2-Defizienz hatte keinen Einfluss auf die untersuchten Transkriptgehalte. Andererseits waren bei MRP2[-/-]-EmpfĂ€ngern die MRP1-Transkriptgehalte in der Niere höher und in der Leber niedriger als die bei Wildtyp-EmpfĂ€ngern unabhĂ€ngig vom genetischen Hintergrund der transplantierten Nieren. Der Pgp-Transkriptgehalt transplantierter Wildtyp-Nieren war bei Wildtyp-EmpfĂ€ngern höher als bei MRP2[-/-]-EmpfĂ€ngern. Nach Transplantation von MRP2-/--Nieren war der hepatische MRP3-Transkriptgehalt bei MRP2[-/-]-EmpfĂ€ngern höher als bei Wildtyp-EmpfĂ€ngern. BezĂŒglich des hepatischen Pgp-Transkriptgehalts war es umgekehrt. Nach syngener Wildtyp-Nierentransplantation war im Vergleich zu nativen Wildtyp-Ratten lediglich der hepatische Pgp-Transkriptgehalt erhöht. Nach syngener MRP2[-/-]-Nierentransplantation waren die renalen MRP1- und MRP4-Transkriptgehalte höher und die hepatischen niedriger als die bei nativen MRP2[-/-]-Ratten. Der Pgp-Transkriptgehalt syngen transplantierter MRP2[-/-]-Nieren war höher als bei autochthonen Nieren nativer MRP2[-/-]-Ratten. Zusammenfassend konnte die MRP2-Defizienz der nativen MRP2[-/-]-Ratten auf transkriptionaler Ebene bestĂ€tigt werden. Durch die MRP2-Defizienz wurde die transkriptionale Regulation von MRP3 und Pgp bei nativen Ratten beeinflusst (erste Hypothese). Nach Nierenkreuztransplantationen wurden zwar keine VerĂ€nderungen auf transkriptionaler Ebene gefunden, publizierte Daten zum renalen MRP4-Proteingehalt geben jedoch Hinweise auf post-transkriptionale Regulationsmechanismen (Grisk et al., 2009). Außerdem scheint der genetische Hintergrund der EmpfĂ€nger bei Transplantationen von Wildtyp- und MRP2[-/-]-Nieren fĂŒr die untersuchten Transkriptgehalte von MRP1, MRP3 und Pgp von Bedeutung zu sein (zweite Hypothese). Die untersuchten Transkriptgehalte scheinen bei MRP2[-/-]-Ratten durch die syngene Nierentransplantation in grĂ¶ĂŸerem Umfang beeinflusst zu werden als bei Wildtyp-Ratten (dritte Hypothese).
Etablierung neuer Modelle der Expressionsminderung zur funktionellen Analyse des (Pro)Reninrezeptors (2014)
Czauderna, Inga Carolin
Im Rahmen der Promotionsarbeit wurden Modelle der Expressionsminderung fĂŒr In-vitro-Studien zur Wirkung des (Pro)Renin-Rezeptors ((P)RR) etabliert und Analysen hinsichtlich möglicher Effekte auf pH-Werte in Organellen im Vergleich zu den Effekten des spezifischen V-ATPase-Blockers Bafilomycin A durchgefĂŒhrt. Einerseits erfolgte ein induzierter Knock-out mittels Cre/loxP-System bei embryonalen Fibroblasten der Maus (MEF), andererseits wurde als mildere Alternative eines konsequenten Knock-out eine transiente Downregulation mittels siRNA smart Pool bei Renin sezernierenden As4.1-Zellen durchgefĂŒhrt. Anhand beider Modelle konnte nachgewiesen werden, dass sich eine Expressionsminderung des (P)RR sowie ein V-ATPase-Block mittels Bafilomycin A1 negativ auf das ZellĂŒberleben und auf die Proliferation der Zellen auswirkte. Bei den (P)RR-Knock-out-MEF kam es zu keinen pH-Wert-VerĂ€nderungen, wĂ€hrend unter der Behandlung mit Bafilomycin A1 als Ursache fĂŒr das Zellsterben eine eindeutige pH-Wert-Erhöhung in spĂ€ten Endosomen und Lysosomen ausgemacht werden konnte. Sekretionsanalysen zur basalen Renin- und Proreninfreisetzung und Analysen zum jeweiligen Proteingehalt der As4.1-Zellen zeigten in den (P)RR-Knock-down-Zellen keine VerĂ€nderungen. Nur der spezifische Block der V-ATPasen mittels Bafilomycin A fĂŒhrte zu einer gesteigerten Rate der basalen Reninfreisetzung. Untersuchungen saurer Organellen der As4.1-Zellen ergaben hingegen interessante Ergebnisse: WĂ€hrend ein V-ATPase-Block erwartungsgemĂ€ĂŸ zu einer geringen FluoreszenzintensitĂ€t der pH-sensitiven Farbstoffe Lysosensor und Lysotracker fĂŒhrte, nahm die IntensitĂ€t in (P)RR-Knock-down-Zellen ĂŒberraschenderweise zu. Aus diesem gegensinnigen Effekt ließe sich die Hypothese ableiten, der (P)RR sei ein natĂŒrlicher Inhibitor der V-ATPase. Die direkte Interaktion beider Proteine und die Hemmung der V-ATPase-AktivitĂ€t durch den (P)RR/ATP6ap2 bleiben jedoch durch funktionelle Analysen zu ĂŒberprĂŒfen. Die Arbeit trĂ€gt mit der Etablierung neuer Modelle der (P)RR-Depletion sowie mit den Daten zu pH-Werten in Organellen zur AufklĂ€rung der Wirkungen des (Pro)Renin-Rezeptors bei.
Die Wirkung des AT1-Rezeptorantagonisten Losartan auf den Verlauf der Polyarteriitis nodosa bei der Cyp1a1ren2 transgenen Ratte (2013)
Cirkel, Christoph Hans-Georg
Die Polyarteriitis nodosa ist eine seltene nekrotisierende Vaskulitis der mittelgroßen Arterien, die erstmalig Kussmaul und Maier 1866 beschrieben haben. Peters et al. konnten in ihrem Tiermodell die Polyarteriitis nodosa in Cyp1a1ren2 transgenen Ratten reproduzierbar induzieren. Notwendige Faktoren sind die proreninabhĂ€ngige Aktivierung des Renin-Angiotensin-Systems und die Implantation eines telemetrischen Blutdrucksenders in die Aorta. Die orale Darbietung von I3C fĂŒhrt zur Aktivierung des Cyp1a1-Promoters und daraus resultierend zu einer dosisabhĂ€ngigen Expression von Prorenin aus dem murinen ren2-Transgen. Die Implantation des telemetrischen Blutdrucksenders stimuliert das Immunsystem, was ĂŒber den Nachweis von undefinierten Autoantikörpern sichtbar wird. Nur die Kombination all dieser Faktoren ist ausreichend, um eine PAN zu induzieren. Die Studie untersucht, ob die Polyarteriitis nodosa der Cyp1a1ren2 transgenen Ratte abhĂ€ngig vom AT1-Rezeptor ist, ob sich ihr Verlauf beeinflussen lĂ€sst und ob die VaskulitisschĂ€den teilweise oder sogar ganz heilbar sind. Nach einer Krankheitsinduktionsphase von 6 Wochen erfolgte bei einem Teil der Ratten die Therapie mit dem AT1-Rezeptorblocker Losartan. Losartan konnte das Fortschreiten der PAN stoppen. Infolge der Therapie war bei keiner dieser Ratten histologisch eine aktive PAN mehr nachweisbar. Diese Studie liefert starke Hinweise darauf, dass Losartan eine bestehende PAN bei der Cyp1a1ren2 transgenen Ratte zur Abheilung bringt. Dies begleitet eine Reendothelialisierung. Residual findet sich hĂ€ufig eine Fibrose. Die immunhistochemische Untersuchung der Organe zeigte, dass sich im Bereich der von aktiver PAN betroffenen BlutgefĂ€ĂŸe der nicht therapierten Gruppe eine vermehrte Anzahl an CD4-positiven Immunzellen insbesondere Makrophagen/Monozyten befinden; diese können pathognomonisch bedeutsam sein. Die vorliegende Arbeit liefert starke Hinweise darauf, dass die Polyarteriitis nodosa der Cyp1a1ren2 transgenen Ratte AT1-Rezeptor vermittelt ist und eine Losartantherapie zur Regression der Erkrankung fĂŒhren kann.
Die Wirkungen der Inkretine GIP und GLP-1 auf die Blutglukoseregulation bei Ratten und deren Modifikation durch Hemmung der Dipeptidyl-Peptidase-4 (2016)
Berg, Sabine
Mehr als 20 Jahre Forschung zu Inkretinen fĂŒhrten zu neuen Klassen von Antidiabetika, den Inkretin Analoga und den DPP-4-Hemmern, die die biologische Halbwertzeit von GIP (Glucose dependent insulinotropic polypeptide) und GLP-1 (Glucagon-like-peptide-1) verlĂ€ngert. Noch sind zahlreiche Fragen bezĂŒglich der Effekte der beiden Inkretin Hormone GIP und GLP-1 bei gesunden Personen und diabetischen Patienten offen. Derzeit vorliegende Studien erlauben bisher nur einen sehr begrenzten direkten Vergleich zur insulinogenen Wirkung der beiden Inkretine. Die insulinogenen Wirkungen von GIP und GLP-1 wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit im direkten Vergleich in normoglykĂ€mischen und hyperglykĂ€mischen Ratten Modellen untersucht. Es wurde ein experimentelles Testmodell entwickelt, um die Dosis-abhĂ€ngige Insulin-Antwort nach GIP und GLP-1 Injektion unter vergleichbaren Bedingungen messen zu können. FĂŒr GIP und GLP-1 konnte eine dosisabhĂ€ngige Stimulation der Insulinsekretion unter NormoglykĂ€mie dokumentiert werden. GIP erwies sich als stĂ€rker insulinogen als das GLP-1. Bei ihrer Applikation vor dem standardisierten IVGTT (Intravasaler Glukose Toleranz Test) wirkten die Inkretine dosisabhĂ€ngig insulinogen. Als Ă€quipotente Dosen im IVGTT wurden 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1 identifiziert, belegt durch vergleichbare Glukose- und InsulinĂŒberschreitungsflĂ€chen und einen vergleichbaren insulinogenen Index. Der durch die Inkretingabe erhöhte Glukoseabstrom war nach 2 nmol/kg GIP doppelt so hoch als nach 4 nmol/kg GLP-1 Gabe. Die kombinierte Gabe von GIP und GLP-1 induzierte eine im Vergleich zur Einzelapplikation stĂ€rkere biphasische Insulinfreisetzung. In einem nĂ€chsten Schritt wurde die insulinogene Wirkung der equipotenten Dosen GIP und GLP-1 unter systemischer DPP-4-Hemmung in Wistar Ratten untersucht. Dazu wurden 20 min vor dem Test 30 ”mol/kg des DPP-4-Hemmers P32/98 oral verabreicht. Die Unterbindung der Inkretininaktivierung induzierte differente insulinogene Wirkungen von 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1. WĂ€hrend die DPP-4-Hemmung die durch das das GIP induzierte InsulinausschĂŒttung, den insulinogenen Index und den Glukoseabstrom weiter verstĂ€rkte und die Glukosetoleranz verbesserte, fĂŒhrte sie nahezu zum Verlust der insulinogenen Potenz von GLP-1. Der Wirkungsverlust des GLP-1 unter systemischer DPP-4-Hemmung gab Anlass, den GLP-1 Metaboliten hinsichtlich eigener Wirkungen zu untersuchen. Die Gabe des GLP-1 Metaboliten vor dem IVGTT wies auf eine schwache eigene insulinogene Wirkung hin. Die durch die DPP-4-Hemmergabe induzierte Reduktion des Inkretineffektes von 4 nmol/kg intaktem GLP-1 (GLP-1 (7-36) amid) konnte durch die Kombination mit dem GLP-1 Metaboliten (GLP-1 (9-36)) nur gemindert werden. Bei hyperglykĂ€mischen ZDF Ratten induzierten 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1 einen vergleichbar großen Anstieg der Insulinkonzentrationen im Plasma. Dieser Anstieg fiel aber bei den hyperglykĂ€mischen Tieren geringer (3-fach) als bei den Wistar Ratten (5-fach) aus. Die Anstiege der Insulinkonzentrationen im Plasma hatten in den ZDF Ratten keine Blutglukose senkende Wirkung. Insgesamt wurde im Vergleich mit den Daten aus der Literatur noch einmal unterstrichen, dass die Form der Applikation von GIP und GLP-1 fĂŒr deren insulinogene Wirkung von entscheidender Bedeutung ist. Bolusgaben, d.h. ein kurz anhaltender Stimulus und Infusionen von GIP und GLP-1 induzieren jeweils spezifische Wirkungen, die beim therapeutischen Einsatz von Bedeutung sein können. Die intravasalen Applikationen von GIP und GLP-1 als Boli ĂŒber 10 Tage ergaben fĂŒr das GLP-1 erwartete und bereits bekannte Effekte, fĂŒr das GIP aber neue Erkenntnisse. Die Behandlung mit GLP-1 ĂŒber 10 Tage reduzierte das Körpergewicht und senkte die NĂŒchternglykĂ€mie. Über diese fĂŒr eine Diabetestherapie gĂŒnstigen Effekte verfĂŒgt das GIP nicht. Die histologische Untersuchung des Pankreas nach der 10-tĂ€gigen Behandlung mit GIP zeigte im Vergleich zu Kontrolltieren eine höhere Zahl Insulin produzierender Zellen im Pankreas. Die GIP Injektionen ĂŒbten damit einen messbaren Effekt auf die Erhaltung bzw. Neubildung Insulin produzierender Zellen aus. Die Bolus Applikation von GIP und GLP-1 vor dem IVGTT induzierte bei den hyperglykĂ€mischen Tieren einen kurzen Insulinanstieg, der aber durch die anschließende Glukosegabe nicht mehr induzierbar war, die ß-Zellen waren scheinbar erschöpft. Die systemische DPP-4-Hemmung verstĂ€rkte in den diabetischen Tieren die durch GIP induzierte InsulinausschĂŒttung und senkte die Blutglukose. Im Gegensatz dazu wurde der insulinogene Effekt von GLP-1 durch die DPP-4-Hemmung nicht verĂ€ndert. Damit wurden die bei den gesunden Ratten erhobenen Befunde in den ZDF Ratten Versuchen reproduziert. Die vorgelegten Ergebnisse zeigen, dass das GIP eine Reihe wertvoller, die ß-Zellfunktion betreffenden Wirkungen besitzt. Die Arbeiten an GIP Analoga sollten weiter gefĂŒhrt werden, um das Potential des GIP bei der Therapie des Diabetes besser nutzen zu können.
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