Tanja Puschner
Dr. sc. hum.
Untersuchungen zum Kallikrein-Kinin System der Ratte
Geboren am 31. 03. 1970 in Wilhelmshaven
Reifeprüfung am 11. 05. 1989 in Jever
Studiengang der Biologie vom WS 1990 bis SS 1995
Vordiplom am 24. 08. 1992 an der Universität Frankfurt am Main
Diplom am 20. 07. 1995 an der Universität Frankfurt am Main
Promotionsfach: Pharmakologie
Doktorvater: Prof. Dr. rer. nat. U. Hilgenfeldt
Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Identifizierung eines unbekannten Kinins im
Rattenurin mittels HPLC und spezifischen Radioimmunoassays. Wir finden im Urin und im
Plasma der Ratte ein „Kallidin“-Equivalent, das eine dem Kallidin ähnliche Retentionszeit
in der HPLC aufweist. Aufgrund der Daten der HPLC- und RIA-Analyse postulieren wir für
dieses Kinin die Sequenz Arg0-BK. Diese Hypothese muß noch durch eine
Massenspektroskopie bestätigt werden. Dieses „Kallidin“-Equivalent läßt sich durch Ratten-
Gewebskallikrein aus Ratten-LMW-Kininogen freisetzen. Das „Kallidin“-Equivalent ist in
Plasma und Urin in ähnlichen Konzentrationen vorhanden wie Bradykinin. Es könnte analog
zum humanen Kallidin für die meisten Kinin-Effekte verantwortlich sein.
Des weiteren wird in dieser Arbeit der Einfluß salzarmer bzw. salzreicher Ernährung auf
die Komponenten des KKS und des RAS der Ratte in Urin, Niere, Plasma, Leber, Herz und
Glandula submandibularis untersucht. Beide Systeme sind für die Salz-Wasser-Homöostase,
die Blutdruckregulation sowie die lokale Organdurchblutung verantwortlich und stehen in
antagonistischer, regulatorischer Beziehung. Ein weiterer Versuch soll mit Hilfe des B2-
Rezeptorantagonisten Icatibant die Regulation der Systeme durch den B2-Rezeptor
verdeutlichen.
Wir haben eine Kallikrein-Gensonde erstellt, mit der wir die Expression der Ratten-
Kallikrein-Genfamilie unter verschiedenen physiologischen und pathophysiologischen
Zuständen untersuchen können.
Die salzarme Diät bewirkt, wie seit längerem bekannt ist, eine erhöhte Reninaktivität und
damit eine gesteigerte Aldosteronkonzentration. Wir finden in diesem Zusammenhang eine
verminderte Expression der Kallikrein-Gene in der Niere, verbunden mit einer unveränderten
Kallikreinaktivität und Kininogen-Konzentration im Urin. Dieses führt zu einer verminderten
Kinin-Ausscheidung. Insbesondere die urinäre Konzentration des neu beschriebenen
„Kallidin“-Equivalent ist deutlich vermindert. Durch die Veränderungen im KKS und RAS
resultiert eine gesteigerte Natriumretention.
Unter salzreicher Diät messen wir im Urin erhöhte Kininogen- und Bradykinin-
Konzentrationen, die zu einer erhöhten Natriumexkretion im Sammelrohr führen. Allerdings
sind auch die Komponenten des RAS im Urin erhöht, was auf eine erhöhte plasmatische
Kaliumkonzentration zurückgeführt werden kann.
Im Plasma finden wir unter salzarmer Diät einen erhöhten Natrium-Spiegel, den wir auf die
salzretinierende Wirkung des aktivierten RAS zurückführen. Trotz unveränderter
Kallikreinaktivität kommt es durch erhöhte HMW-Kininogenspiegel zu gesteigerten
Konzentrationen des „Kallidin“-Equivalents. Diese sind wahrscheinlich durch die Hyper-
natriämie induziert. Eine direkte Korrelation des KKS im Plasma zum KKS in der Leber oder
im Herzen läßt sich nicht erkennen. Das gewebsspezifische KKS scheint einer eigenständigen
Regulation zu unterliegen. Vor allem die Veränderungen im Herzen sind in Hinblick auf die
kardioprotektive Wirkung des Bradykinins oder „Kallidins“ interessant und bedürfen weiterer
Untersuchungen.
Eine salzreiche Diät bewirkt im Plasma eine Suppression des RAS. Eine Verdopplung der
Konzentration des „Kallidin“-Equivalents weist auf eine wichtige, physiologische Bedeutung
dieses Kinins unter salzreicher Diät hin. Es ist hier neben der Salz-Wasser Homöostase an der
Blutdruckregulation maßgeblich beteiligt.
Wir finden mit Hilfe der B2-Rezeptorblockade einen deutlichen stimulierenden Einfluß von
Bradykinin bzw. „Kallidin“ auf die Komponenten des renalen RAS sowohl unter salzarmer
als auch unter salzreicher Diät. Angesichts dieser Versuche postulieren wir eine über B2-
Rezeptoren vermittelte partielle Stimulation der renalen Renin- bzw. Angiotensinogen-
Synthese. Gleichzeitig wird die renale Kininogen-Konzentration vermindert, wobei dem neu
beschriebenen „Kallidin“-Equivalent über den B2-Rezeptor ein wesentlicher Anteil zukommt.
Die Kallikrein-Genexpression in der Niere wird jedoch stimuliert.
Im Plasma hingegen reduziert das „Kallidin“-Equivalent durch B2-Rezeptorbindung die
Angiotensin I-Konzentration unter salzarmer und salzreicher Diät. Ferner beobachten wir
eine verminderte Aldosteronproduktion, die entweder über diesen indirekten oder durch einen
direkten hemmenden Effekt über B2-Rezeptoren auf den Zellen der Nebennierenrinde
vermittelt wird. Dadurch wird letztlich die Natriumausscheidung in der Niere erhöht.
Im Herzen konnten wir keinen regulatorischen B2-Rezeptor vermittelten Einfluß der Kinine
auf das RAS erkennen. Durch eine B2-Rezeptor vermittelte, positive Rückkopplung auf die
Kallikrein-Genexpression wird vermehrt Bradykinin gebildet und so die kardioprotektive
Wirkung verstärkt.
An dem vereinfachten Modell der isoliert perfundierten Niere sollten die Ergebnisse aus
dem Tierversuch bestätigt werden. Die Befunde der Perfusion mit salzreichem bzw. salzarmen
Medium korrelieren nicht mit dem in vivo Versuch. Bradykinin bzw. „Kallidin“ hemmt in den
Perfusionsversuchen die Kallikreinaktivität unabhängig von der Rezeptorblockade. Während
im Tierversuch eine Stimulation des RAS durch Kinine über B2-Rezeptoren zu beobachten
war, wird die Angiotensin I-Konzentration im Urin der perfundierten Nieren durch Kinine
supprimiert.
Wir erkennen sowohl in den Perfusionsversuchen als auch in den in vivo Experimenten, daß
das KKS einen regulatorischen Einfluß auf das RAS besitzt, obwohl die erzielten Ergebnisse
eine Fülle von Fragen offen lassen, die durch zukünftige Experimente beantwortet werden
müssen.
