Axel Schmutz
Dr. med.
Expression und Regulation des Vitamin D Rezeptors bei experimenteller Urämie
Geboren am 17.01.1967 in Sindelfingen
Reifeprüfung am 11.06.1986 in Eberbach
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS 1988/89 bis WS 1994/95
Physikum am 29.8.1990 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Heidelberg und Boston (USA)
Staatsexamen am 22.05.1995 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Innere Medizin
Doktorvater: Prof. Dr. med. Dr. h. c. E. Ritz
Parathormon (PTH) und 1,25-Dihydroxyvitamin D3 sind die wichtigsten Regulatoren der
Calciumhomöostase. Die chronische Niereninsuffizienz führt zu einer Resistenz gegenüber
den biologischen Wirkungen des 1,25-Dihydroxyvitamin D3, die über ein intrazelluläres
Rezeptorprotein (Vitamin D Rezeptor, VDR) vermittelt werden. Die zugrundeliegende
Pathophysiologie ist in weiten Bereichen noch unklar. Die vorliegende Arbeit beschreibt
anhand experimenteller Untersuchungen in vivo die abnorme Regulation und Expression
dieses Rezeptors bei experimenteller Urämie.
Wir modulierten den 1,25(OH)2D3- und PTH-Zustand von nierengesunden und urämischen
Ratten und ermittelten die spezifische 1,25(OH)2D3-Bindungskapazität und die
VDRmRNS-Konzentration in Dünndarm und Nebenschilddrüsen.
Unsere Beobachtungen zeigen:
(1) Urämische Tiere wiesen im Vergleich mit scheinoperierten Kontrolltieren eine erhöhte
spezifische 1,25(OH)2D3-Bindungskapazität in intestinaler Mukosa und Parathyroidea auf.
Diese Erhöhung des Vitamin D Rezeptor-Bestandes zeigte sich sowohl bei kurzfristiger als
auch bei länger andauernder Urämie.
(2) Bei urämischen Tieren fand sich im Vergleich mit scheinoperierten Kontrolltieren kein
signifikanter Unterschied der Vitamin D Rezeptor mRNS Konzentration in intestinaler
Mukosa und Parathyroidea. Die Hochregulation des Rezeptors auf Proteinebene ist damit als
posttranskriptionell anzusehen.
(3) Urämische Tiere wiesen eine atypische Verminderung des Rezeptorbestandes nach
homologer Stimulation auf. Dies zeigte sich sowohl für das VDR-Protein als auch für die
VDRmRNS. Dies steht im Gegensatz zur bekannten homologen Hochregulation
nierengesunder Ratten.
(4) Urämische Tiere die zusätzlich parathyreoidektomiert waren, wiesen eine deutliche
Reduktion der spezifischen 1,25(OH)2D3-Bindungskapazität in intestinaler Mukosa auf.
Dieser Effekt war durch Zufuhr von PTH reversibel. Eine PTH-Applikation an nierengesunde
oder nicht-parathyreoidektomierte Tiere veränderte den Vitamin D Rezeptor-Bestand nicht.
(5) Die homologe Stimulation urämischer parathyreoidektomierter Tiere führte zu einer
Hochregulation der spezifischen 1,25(OH)2D3-Bindungskapazität in intestinaler Mukosa. Dies
steht im Gegensatz zur Reduktion der spezifischen 1,25(OH)2D3-Bindungskapazität in
intestinaler Mukosa nach homologer Stimulation nicht-parathyreoidektomierter urämischer
Ratten.
(6) Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem Vitamin D Rezeptor-Bestand und der
Induktion der intestinalen 25-Hydroxyvitamin D3-24-Hydroxylase. Damit erhalten
Änderungen des VDR-Bestandes in unserem experimentellen Modell funktionelle Bedeutung.
Die Parathyroideae sind offenbar für die unter subtotaler Nephrektomie gezeigte abnorme
Regulation notwendig. Stimuliert man parathyroidektomierte urämische Tiere mit
1,25(OH)2D3, beobachtet man eine Hochregulation der spezifischen
1,25(OH)2D3-Bindungskapazität. Damit scheint die homologe VDR-Hochregulation bei
experimenteller Urämie vom vom PTH-Status abhängig zu sein.
Die Regulation des VDR ist wesentlich komplexer als früher angenommen. In unserem
urämischen Tiermodell kehrt sich die Wirkung der anerkannten physiologischen Regulatoren
um, es liegt eine abnorme Regulation vor. Der primäre Regulator bei Urämie muß Gegenstand
künftiger Untersuchungen sein. Über den physiologischen Nutzen dieser abnormen
Regulation kann man nur spekulieren. Unsere Ergebnisse eröffnen trotzdem einen weiteren
Einblick in das wichtige Gebiet der Calciumhomöostase.
