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Renin ist einer der Hauptbestandteile sowie das geschwindigkeitsbestimmende Enzym des Renin-Angiotensin-Systems (RAS). Der Wirkmechanismus Renins außerhalb des endokrinen RAS ist nach wie vor Gegenstand aktueller Forschung. Herzen von transgenen Ratten mit Überexpression nicht-sekretorischen Renins sind ex-vivo vor einer Ischämie-Reperfusions-induzierten Schädigung geschützt und protektive Effekte bei kardialen Zellen mit Überexpression nicht-sekretorischen Renins unter Ischämie-relevanten Bedingungen konnten in-vitro belegt werden. Durch Transkription alternativer Renin-mRNAs (u.a. 1A-9Renin) verbleibt das translatierte Renin intrazellulär im Zytosol bzw. wird in Mitochondrien aufgenommen. Das nicht-sekretorische 1A-9Renin wird (patho-)physiologischer Weise z.B. nach Myokardinfarkten in kardialen Zellen hochreguliert. Aufgrund der intrazellulären Verteilung liegt eine Beeinflussung mitochondrial regulierter Prozesse, wie der intrinsischen Apoptose/Nekrose, der zellulären Atmung und des Metabolismus nahe. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war (1) eine Expressionsanalyse der verschiedenen Renintranskripte in H9c2-Kardiomyoblasten, die für 24 h einer kombinierten Sauerstoff- und Glukosedepletion (OGD) ausgesetzt waren, (2) die Bedeutung nicht-sekretorischen Renins für das Zellüberleben von H9c2-Zellen unter OGD zu untersuchen und (3) anhand der Analyse mitochondrialer Parameter, wie der mitochondrialen Aktivität/Integrität, der extra-mitochondrialen und mitochondrialen Sauerstoffverbrauchsraten sowie des Metabolismus, Informationen zum Wirkmechanismus des nicht-sekretorischen Renins abzuleiten. Die Daten bestätigen eine endogene Regulation der Reninexpression durch Ischämie-relevante Bedingungen in H9c2-Zellen. Nach OGD kam es bei H9c2-Zellen zu einer erhöhten Expression der Renintranskripte. Zellen mit Überexpression des nicht-sekretorischen Renins (1A-9Renin-Zellen) waren vor einer OGD-vermittelten Schädigung geschützt. Dies ging u.a. einher mit einer Aufrechterhaltung des mitochondrialen Membranpotenzials und höherer mitochondrialer Reservekapazität. Die bei 1A-9Renin-Zellen gezeigten Effekte unterstützen die Hypothese, dass nicht-sekretorisches Renin im Sinne einer Anpassung an wiederholte Ischämien wirksam ist. Die gewonnenen detaillierteren Einblicke in die Wirkung des nicht-sekretorischen Renins könnten bei der Entwicklung neuer Behandlungsstrategien hilfreich sein.

Der (Pro)Renin Rezeptor ((P)RR, auch ATP6ap2) wurde 2002 als membranständiges Protein entdeckt. Seitdem treten neben dem Renin-Angiotensinogen-Angiotensin System (RAAS) immer mehr Signalwege zu Tage, die von der Funktion des (P)RR abhängen. Hierzu zählen neben dem kanonischen Wnt – pathway und dem nicht kanonischen Wnt-PCP (planar cell polarity) auch ein Einfluss auf vesikuläre ATPasen und Transkriptonsfaktoren (PLZF Erk1/2). Wegen frühzeitig letaler Verläufe unter vollständiger (P)RR Elimination in vivo bleibt mit einer moderaten Verminderung der Expression (Downregulation) ein Weg, um die Relevanz und Beteiligung des Rezeptors weiter zu untersuchen. In der tumorösen renalen Zelllinie As4.1 wurde hierzu durch die AG Peters eine selektive (P)RR Downregulation etabliert. Die hierunter erfolgte unselektive Analyse des gesamten Transkriptoms zeigte 28 relevante Änderungen der Transkriptkonzentrationen, dessen zugehörige Genprodukte sich funktionell in zwei Gruppen teilen lassen. Einerseits waren mehrere Zilien assoziierte Transkripte nach (P)RR Downregulation erhöht, andererseits waren Zellzyklus assoziierte Transkripte vorrangig vermindert. Hieraus ergaben sich als Zielstellungen für die Arbeit: 1.) eine erneute gezielte und statisisch belastbare Überprüfung der zuvor veränderten Transkriptkozentrationen unter (P)RR Downregulation, 2.) eine funktionelle Untersuchung des Zusammenhangs von (P)RR zur ziliären Expression und dem Zellzyklus, 3.) die Analyse möglicher vermittelnder Signalwege. Durch molekularbiologische und funktionelle Untersuchungen, Flureszenszmikroskopie und FACS Analysen, wurden im Rahmen dieser Arbeit (ad 1) die Transkriptveränderungen bestätigt, (ad 2) eine relevant verminderte Proliferationsrate und ein Zellzyklusarrest, bei gleichzeitig erhöhter Expression des primären Ziliums unter (P)RR Downregulation nachgewiesen, sowie (ad 3) Transkriptmengen Steigerungen des kanonischen und Wnt-PCP gemessen. Ohne Analyse der zugehörigen Proteinmengen lässt sich aus den Ergebnissen nur vorsichtig schlussfolgern, dass der (P)RR (ad 1) möglicherweise im Aufbau des primären Zilium und/oder in der Entstehung von Ziliopathien beteiligt ist, (ad 2) eine (P)RR Downregulierung den Zellzyklus protrahiert und die Expression des primären Ziliums verstärkt und (ad 3) die Wnt-Signalwege dies vermitteln könnten. Neben dem ausstehenden Nachweis auf Proteinebene wäre ein gezielter Vergleich von primärem Zilium (fast ubiquitär, Zellzyklus abhängige Expression) gegenüber den spezialisierten Zilien der symptomatischen Ziliopathien (Retinitis pigmentosa, Polyzystische Nierenerkrankung) interessant, wobei in der Einordnung der Ergebnisse die Sonderrolle der hier gewählten Zellkultur (As4.1, renale Tumorlinie) berücksichtigt werden muss.

Die neonatale sympathische Denervierung steigert die Agonist-induzierte Gefäßkontraktion. Dieser Effekt kommt möglicherweise durch modifizierte Signaltransduktionsmechanismen zustande. Dazu könnten Veränderungen in Rho-Kinase(ROCK)- und L-Typ-Ca2+-Kanalabhängigen Signalwegen gehören, welche den Rezeptoren der vasoaktiven Agonisten nachgeschaltet sind. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob die verstärkte Aktivierung der ROCK und/oder L-Typ-Ca2+-Kanäle zur gesteigerten Noradrenalin(NA)-induzierten Gefäßkontraktion bei renalen Widerstandsgefäßen neonatal sympathektomierter Ratten beitragen. Für die experimentellen Untersuchungen wurden normotensive männliche 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+-Kanäle isolierter renaler Widerstandsgefäße wurde mittels Western-Blot untersucht. Zusätzlich wurde das Ruhemembranpotential der glatten Gefäßmuskelzellen mittels Mikroelektroden registriert. Die neonasale sympathische Denervierung führte im Vergleich zur Scheinsympathektomie zu einer gesteigerten NA-Sensitivität bei Gefäßen normotensiver Ratten. Sowohl die Inhibition der ROCK als auch die Blockade von L-Typ-Ca2+-Kanälen führte zur Rechtsverschiebung der NA-Konzentrations-Wirkungs-Kurve. Diese Effekte waren bei Gefäßen sympathektomierter Tiere im Vergleich zu scheinbehandelten Kontrollen deutlicher ausgeprägt. L-Typ-Ca2+-Kanalaktivierung mittels S-(-)-BayK8644 löste bei Nierenarterien sympathektomierter Ratten starke Gefäßkontraktionen aus. Die Gefäße der Kontrollen reagierten hingegen nur schwach auf S-(-)-BayK8644. Der Proteingehalt der a1-Untereinheit der L-Typ-Ca2+-Kanäle glatter Gefäßmuskelzellen unterschied sich nicht zwischen beiden Gruppen. Das Ruhemembranpotential glatter Gefäßmuskelzellen unterschied sich statistisch signifikant zwischen beiden Gruppen (p < 0,05) und betrug –57,5 ± 2,2 mV bei renalen Widerstandsgefäßen sympathektomierter Tiere und –64,3 ± 0,3 mV bei Kontrollen. Die Depolarisation der glattmuskulären Zellmembran durch kaliumreiche Organbadlösung steigerte die S-(-)-BayK8644-induzierte Kontraktion der Gefäße sympathektomierter Tiere und löste Kontraktionen bei Gefäßen der Kontrolltiere aus. Die Aktivierung von KATP-Kanälen führte zum vollständigen Verschwinden der S-(-)-BayK8644-induzierten Kontraktion bei Gefäßen sympathektomierter Tiere. Diese Befunde zeigen, dass die sympathische Denervierung renaler Gefäße zu einer Depolarisation des Membranpotentials der Gefäßmuskelzellen führt, die zu einer gesteigerten Aktivierbarkeit L-Typ-Ca2+-Kanal-abhängiger Signalwege beiträgt.

Fokus der vorliegenden Arbeit war es, die Regulation des Aldosterons durch kaliumreiche Diät in Assoziation mit Expression und Funktion des AT2R in der NNR zu analysieren. Es wurde nachgewiesen, dass eine Renin-unabhängige Stimulation der Aldosteronsynthese durch die HKD in verschiedenen Tierstämmen (Sprague Dawley und transgene CxmAT2R- Ratten der Linie 235) mit Erhöhung der Expressionen des AT2R und der Proteinkinase p85α einhergehen. Die Ergebnisse über 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 Tierstämmen zur Erhöhung der gemessenen Plasmakonzentration für Aldosteron bei annähernd gleichbleibenden Plasmareninkonzentrationen. Dieser Effekt konnte durch mRNA- Untersuchungen in der ISH bestätigt werden. Die relativen Expressionen des AT2R in der NNR ergaben für 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 Kaliumkanälen gewählt. Dabei konnte unabhängig von der Diät 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 kräftige Färbung im NNM sowie nur einzelne, gefärbte 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 Diät für die Aldosteronproduktion und dessen funktionellen Zusammenhang mit Expressionen verschiedener Rezeptoren der Nebenniere. Von besonderem Interesse wird in zukünftigen Untersuchungen sein, inwieweit es Interaktionen zwischen AT2R, p85α, weiteren Adapterproteinen und den hyperpolarisierenden Kaliumkanälen auf intrazellulärer Signalebene sowie Liganden-abhängigen 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 kürzlich neu entwickelten AT2- Rezeptoragonisten (Compound 21) könnten in diesem Zusammenhang zu aufschlussreichen Erkenntnissen führen.

Der epitheliale Natriumkanal ist an einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt. In den Sammelrohrepithelzellen der Niere trägt er im Wesentlichen zur Na+- und Wasserreabsorption bei. In den glatten Gefäßmuskelzellen kann er als Mechanosensor die mechanischen Gefäßwandeigenschaften beeinflussen. Die Expression und Aktivität des ENaC werden durch das Mineralokortikoid Aldosteron moduliert. Eine Blockade der ENaC-Funktionalität ist über das Diuretikum Amilorid möglich. Inwieweit der ENaC zur Entwicklung renovaskulärer Veränderungen als Bestandteil der Pa-thogenese einer vom Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)-abhängigen Hypertonieform beiträgt, ist Gegenstand dieser Arbeit. Mit Hilfe von in vitro- und in vivo-Experimenten an proximalen Widerstandsgefäßen haben wir die Funktion proximaler Widerstandsgefäße nach der Induktion einer experimentellen arteriellen Hypertonie untersucht. Dazu verwendeten wir ein transgeninduziertes Rattenmo-dell (Cyp1a1ren-2), das sich durch ein überaktives 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 ähnliche Gefäßantworten zwischen den vergleichenden Gruppen. Im Rahmen der Acetylcholin-induzierten, endothelabhängigen Vasodilatation sahen wir bei Cyp1a1ren-2-Ratten nach Transgeninduktion und auch unter Amilorid-Einfluss keine signifikanten Veränderungen der Gefäßeigenschaften. Im Gegensatz dazu ließ sich eine Desensibilisierung auf Angiotensin II und ein reduzierter Gefäßwiderstand 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 über das renale Sammelrohr der entscheidene Faktor zu sein. Zusammengefasst zeigen unsere Ergebnisse, dass nicht ENaC-abhängige Veränderungen der Funktion von Widerstandsgefäßen, sondern ENaC-abhängige Prozesse der renalen Natrium-Reabsorption an der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie bei hypertensiven Cyp1a1ren-2-transgenen Ratten beteiligt sind.

In vorrausgegangen Studien konnte gezeigt werden, dass neonatale Sympathektomie bei SHR eine Senkung des arteriellen Mitteldrucks hervorruft. Es zeigte sich bei renalen Widerstandsgefäßen sympathektomierter SHR eine gesteigerte Noradrenalin-Sensitivität und eine vermehrte Vasokonstriktion nach spezifischer L-Typ-Ca2+-Kanalaktivierung. Die Mechanismen der Noradrenalin-Supersensitivität nach neonataler Sympathektomie sind Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Ziel der durchgeführten Experimente war es, mögliche Veränderungen nach neonataler Sympathektomie in renalen und mesenterialen Widerstandsgefäßen zu charakterisieren und dabei auf eine Abhängigkeit vom Gefäßbett 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. Dafür wurden die distalen Interlobararterien der Niere und die 3. Generation von Aufzweigungen der Arteria mesenterica superior beider Geschlechter verwendet. Zusätzlich wurden diese Gefäße per real-time PCR auf die Expression verschiedener Gene untersucht. Die entnommenen isolierten Segmente der renalen und mesenterialen Widerstandsgefäße wurden zunächst hinsichtlich ihres Kontraktionsverhaltens myographisch untersucht. Dafür 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 Sensitivität der Gefäße auf Noradrenalin nach neonataler Sympathektomie. In einem zweiten myographischen Experiment untersuchten wir die Veränderungen der Gefäßantwort 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 Gefäße 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-Supersensitivität führen, wurden im letzten Experiment Konzentrations-Wirkungs-Kurven für 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 für die mesenterialen Arterien nicht nachgewiesen werden. In den beschriebenen myographischen Experimenten ließen sich keine geschlechtsspezifische Unterschiede feststellen. Die renalen und mesenterialen Gefäße wurden anschließend noch in einer real-time PCR auf die Expression der ROCK-I, ROCK-II und der Cav1.2-Kanäle hin untersucht und auf die Haushaltsgene β-Actin und PBGD normiert. Es zeigte sich in der Gruppe der weiblichen sympathektomierten Tiere eine signifikant gesteigerte Expression der Cav1.2-Kanäle in den untersuchten Nierenarterien. In der Gruppe der männlich-sympathektomierten und den Mesenterialarterien beider Geschlechter zeigten sich keine Veränderungen in der Expression der ROCK oder der Cav1.2-Kanäle. Aus den Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass neonatale Sympathektomie bei normotensiven Ratten zu einer gesteigerten Noradrenalin-Sensitivität der glatten Muskelzellen von renalen und mesenterialen Widerstandsarterien führt. Diese Noradrenalin-Supersensitivität zeigt eine Abhängigkeit vom Gefäßbett. In den renalen Arterien der sympathektomierten Tiere ließ sich eine gesteigerte Abhängigkeit der Noradrenalin-induzierten Vasokonstriktion von der ROCK und der Funktion der Cav1.2-Kanäle nachweisen. Hinweise auf geschlechtsspezifische Unterschiede nach neonataler Sympathektomie zeigten sich in der Expression der Cav1.2-Kanäle, welche in der Gruppe der weiblich sympathektomierten Tiere gesteigert waren.

Im Rahmen der Promotionsarbeit wurden Modelle der Expressionsminderung für 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 durchgeführt. 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 durchgeführt. Anhand beider Modelle konnte nachgewiesen werden, dass sich eine Expressionsminderung des (P)RR sowie ein V-ATPase-Block mittels Bafilomycin A1 negativ auf das Zellüberleben und auf die Proliferation der Zellen auswirkte. Bei den (P)RR-Knock-out-MEF kam es zu keinen pH-Wert-Veränderungen, während unter der Behandlung mit Bafilomycin A1 als Ursache für das Zellsterben eine eindeutige pH-Wert-Erhöhung in späten 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 Veränderungen. Nur der spezifische Block der V-ATPasen mittels Bafilomycin A führte zu einer gesteigerten Rate der basalen Reninfreisetzung. Untersuchungen saurer Organellen der As4.1-Zellen ergaben hingegen interessante Ergebnisse: Während ein V-ATPase-Block erwartungsgemäß zu einer geringen Fluoreszenzintensität der pH-sensitiven Farbstoffe Lysosensor und Lysotracker führte, nahm die Intensität in (P)RR-Knock-down-Zellen überraschenderweise zu. Aus diesem gegensinnigen Effekt ließe sich die Hypothese ableiten, der (P)RR sei ein natürlicher Inhibitor der V-ATPase. Die direkte Interaktion beider Proteine und die Hemmung der V-ATPase-Aktivität durch den (P)RR/ATP6ap2 bleiben jedoch durch funktionelle Analysen zu überprüfen. Die Arbeit trägt mit der Etablierung neuer Modelle der (P)RR-Depletion sowie mit den Daten zu pH-Werten in Organellen zur Aufklärung der Wirkungen des (Pro)Renin-Rezeptors bei.

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 proreninabhängige Aktivierung des Renin-Angiotensin-Systems und die Implantation eines telemetrischen Blutdrucksenders in die Aorta. Die orale Darbietung von I3C führt zur Aktivierung des Cyp1a1-Promoters und daraus resultierend zu einer dosisabhängigen Expression von Prorenin aus dem murinen ren2-Transgen. Die Implantation des telemetrischen Blutdrucksenders stimuliert das Immunsystem, was über 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 abhängig vom AT1-Rezeptor ist, ob sich ihr Verlauf beeinflussen lässt und ob die Vaskulitisschäden 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 häufig eine Fibrose. Die immunhistochemische Untersuchung der Organe zeigte, dass sich im Bereich der von aktiver PAN betroffenen Blutgefäße 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 führen kann.

Das in der Transplantationsmedizin häufig verwendete Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA) hemmt wichtige Transportproteine in der Niere, induziert oxidativen Stress und trägt zur Entwicklung einer Dysfunktion des Gefäßsystems bei. Neben der durch CsA vermittelten arteriellen Hypertonie sind die akute und die chronische Nephrotoxizität weitere Folgen des Medikamenteneinsatzes. Die akute CsA-Nephropathie ist reversibel und geht mit hämodynamischen Veränderungen einher, die in einer Reduktion des renalen Blutflusses, einer Erhöhung des renalen Gefäßwiderstandes und einer Verminderung der glomerulären Filtrationsrate bestehen. Die genauen Mechanismen, die zu diesen hämodynamischen Veränderungen führen, sind allerdings unklar. Cyclosporin A wird hauptsächlich hepatisch eliminiert, aber auch renal unter Beteiligung transepithelialer Transportprozesse ausgeschieden. Zu den Transportproteinen, die das Pharmakon über die apikale Membran der proximalen Tubulusepithelzellen sezernieren, zählt multidrug resistance-related protein 2 (Mrp2). Experimentelle Studien zeigen, dass eine generalisierte Mrp2-Defizienz mit der Akkumulation von Mrp2-Substraten in Geweben und extrazellulären Flüssigkeiten assoziiert ist. Die Bedeutung einer Fehlfunktion dieser Effluxpumpe für die renale CsA-Substanzelimination und die CsA-Nephrotoxizität 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 für die Bearbeitung der Fragestellung dar, ob eine renale Mrp2-Funktionsminderung die akute CsA-Nephrotoxizität verstärkt. Der Fokus wurde dabei auf die in-vivo-Untersuchung vaskulärer Mechanismen gelegt, die zum nichtimmunologisch bedingten Versagen von Nierentransplantaten beitragen können. Zu diesem Zweck wurden Nierenkreuztransplantationsexperimente durchgeführt, bei denen durch die Wahl des Spendertieres bzw. Transplantates eine nierenspezifische Mrp2-Defizienz in den Empfängertieren erzeugt werden konnte. Bei den gewählten Rattenstämmen tritt aufgrund der hochgradigen genetischen Übereinstimmung keine Transplantatabstoßung auf, wodurch potenziell toxische Cyclosporin-A-Effekte weitgehend unabhängig von entzündlichen Prozessen untersucht werden können. Den Versuchstieren wurde peroral entweder CsA in einer Dosierung von 30 mg*kg-1*d-1 oder Placebo über einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht. An Tag 28 post transplantionem wurden die akuten Experimente zur Untersuchung der renalen Hämodynamik durchgeführt. Nach Instrumentierung der narkotisierten Tieren und Erhebung der Messwerte für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck sowie die basalen renalen hämodynamischen Parameter wurde Urin zur späteren Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate mittels Inulin-Clearance gewonnen. Für die Untersuchung der endothelialen Funktion und der Agonist-induzierten Vasokonstriktion der renalen Nierentransplantatgefäße 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 hämodynamischen Daten für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den renalen Blutfluss und den renalen Gefäßwiderstand zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede in dem für 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 Gefäßantworten, den reaktiven renalen Gefäßwiderstand und die renale Morphologie. Die hochdosierte CsA-Be-handlung verminderte jedoch statistisch signifikant die glomeruläre Filtrationsrate und das Gewicht der Empfängertiere. Zusammenfassend zeigen die Untersuchungen, dass die durch die hochdosierte CsA-Behandlung in dem verwendeten Transplantationsmodell induzierten hämodynamischen Effekte unabhängig von der nierenspezifischen Mrp2-Expression waren, was gegen einen entscheidenden Einfluss dieses Transportproteins auf die akute CsA-induzierte Nephropathie spricht.

Obwohl der Myokardinfarkt eine der häufigsten Todesursachen überhaupt ist, sind die zellulären und molekularbiologischen Pathogenesemechanismen und seine Therapiemöglichkeiten nicht ausreichend untersucht. Es ist bekannt, dass die Entzündungsreaktion für die Folgen eines Myokardinfarkts eine große Rolle spielt. In dieser Arbeit wurde ein Modell zur näheren Untersuchung grundlegender intrazellulärer und interzellulärer Mechanismen dieser Entzündungsreaktion entworfen. Es wurde ein in vitro Kokultursystem zwischen mononukleären 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 für den Patienten sicherer gestaltet werden. Dieses Modell wurde durch die Simulation vieler bereits in vivo beschriebener Befunde im Rahmen eines Myokardinfarkts verifiziert. Dazu zählen die Verstärkung der Expression von ICAM&#8209;1 auf Herzzellen sowie eine Erhöhung von ICAM&#8209;1 und LFA&#8209;1α auf MNC. Diese Befunde konnten mit dem entwickelten in vitro Kokultur&#8209;Modell in Bezug auf Lymphozytensubpopulationen differenziert werden. Zusätzlich wurden Aussagen über LFA&#8209;1α speziell auf B- und T&#8209;Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen, über MHC Klasse I und II auf T&#8209;Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen und über den Aktivierungsgrad der T&#8209;Lymphozytensubopulationen getroffen. Durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen kommt es zu Veränderungen von Oberflächenstrukturen auf beiden Zelltypen. Es kann von einem erhöhten Aktivierungszustand der MNC nach der Kokultur ausgegangen werden, da die Expressionsdichte von Aktivierungsmarkern (IL&#8209;2 Rezeptoren, MHC Klasse II) auf MNC durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen erhöht war. Die verstärkte Expression von ICAM&#8209;1, LFA&#8209;1α, MHC Klasse I und MHC Klasse II auf H9c2 Zellen sowie die erhöhten prozentualen Anteile an CTL und T&#8209;Helferzellen und die erhöhten Expressionen von LFA&#8209;1α und ICAM&#8209;1 auf MNC durch die Kokultur lassen auf eine Interaktion zwischen mononukleären Zellen und Kardiomyozyten schließen. Insbesondere die Ergebnisse aus den an den H9c2 Zellen adhärierten MNC verstärken diesen Aspekt. Es gibt verschiedene Interaktionsmöglichkeiten zwischen MNC und H9c2 Zellen. Einerseits ist die Rezeptorbindung zwischen LFA&#8209;1α auf MNC oder H9c2 Zellen und ICAM&#8209;1 auf Kardiomyozyten oder MNC wichtig, andererseits spielt die Rezeptorbindung über MHC Klasse I/CD8 beziehungsweise über MHC Klasse II/CD4 eine Rolle. Durch die Kokultur wurde die erhöhte Produktion und Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen und löslichen Mediatoren für TNF&#8209;α, IL&#8209;6 und NO gezeigt. Da H9c2 Zellen unter Kontrollbedingungen kein TNF&#8209;α in das Kulturmedium freisetzten, wird deutlich, dass die gemessene erhöhte Menge an TNF&#8209;α nach der Kokultur von MNC stammte. Andererseits konnte nicht geklärt werden, ob das erhöhte IL&#8209;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&#8209;6 freisetzten. Es muss davon ausgegangen werden, dass die erhöhte IL&#8209;6 Konzentration aus der infolge der Kokultur vermehrten Produktion beider Zelltypen hervorgegangen ist. Aufgrund dessen, dass besonders IL&#8209;6 für die Induktion der Expression von ICAM&#8209;1 verantwortlich ist, scheint eine Signaltransduktion zwischen MNC und H9c2 Zellen von TNF&#8209;α über IL&#8209;6 und ICAM&#8209;1 wahrscheinlich. H9c2 Zellen sowie MNC sezernieren unabhängig von der Kulturzeit eine geringe NO Menge, die durch die Kokultur gesteigert wurde. Durch eine längere Kokulturzeit wurde quantitativ nicht mehr NO sezerniert als bereits nach 24 Stunden, sodass geschlussfolgert werden kann, dass die NO Freisetzung besonders in der frühen Inflammationsphase eine Rolle spielt. Da IL&#8209;6 erst verzögert nach 48 Stunden Kokultur verstärkt freigesetzt wird, TNF&#8209;α aber bereits nach 24 Stunden ein Maximum im Kulturüberstand erreichte, wird die Induktion der NO Freisetzung eher auf TNF&#8209;α oder andere proinflammatorische Zytokine, nicht aber auf IL&#8209;6 zurückzuführen sein. Es ist nicht bekannt, ob NO durch IL&#8209;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 für 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&#8209;Lymphozyten erhöht sich. Jedoch spiegelt die Kokultur nicht in allen Parametern die Aktivierung des lokalen RAS innerhalb der nicht adhärierten MNC wieder. Die adhärierten MNC waren für die PCR Untersuchung nicht zugänglich. Es bleibt offen, inwieweit es zur Aktivierung des lokalen RAS in MNC durch die Kokultur kommt. Da sowohl sMNC als auch PBMC über alle RAS-Komponenten zur Generierung von ANG II verfügen, kann geschlussfolgert werden, dass sie ein lokales Renin&#8209;Angiotensin&#8209;System besitzen. Es können durch die Kokultur bedingte Veränderungen hinsichtlich der Oberflächenexpression einiger Strukturen durch den Einsatz von spezifischen Hemmstoffen des RAS vermindert oder aufgehoben werden. Dieser Effekt ist ein Indikator dafür, 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&#8209;1α und ICAM&#8209;1 exprimierenden T&#8209;Lymphozyten. Zusätzlich kam es zur Verminderung der Dichte von MHC Klasse II Oberflächenmolekülen auf T&#8209;Lymphozyten und der IL&#8209;2 Rezeptordichte auf CTL gegenüber den ohne Inhibitor kokultivierten Zellen. Diese Befunde lassen auf einen geringeren Aktivitätszustand der MNC und auf eine schwächere Interaktion zwischen MNC und H9c2 Zellen durch Behandlung mit einem AT1 Rezeptorblocker schließen. Dies ist ein Indiz dafür, dass das lokale RAS der MNC in der Kokultur von MNC und H9c2 Zellen aktiviert wird. Im Gegensatz dazu lässt sich die durch die Kokultur bei H9c2 Zellen induzierte Apoptose und Nekrose durch AT1R und AT2R Blockade nicht verhindern. Dieses Modell ist geeignet, zelluläre und molekulare Prozesse des Myokardinfarkts zu simulieren. Es könnte künftig ein wichtiger Bestandteil des Arzneimittelscreenings der Herzinfarkttherapie darstellen und als Grundlage für weitere Studien in der Behandlung des Myokardinfarktes dienen. Zur Optimierung dieses Modells sollte eine Methode etabliert werden, die es ermöglicht, die adhärierten MNC von den H9c2 Zellen zu trennen, um sie molekularbiologisch untersuchen zu können.

Zahlreiche Studien liefern Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen reaktiven Sauerstoffspezies und der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie der Hypertonie. Besonders NADPH-Oxidase-abhängige Sauerstoffradikale wurden als wichtige krankheitserzeugende Faktoren in der Entwicklung und Aufrechterhaltung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie der arteriellen Hypertonie identifiziert und Substanzen erforscht, die zu experimentellen und therapeutischen Zwecken die NADPH-Oxidase-Aktivität hemmen. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, durch frühzeitige 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 über 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 durchgeführt. 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 Blutdrücke 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 Klärung der Mechanismen, die die vasodilatierende Wirkung von Apocynin vermitteln ergaben, dass durch die Hemmung der NADPH-Oxidase-abhängigen Sauerstoffradikale, durch die Abwesenheit von extrazellulärem 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 abgeschwächt und die kumulative Zugabe von Apocynin zeigte keine zusätzliche Wirkung auf die Wandspannung. Diese Ergebnisse belegen, dass die renalen Interlobar- und Koronararterien von SHR und F344 Ratten auf Apocynin mit einem ausgeprägten Dilatationsverhalten reagierten, die Vasodilatation jedoch nicht über eine Hemmung der NADPH-Oxidase, vermutlich aber über eine Hemmung der Rho-Kinase vermittelt wird.

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 Träger der diabetogenen Iddm1 und Iddm2 Genloci, nur eine T1D-Inzidenz von 10 % aufwies. Ursache für den diabetes-protektive Effekt war der alleinige chromosomale Austausch des diabetogenen Iddm4 Bereiches auf Chromosomen 6 der BB/OK Ratte durch den einer männlichen, diabetes-resistenten SH Ratte. Innerhalb dieser Arbeit sollten daher folgende Fragestellungen geklärt werden. 1. Ist die Iddm4 vermittelte Reduktion der Diabetesinzidenz auf die Expression eines oder mehrere potentieller diabetes-protektiver Gene zurückzuführen? 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 für einen T1D Schutz. Im zweiten Teil der Arbeit sollte geklärt werden, ob die T1D Inzidenz durch genomische Prägung der Gene des Dlk1-Dio3 Imprintingclusters beeinflusst wird: So sind auf dem väterlich vererbten Allel unter anderem die Gene Dlk1, Rtl1 und Dio3 aktiviert, während bei mütterlicher Abstammung Gtl2 und mikroRNAs exprimiert werden. Zur Klärung dieser Fragestellung wurden heterozygote F1 Hybride aus den Kreuzungen (BB/OK x BB.6S m) und (BB.6S m x BB/OK) generiert. Die phänotypischen Daten belegen, dass die heterozygoten Tiere in der Regel eine höhere T1D Inzidenz aufwiesen, die zusätzlich in Abhängigkeit vom Geschlecht der Nachkommen und dem Vererbungsmuster zwischen 21 und 74 % variierte. Generell waren weibliche Nachkommen besser vor einem T1D geschützt als männlichen Nachkommen. Außerdem zeigte sich, dass die T1D Inzidenz niedriger war, wenn das SHR Allels väterlicherseits 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 überraschenderweise 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 bestätigt werden, dass die Manifestation eines T1D durch Imprinting geprägt wird.

Die Kontrolle der Aldosteronbiosynthese in der ZG der Nebenniere wird hauptsächlich über den AT1R vermittelt. Die Funktion des AT2R hingegen, der in geringerem Ausmaß ebenfalls in der ZG exprimiert wird, ist weitgehend ungeklärt. 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 Gefäßen und Niere überexprimiert. Mittels nicht radioaktiver ISH konnte eine starke Überexpression von Maus-AT2R in der ZG nachgewiesen werden. Nach Stimulation des RAS mit exogen zugeführtem ANGII in einem 2-wöchigen Tierexperiment, konnte ein schnellerer und stärkerer Anstieg der PAK gemessen werden und somit ein inhibitorischer Effekt des AT2R auf die Aldosteronproduktion ausgeschlossen werden.

Den Ausgangspunkt für 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 Empfängertiere übertragen werden. Der renale Gefäßwiderstand der sympathektomierten SHR war dabei im Vergleich zu scheinbehandelten Kontrolltieren reduziert. Das Ziel der von uns durchgeführten Studie war es deshalb, mögliche Veränderungen in der Funktionsweise arterieller, renaler Widerstandsgefäße 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 Gefäße entsprechen mit einem Durchmesser von etwa 150 µm den proximalen renalen Widerstandsarterien der spontan hypertensiven Ratten. Das Untersuchungsmaterial ist männlichen 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 Widerstandsgefäße wurden zunächst hinsichtlich ihrer Antwort auf die Depolarisation des Membranpotentials untersucht. Diese bestand in allen Vorbehandlungsgruppen aus einer Vasokonstriktion ähnlichen Ausmaßes. Kumulative Konzentrations-Wirkungs-Kurven für die physiologischen Vasokonstriktoren Noradrenalin, Vasopressin und Endothelin-1 ergaben keine verminderte Reaktivität der distalen Interlobararterien nach Sympathektomie. Die Gefäßsegmente der sympathektomierten SHR verhielten sich supersensitiv gegenüber Noradrenalin und konstringierten nach Endothelin 1-Gabe stärker als die entsprechenden Gefäße der scheinbehandelten Tiere. Die Empfindlichkeit der Noradrenalin-induzierten Vasokonstriktion gegenüber extrazellulärem Kalzium war in der sympathektomierten Gruppe und bei den Kontrolltieren gleich groß. Auf die Aktivierung der L Typ-Kalziumkanäle 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 endothelunabhängige Relaxation der distalen Interlobararterien mit Nitroprussidnatrium zeigten bei den Tieren aller Vorbehandlungsgruppen ähnliche Ausmaße. Versuche mit L NAME und Indomethacin stehen im Einklang mit Befunden, die auf die Existenz eines endothelialen, Zyklooxygenase-abhängigen Konstriktionsfaktors und auf das Vorhandensein eines endothelialen, Zyklooxygenase- und Stickstoffmonoxidsynthase-unabhängigen relaxatierend wirkenden Faktors hindeuten. Die Wirkungen dieser Faktoren in den untersuchten Gefäßsegmenten der SHR wurden durch die neonatale Sympathektomie nicht beeinflusst. Aus den Ergebnissen lässt sich ableiten, dass die Senkung des renalen Gefäßwiderstandes nach neonataler Sympathektomie bei SHR wahrscheinlich nicht auf einer geringeren Reaktivität der distalen Interlobararterien gegenüber den untersuchten Vasokonstriktoren, nicht auf einer vergrößerten Fähigkeit dieser Gefäße zur Vasodilatation und nicht auf einem verminderten Einfluss extrazellulärer Kalziumionen auf die Vasokonstriktion beruht. In den durchgeführten Versuchen waren keine Veränderungen in der Funktion der proximalen renalen Widerstandsgefäße nachweisbar, die zur Erklärung der antihypertensiven Wirkung der Nierentransplantate sympathektomierter spontan hypertensiver Ratten herangezogen werden können.

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 führen. Als Organempfänger 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 Farbstoffverdünnungsmethode mit evans blue acht und zwölf Tage nach Transplantation untersucht. Die Plasmareninaktivität wurde am achten, die Plasmaaldosteronkonzentration am zehnten postoperativen Tag gemessen. Nach Transplantation erfolgte zur Untersuchung des Natriumhaushalts eine Haltung in Stoffwechselkäfigen über acht Tage. Zur Beurteilung der endogenen NO-Synthese wurde die renale Nitrat- und Nitritausscheidung über 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 Empfängern der Niere einer SHR scheinen als Ursache für die Posttransplantationshypertonie unwahrscheinlich. Auch Unterschiede in der Aktivität des vegetativen Nervensystems zwischen den Gruppen sind aufgrund eines vergleichbaren Blutdruckabfalls nach Ganglienblockade durch Hexamethonium nicht zu vermuten.