Kardiovaskuläre Rezeptorsysteme in der chronischen Urämie - Untersuchungen am Modell der subtotal nephrektomierten Ratte
Creators: name: Röhnert, Peter
Publisher: name: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Year: 2000
Subjects: Elektronische Publikation
Zsfassung in engl. Sprache

description: Bei der chronischen Urämie treten häufig kardiovaskuläre Veränderungen auf. Der Mechanismus für diesen Zusammenhang ist nicht vollständig aufgeklärt. Daher wurde die physiologische und biochemische Funktion kardiovaskulärer Rezeptoren am Modell der subtotal nephrektomierten Ratte näher untersucht. Um die β-adrenerge Funktion am Herzen zu charakterisieren, erfolgte die Bestimmung der Änderung der Kontraktionskraft am Ventrikelstreifen mit dem nicht selektiven β-Adrenozeptoragonisten Isoprenalin. Die Wirkung von Isoprenalin war bei urämischen Ratten abgeschwächt. Zur Untersuchung, welche Komponente der β-adrenergen Signaltransduktion für diesen abgeschwächten Effekt von Isoprenalin verantwortlich ist, erfolgte die Bestimmung der Bildung von c-AMP nach Stimulation des Rezeptors, der G-Proteine (GS und Gi) und der katalytischen Untereinheit der Adenylylzyklase. Es konnten keine Veränderungen in der Aktivität von GS- und Gi-Protein sowie der Adenylylzyklase gefunden werden, wohingegen die Bildung von c-AMP durch Isoprenalin im Herzen urämischer Ratten abgeschwächt war. Die Anzahl von β-Adrenozeptoren in Rohmembranfraktionen des linken Ventrikels wurde durch Radioligand-Bindungsstudien bestimmt. Es konnten keine Unterschiede in der Rezeptordichte gefunden werden, was eine Rezptor-down-regulation ausschließt. Auch konnte ein möglicher Einfluß von M2-Cholinozeptoren auf die β-adrenerge Funktion ausgeschlossen werden, da die physiologische und biochemische Funktion von M2-Cholinozeptoren unverändert war. Für die abgeschwächte Isoprenalin-Wirkung ist möglicherweise eine Desensibilisierung verantwortlich, was auf erhöhte Plasmanoradrenalinkonzentrationen oder auf urämische Toxine zurückzuführen sein könnte. Das System NO-lösliche Guanylylzyklase vermittelt einen negativ inotropen Effekt am Herzen. Untersuchungen zur Änderung der Kontraktionskraft von NO in Isoprenalin vorstimulierten Ventrikelstreifen zeigten, dass NO bei urämischen im Gegensatz zu scheinoperierten Ratten keine negativ inotrope Wirkung vermittelt. NO und Veränderungen der Guanylylzyklase sind nicht für diesen Effekt verantwortlich, da das c-GMP Analogon 8-Bromo-c-GMP unter den gleichen experimentellen Bedingungen ebenfalls keine negativ inotrope Wirkung vermittelt. Die Konzentrations-Wirkungskurve von Noradrenalin für die Steigerung der Kontraktionskraft von Streifen der Aorta thoracica war nach links verschoben, die vasokonstriktiven Eigenschaften von Endothelin hingegen unverändert. Am Herzen waren die beiden Gq/11-Protein gekoppelten Rezeptoren α1-Adrenozeptor und ET-Rezeptor funktionell intakt. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die β-adrenerge Signaltransduktion defekt ist, was möglicherweise auf eine Desensibilisierung von β-Adrenozeptoren zurückzuführen ist. Dies könnte wesentlich zu einer Verschlechterung der Herzfunktion führen. Bei den urämischen Ratten zeigte NO keine negativ inotrope Wirkung und könnte so die abgeschwächte β-adrenerge Funktion kompensieren. Weiterhin könnte durch den Wegfall der NO-Wirkung die Ausbildung einer Herzhypertrophie begünstigt werden. Die Sensibilisierung der Aorta thoracica kann über die Erhöhung der Nachlast zur Verschlechterung der Herzfunktion beitragen.
description: The development of cardiovascular disorders is a common feature in chronic uremia. However, the responsible mechanisms for this co-appearance are still not completely understood. Therefore, to get an explanation the physiological and biochemical function of cardiac and vascular receptors were examined in an animal model of chronic uremia, by subtotal nephrectomy of rats. To investigate the β-adrenergic function in hearts of uremic rats the force of contraction induced by the unspecific β-adrenoceptor agonist isoprenalin was determined in ventricular strips. Its response was diminished. To further investigate which component of the β-adrenoceptor mediated signalling pathway is responsible for the decreased response to isoprenaline, the formation of c-AMP was assessed following stimulation of β-adrenoceptor, GS-, Gi-protein and adenylyl cyclase. No changes in activity of GS-, Gi-protein and catalytic subunit of adenylyl cyclase were found, but isoprenaline produced significantly less c-AMP in hearts of uremic rats. Determination of the β-adrenoceptor density was performed by radioligand binding studies in crude membrane preparations isolated from left ventricles of sham-operated (SOP) and uremic rats. There were no changes in the β-adrenoceptor density, excluding a down regulation of the receptor. A possible role of the M2-cholinoceptor, concerning the diminished response to isoprenaline have to be ruled out because the physiological and biochemical function of M2-cholinoceptor is unchanged. A desensitisation of β-adrenoceptors might be responsible for the altered β-adrenergic function, possibly due to elevated noradrenaline concentration or influence of uremic toxins. Another cardiac system mediating negative inotropic effects is the NO-guanylyl cyclase-system. Experiments for changes in force of contraction by NO in isoprenaline stimulated ventricular strips showed that NO lacks to exhibit a negative inotropic effect in uremic but not sham-operated rats. NO as well as alterations in guanylyl cyclase might not be responsible for this defect since the c-GMP analogon 8-Br-c-GMP failed to exhibit a negative inotropic response under same experimental conditions. α1-adrenoceptor and the endothelin receptor (both Gq/11-protein coupled) were functionally intact in heart. In general the concentration-response curve for noradrenaline induced increase in force of contraction in aorta thoracica was shifted to the left, whereas vasoactive properties of endothelin were unchanged. The present study shows that in uremia the β-adrenoceptor mediated signalling pathway is altered, possibly due to desensitisation of β-adrenoceptors. This may lead to impaired cardiac performance. In chronic uremic rats NO shows no negative inotropic effect and therefore might compensate the diminished β-adrenergic function. Moreover it might also contribute to the development of cardiac hypertrophy. The sensitisation of aorta thoracica to noradrenaline may cause alterations in cardiac function via increasing afterload.