Einfluss von Änderungen der Blutdruckvariabilität auf das Renin-Angiotensin- System an der chronisch intrumentierten, wachen Ratte

Abstract

Hintergrund: Physiologische Schwankungen des Blutdrucks mit einer Frequenz von 0.1 Herz können die Fähigkeit der Nieren zur Autoregulation des renalen Blutfluss umgehen. Der Einfluss solcher plötzlichen Veränderungen des renalen Perfusionsdrucks auf die Blutdruckregulation z.B. durch das Renin Angiotensin System sind derzeit unbekannt. Daher haben wir den Einfluss solcher Blutdruckoszillationen auf die Plasma Renin Aktivität und die Renin mRNA Spiegel in der Niere währen der Initialphase des renovaskulären Hypertonus studiert. Methoden und Ergebnisse: 30 männlich SD Ratten (zufällig den folgenden Protokollen zugeordnet) wurden zur Messung des systemische Blutdrucks chronisch instrumentiert. Eine aufblasbare Manschette wurde benutzt um den renalen Perfusionsdruck über 24 Stunden in sich frei bewegenden Ratten zu senken und um Blutdruckoszillationen zu erzeugen. Am Ende des Versuches wurden Blutproben zur Bestimmung der Plasma Renin Aktivität entnommen, die Nieren entnommen und der Renin mRNA Gehalt mittels eines Northern Blots bestimmt. Eine Reduktion des renalen Perfusionsdrucks verdoppelte die Plasma Renin Aktivität und den Renin mRNA Gehalt. Die Überlagerung von 0.1-Hz. Oszillationen auf den reduzierten renalen Perfusionsdruck schwäche den Blutdruckanstieg ab und führte zu einem weniger stark ausgeprägtem Anstieg der Plasma Renin Aktivität und der Renin mRNA Spiegel. In einer zweiten Versuchsserie wurden 30 männliche SD zufällig den gleichen Versuchsprotokollen wie oben erwähnt zugeordnet. Zuvor waren diese Tiere aber mit einer salzreichen Diät ernährt worden. Die hohe Salzaufnahme hatte keine Effekt auf den systemischen Blutdruck, die Plasma Renin Aktivität und die Renin mRNA Spiegel unter Kontrollbedingungen und bei einem auf 80 mmHg reduziertem renalen Perfusionsdruck. Die Effekte der überlagerten 0.1 Hz Blutdruckoszillationen wurden aber durch die hohe Salzaufnahme abgeschwächt. In einer dritten Versuchsreihe wurden 40 SD Ratten wie oben beschrieben chronisch instrumentiert. Der renale Perfusionsdruck wurde für 24 Stunden auf 90, 80 und 70 mmHg abgesenkt und die Plasma Renin Aktivität und der Renin mRNA Gehalt bestimmt. Eine Reduktion des renalen Perfusionsdrucks führte zu einem fast linearen Anstieg des systemischen Blutdrucks und der Plasma Renin Aktivität. Der Renin mRNA Gehalt war verglichen mit der Kontrollgruppe signifikant erhöht, wenn der renale Perfusionsdruck auf 90 mmHg abgesenkt wurde. Eine weitere Senkung des renalen Perfusionsdrucks führte zu keinem weitern Anstieg der Renin mRNA Spiegel mehr. In einer vierten Versuchsserie wurden 40 SD Ratten zufällig den vorher erwähnten Protokollen zugeordnet. Zuvor wurden die Tiere jedoch salzreich ernährt. Eine salzreiche Ernährung schwächte den bei reduziertem renalen Perfusionsdruck beobachteten Anstieg von Plasma Renin Aktivität und Renin mRNA Gehalt ab. Der Renin mRNA Gehalt war verglichen mit der Kontrollgruppe erst signifikant erhöht, wenn der renale Perfusionsdruck auf 80 mmHg abgesenkt wurde. Eine weitere Senkung des renalen Perfusionsdrucks führte zu keinem weitern Anstieg der Renin mRNA Spiegel mehr. Schlussfolgerung: Blutdruckfluktuationen schwächen den in der Initialphase der renovaskulären Hypertonie beobachteten Blutdruckanstieg ab, indem Sie zu einem geringeren Anstieg der Plasma Renin Aktiviät und des Renin mRNA Gehaltes führen. Der Renin mRNA Gehalt reagiert dichotom auf eine Reduktion des renalen Perfusionsdrucks. Durch eine salzreiche Ernährung kann der Schwellenwert dieses System zu niedrigern Werten hin verschoben werden.

Background: Physiological blood pressure (BP) fluctuations with frequencies of 0.1 Hz can override renal blood flow autoregulation. The influence of such immediate changes in renal perfusion pressure (RPP) on daily BP regulation, e.g. via PRA and Renin mRNA, however, is unknown. Thus, we studied the effects of such RPP oscillations on renal Rennin mRNA levels, Plasma Renin Activity (PRA) and on systemic BP during the onset of renal hypertension. Methods and Results: 30 male SD rats (randomly assigned to each of the following protocols) were chronically instrumented for the measurement of systemic BP. An inflatable cuff was used to reduce and to oscillate RPP over 24 hours in the freely moving rat. At the end of the experiment blood samples for PRA were drawn, animals were scarified, kidneys were harvested and Renin mRNA was detected by northern blot analysis. Reducing RPP to 80 mm Hg doubled PRA and Renin mRNA levels. Superimposing 0.1-Hz oscillations (± 10 mmHg) onto the reduced RPP blunted hypertension and PRA as well as Renin mRNA levels were significantly reduced at this experimental protocol. In a second set of experiments 30 male SD rats were randomly assigned to the same protocols as mentioned above but prior to the experiments a high sodium diet was fed to the animals. High sodium intake had no effect on PB, PRA and rennin mRNA levels under control condition and when RPP was reduced to 80 mmHg. But the effects of 0.1 Hz BP oscillations on systemic BP, PRA and Renin mRNA were attenuated when a high sodium diet was fed prior to the experiments. In a third set of experiments 40 male SD rats were chronically instrumented as described above. RPP was reduced to 90, 80 and 70 mmHg for 24 hours and PRA as well as Renin mRNA were estimated at the end of the experiment. Reduction of RPP led to an almost linear increase of BP and PRA. Renin mRNA levels were significantly higher when RPP was reduced to 90 mmHg compared to control levels. A further decrease in RPP did not lead to a further increase in Renin mRNA levels. In a fourth set of experiments 40 male SD rats were randomly assigned to the same protocols as mentioned above but prior to the experiments a high sodium diet was fed to the animals. High sodium intake attenuated the increase in BP and PRA observed after reduction of RPP. Renin mRNA levels increased significantly when RPP was set to 80 mmHg. A further decrease in RPP did not lead to a further increase in Renin mRNA levels. Conclusions: BP fluctuations induce a reduction in PRA and Renin mRNA levels and markedly attenuate the acute development of renovascular hypertension. Renin mRNA levels reveal a dichotomic response to a reduction of RPP. A high sodium intake reduces the threshold pressure of this system.