Einleitung: Fetale Programmierung beschreibt die Beeinflussbarkeit des genetischen Materials der Eltern sowie der intrauterinen Entwicklung der Nachkommen durch verschiedene Umweltfaktoren. Als eine der ersten Arbeiten zu dem Thema stellte die Barker Hypothese einen Zusammenhang zwischen Mangelernährung während der Embryogenese und daraus resultierend niedrigem Geburtsgewicht und dem späteren Auftreten kardiovaskulärer Erkrankungen her. Je nach Zeitpunkt der Beeinflussung können diese Programmierungen lebenslange Auswirkungen hervorrufen. Ernährung nimmt in diesem Zusammenhang eine besondere Stellung ein. Tierstudien, welche sich mit Diät-assoziierten Einflüssen auf die Entwicklung, insbesondere mit Fehlernährung in utero befassen, zeigen beim Nachwuchs programmierbare strukturelle Veränderungen von Organen zentraler Bedeutung. Als molekulargenetisches Äquivalent nimmt man eine Vielzahl epigenetischer Modifikationen an. Aktuell wird der Einfluss von salzreicher Nahrung im Zusammenhang mit der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen kontrovers diskutiert. Hierbei stehen besonders Veränderungen des Renin-Angiotensin- Aldosteron-Systems (RAAS) und deren Auswirkungen im Fokus. Der Schwerpunkt dieser Promotionsarbeit liegt auf der Untersuchung der Programmierbarkeit des renalen RAAS durch die parentale Hochsalzdiät als externem Faktor.
Methoden: Im durchgeführten Ratten-Fütterungsversuch sollte der Einfluss einer Hochsalzdiät als externem Faktor mit besonderem Hinblick auf programmierbare Veränderungen des renalen RAAS in der ersten Nachkommengeneration (F1) untersucht werden. Es erfolgten klinische Untersuchungen sowie die Typisierung der Komponenten des renalen RAAS mithilfe von Western Blots.
Ergebnisse: Maternale Programmierungseffekte der Hochsalzdiät zeigten sich an einer erhöhten relativen Angiotensin-II-Rezeptor-Typ-1-Expression (AT1) und einem erhöhten Finalgewicht. Im Hinblick auf die relative Expression des Mineralokortikoid-Rezeptors (MCR) und von Renin, kam die maternale Programmierung erst durch den gleichzeitigen Konsum der Hochsalzdiät zum Tragen. Hämodynamik und Finalgewicht waren durch paternale Programmierungseffekte beeinflussbar. Zudem führte die Hochsalzdiät an sich zu einem Anstieg des Blutdrucks und Nierengewichts sowie zu einem Abfall der relativen Angiotensin-II-Rezeptor-Typ-2-Expression (AT2).
Schlussfolgerung: In der vorliegenden Studie konnten sowohl maternal als auch paternal programmierende Effekte beobachtet werden. Ob zur klassischen Barker Hypothese vergleichbare epigenetische Mechanismen vorliegen, muss jedoch erst durch nachfolgende Untersuchungen überprüft werden. Viele Veränderungen zeigen sich geschlechtsabhängig, kongruent zu Ergebnissen tierexperimenteller Studien zum Thema fetale Programmierung. Speziell konnten programmierende Effekte auf die Hämodynamik und das renale RAAS der F1-Generation nachgewiesen werden. Manche der gezeigten Effekte scheinen aber auch ausschließlich auf die Hochsalzdiät zurückzugehen, beziehungsweise werden erst durch die gleichzeitige Hochsalzdiät manifest.
Introduction: Fetal programming refers to the link between environmental factors and intrauterine development as well as paternal genetics. The original Barker hypothesis postulates that people with a low birth weight are at greater risk of developing coronary heart disease. According to this theory, during a critical phase of the intrauterine development some environmental factors can impact fetal programming resulting in lifelong consequences. Nutrition seems to take a special role in this. Studies of animals, especially those subject to under-nutrition in utero generally exhibit changes in the structure of key organs. Epigenetic changes are thought to be the molecular equivalent. The link between a high salt diet and the prevalence of cardiovascular disease is discussed adversely. Focusing on the changes in the RAAS with its consequences, this thesis aims to investigate the programming effects of a parental high salt diet on the renal RAAS in the offspring.
Methods: A rat-feeding study was designed to show the influence of a high salt diet as a programming environmental factor on the renal RAAS in the F1-generation. The components of the renal RAAS were analyzed by Western Blot.
Results: Maternal programming effects might be seen in the increase of relative AT1- receptor expression and the final bodyweight. An elevation of the relative expression of MCR and renin required a concomitant feeding of a high salt diet. Blood pressure, heart rate and final weight seem to be influenced by paternal programming. Furthermore, the high salt diet itself led to a rise in blood pressure and increased kidney weight as well as a lower relative AT2-receptor expression.
Conclusion: In the present study we could show maternal as well as paternal programming effects. To see if there are epigenetic changes as proposed by the original Barker hypothesis, further investigations are required. Comparable with other animal studies on the issue of fetal programming, we found many sex-specific effects. Specifically programming effects influencing the blood pressure and the renal RAAS were detected in the F1-generation. Some of the effects seen in this study seem to be due to the high salt diet postnatally itself rather than fetal programming.
