Rolle der p38 MAPK bei der stärkeren Angiotensin II-Antwort afferenter Arteriolen nach Hypoxie/Reoxygenierung, Noradrenalin- sowie H2O2-Behandlung

Abstract

Ziel: Hypoxie mit Generierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) sowie Aktivierung des sympathoadrenergen Systems sind wichtige Komponenten der Pathogenese des akuten Nierenversagens. Wir prüften die Hypothese, dass akute Hypoxie/Reoxygenierung mit Bildung von ROS die Antwort glatter Gefäßmuskelzellen von afferenten Arteriolen (AA) auf Angiotensin II (Ang II) erhöht und dass dies eine Aktivierung der p38 MAPK und MYPT1 sowie verstärkte Phosphorylierung der MLC20 einschließt. Methodik: Die kontraktile Funktion isolierter, perfundierter AA von C57BL/6 Mäusen wurde unter isotonischen Bedingungen untersucht. Zur Erzeugung einer Hypoxie wurden die Gefäße 60 Minuten mit 95 % N2 und 5 % CO2 begast. Die Reoxygenierungszeit (Begasung mit Carbogen) betrug 10 Minuten. Das ROS-Protokoll bestand aus 10 Minuten Perfusion mit H2O2 (10-5 mol/l) bzw. DMEM/F-12 als Kontrolle. In beiden Protokollen schlossen sich Konzentrations-Wirkungs-Kurven für Ang II an. Die Expression der p38 MAPK, MLC20 und MYPT1 bzw. deren Phosphorylierung wurden in präglomerulären Arteriolen von C57BL/6 Mäusen nach Behandlung mit Hypoxie bzw. Carbogen, auch in Kombination mit Noradrenalin (NA, 10-9 mol/l), untersucht. Ergebnisse: Hypoxie/Reoxygenierung erhöhte die Ang II-Sensitivität, NA während Hypoxie oder während Kontrollbedingungen verstärkte die maximale Konstriktion. H2O2 verstärkte ebenfalls die Gefäßantwort auf Ang II (10-7 - 10-6 mol/l). Phosphorylierung der MLC20 war nur nach Behandlung mit NA unter Kontrollbedingungen erhöht. Behandlung mit H2O2 verringerte sie im Vergleich zur Kontrolle. Die Phosphorylierung von p38 MAPK oder MYPT1 wurde durch keine der Bedingungen beeinflusst. Schlussfolgerung: Hypoxie/Reoxygenierung, NA in niedriger Konzentration und H2O2 verstärken die Ang II-Antwort von AA. Die erhöhte Gefäßreaktivität kann für die Minderperfusion der Niere bei Hypoxie/Reoxygenierung bzw. Ischämie/Reperfusion verantwortlich sein. P38 MAPK und MYPT1 sind an der Vermittlung der Effekte möglicherweise nicht beteiligt.

Aim: Hypoxia and generation of reactive oxygen species (ROS), as well as activation of the sympatho-adrenergic system are involved in the pathogenesis of acute kidney injury. We tested the hypothesis that acute hypoxia and ROS aggravate the response of vascular smooth muscle cells (VSMC) in afferent arterioles (AA) to angiotensin II (Ang II) and that this is accomplished by activating p38 MAPK, MYPT1 and increased phosphorylation of the MLC20. Methods: Isolated, perfused AA were investigated under isotonic conditions in C57BL/6 mice. Hypoxia was induced by bubbling the solution with 95 % N2 and 5 % CO for 60 min. Vessels were re-oxygenated by application of 95 % O2 and 5 % CO2 (carbogen) for 10 min. The ROS protocol consisted of 10 min perfusion with H2O2 (10-5 mol/l) or DMEM/F-12 (control). Both protocols were followed by concentration-response curves for Ang II (10-12 - 10-6 mol/l). The phosphorylation of p38 MAPK, MYPT1, and MLC20 was examined in preglomerular vessels after treatment with hypoxia/re-oxygenation or carbogen, respectively, also in combination with norepinephrine (NE, 10-9 mol/l). Results: Hypoxia/re- oxygenation increased the Ang II sensitivity. NE application during control conditions and also during hypoxia increased the maximum constriction of AA to Ang II. H2O2 also enhanced the vascular response to Ang II in the range of 10-7 - 10-6 mol/l. Phosphorylation of MLC20 was only enhanced after NE treatment under control conditions. Treatment with H2O2 decreased it. The phosphorylation of p38 MAPK and MYPT1 was not influenced by any of the manipulations. Conclusion: Hypoxia/re-oxygenation, H2O2, and NE increase the response of AA to Ang II. The enhanced vasoreactivity of AA may contribute to the reduced renal perfusion after hypoxia/re-oxygenation and ischemia/reperfusion injury, respectively. It seems the p38 MAPK and MYPT1 are not involved in the mediation of the effect.