Der Einfluss hypoxisch induzierter zerebraler Faktoren auf die renale Synthese von Erythropoietin: Eine tierexperimentelle Studie

Abstract

Ausgangspunkt.Während Struktur und Wirkung von Erythropoietin gut dokumentiert sind, ist über die Mechanismen der Regelung der Erythropoietin-Synthese bisher nur wenig bekannt. Insbesondere sind Lokalisation und Funktion der Sauerstoff- empfindlichen Sensoren, die ihrerseits die renale Erythropoietin-Synthese regeln, bisher nur unzureichend beschrieben. Zahlreiche Befunde aus der Literatur deuten darauf hin, dass auch extrarenale Sensoren, speziell im Bereich des Hirnstammes, in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle spielen. Um diese Hypothese zu erhärten, wurde durch Insufflation von synthetischer Cerebrospinal-Flüssigkeit in die katheterisierte Cisterna magna von Ratten ein zerebraler Hochdruck mit konsekutiver Hypoxie am Hirnstamm erzeugt. Dies sollte - gemäß der Hypothese - eine gesteigerte renale Erythropoietin-Synthese nach sich ziehen. Ergebnisse. Lag der Hirndruck über dem mittleren arteriellen Blutdruck oder persistierte der Hirnhochdruck über einen längeren Zeitraum (³ 10 min), führte dies zur signifikant gesteigerten Erythropoietin-Plasmakonzentration. Bilaterale Nephrektomie der Ratten brachte diesen Effekt zum Verschwinden. Systemische Parameter (Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoff- bzw. Kohlendioxid-Partialdruck, pH-Wert) wurden durch den Eingriff nicht beeinflusst. Da sich die Glukose-Plasmakonzentrationen während der Versuche nicht veränderten, wirkte der zerebrale Hochdruck spezifisch auf die renale Synthese von Erythropoietin. Schlussfolgerung. Erhöhung des intrakraniellen hydrostatischen Druckes führt zur gesteigerten renalen Erythropoietin-Syntheserate. Dies legt den Schluss nahe, dass zerebrale Sauerstoff-empfindliche Sensoren bei Hypoxie die Freisetzung humoraler Faktoren verursachen, die die Niere hinsichtlich der Erythropoietin- Synthese triggern. Die Natur und Funktion dieser "Erythropoietin-Releasing- Faktoren" müssen durch zukünftige Versuche charakterisiert werden.

The influence of hypoxic-induced cerebral factors on renal synthesis of erythropoietin. A study in rats Starting point. While the structure and function of erythropoietin are well documented, the mechanisms of the regulation of the renal synthesis of erythropoietin are poorly understood. Especially, the description of the localization and function of the O2-sensitive sensor regulating in its turn the renal synthesis of erythropoietin is insufficient. A body of evidence suggests that extrarenal O2-sensitive sensors, localized particularly in the brain-stem, play a pivotal role in this connexion. To support this concept, a high cerebral pressure with consecutive hypoxia in the area of the brain-stem was generated by insufflation of synthetic cerebrospinal fluid into the catheterised cisterna magna of rats. According to the hypothesis, this manoeuvre should be followed by an increased renal production rate of erythropoietin. Results. When the cerebral pressure of the rats was above the level of their mean arterial blood pressure or the high cerebral pressure persisted for a longer period (³ 10 min), the erythropoietin plasma concentration increased significantly. Bilateral nephrectomy abolished this effect. Systemic parameters (heart rate, blood pressure, paO2, paCO2, pHa) were not affected. For the plasma concentration of glucose remained constant, the effect of the high cerebral pressure on the renal synthesis of erythropoietin seems to be specific. Conclusions. Increasing the cerebral hydrostatic pressure leads to an increased renal synthesis of erythropoietin. It seems to be obvious that during hypoxia cerebral O2-sensitive sensors release humoral factors triggering the renal synthesis of erythropoietin. The structure and function of these "erythropoietin-releasing-factors" have to be characterized in future experiments.