Heart and kidney are closely related during the course of heart failure. Indeed, a growing body of clinical data suggest that heart failure is a significant risk factor for kidney disease, which contributes to a higher mortality and morbidity. Unfortunately, until now the underlying mechanisms, which lead to the progressive renal damage during heart failure, are still lacking. Therefore, the main aim of this study was to investigate in male rats the effect of ACF-induced heart failure on hemodynamic parameters, kidney histology as well as on putative alterations in apoptotic factors responsible for apoptotic events during renal damage. The results showed that a significant increase in the weight indices of the heart and lung following ACF-induced heart failure was associated with systolic and diastolic dysfunction as reflected by significant changes in hemodynamic parameters compared to control. As a consequence of this ACF-induced heart failure, histological and ultrastructural alterations indicated obvious renal damage. Moreover, DNA fragmentation analysis showed a strong TUNEL positive staining in the nuclei of renal cells confirming an ongoing apoptotic process in the kidneys of rats with ACF-induced heart failure. Consistently, double immunofluorescence confocal microscopy showed proapoptotic Bax overexpression, mitochondrial leakage of cytochrome C into cell cytoplasm concomitant with the transfer of activated caspase 3 into to the nucleus of renal cells to initiate an apoptotic process. Taken together, these findings provide histological, immunohistochemical and ultrastructural evidence of an ongoing apoptotic process in the kidneys of rats with ACF-induced congestive heart failure supporting the notion that there is a pathological interaction between heart and kidney during heart failure.
Herz und Niere sind während des Herzversagens eng miteinander verbunden. In der Tat deuten immer mehr klinische Daten darauf hin, dass die Herzinsuffizienz ein signifikanter Risikofaktor für eine Nierendysfunktion ist, der zu einer höheren Mortalität und Morbidität beiträgt. Leider fehlen bis heute Erkenntnisse über die möglichen zugrundeliegenden Mechanismen, die zum progressiven Nierenschaden bei Herzinsuffizienz führen. Das Hauptziel dieser Studie war es daher, bei männlichen Ratten die Wirkung von ACF-induzierter Herzinsuffizienz auf hämodynamische Parameter, die Nierenhistologie sowie auf apoptotische Faktoren zu untersuchen, die an apoptotischen Ereignissen während einer Nierenschädigung beteiligt sind. Der signifikante Anstieg der Gewichtsindizes von Herz und Lunge nach ACF-induzierter Herzinsuffizienz war mit einer systolischen und diastolischen Dysfunktion verbunden, was sich im Vergleich zur Kontrolle durch signifikante Änderungen der hämodynamischen Parameter zeigte. Als Folge dieser ACF-induzierten Herzinsuffizienz wiesen histologische und ultrastrukturelle Veränderungen auf offensichtliche Nierenschäden hin. Darüber hinaus zeigte die DNA-Fragmentierungsanalyse eine starke TUNEL-positive Färbung in den Kernen von Nierenzellen, was einen anhaltenden apoptotischen Prozess in den Nieren von Ratten mit ACF-induzierter Herzinsuffizienz bestätigte. Konsequent zeigte die konfokale Doppelimmun-fluoreszenzmikroskopie eine proapoptotische Bax-Überexpression, einen mitochondrialen Austritt von Cytochrom C in das Zellcytoplasma und ein gleichzeitig erfolgter Transfer von aktivierter Caspase 3 in die Zellkerne der Nierenzellen, was einen apoptotischen Prozess initiiert. Zusammengenommen liefern diese Ergebnisse histologische, immunhistochemische und ultrastrukturelle Hinweise für einen fortlaufenden apoptotischen Prozess in den Nieren von Ratten mit ACF-induziertem kongestivem Herzversagen. Dies unterstreicht die pathologische Interaktion zwischen Herz und Niere im Rahmen einer Herzinsuffizienz.
