Einfluss der Kochsalzaufnahme auf die renale Genexpression von Komponenten des Endothelinsystems

In der vorliegenden Studie wurde das renale Endothelinsystem auf Genexpressions- und Peptidebene bei Variation der diätetischen Kochsalzaufnahme in physiologisch relevanten Größenordnungen bei der Sprague-Dawley-Ratte ubtersucht. Das Ziel war eine systematische Darstellung der Veränderungen der wichtigsten Komponenten des Endothelinsystems mit einer differenzierten Betrachtung von Nierenrinde und Nierenmark. Dazu wurde in einer ersten experimentellen Serie der Kochsalzgehalt der zugeführten Nahrung zwischen 0,15% und 1,80% variiert. Um den Einfluss des Renin-Angiotensin-Systems auf kochsalzinduzierte Veränderungen des renalen Endothelinsystems zu untersuchen, wurde ein Teil der Tiere mit dem AT1-Rezeptorblocker Losartan behandelt. Es wurden simultan Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und die renale Na+-Bilanz bei den Tieren gemessen und am Ende des Experimentes die Nieren gewonnen. Anschließend erfolgten die Bestimmung der mRNA-Gehalte von Prä-pro-ET-1, des ETA- und ETB-Rezeptors sowie des renalen immunreaktiven ET-1-Gehaltes. Zur besseren Lokalisierung und Präzisierung der gefundenen Veränderungen schlossen wir eine zweite experimentelle Serie an, in der eine feinere Präparation des Nierenmarks in äußere und innere Medulla, eine weitere Verringerung des Kochsalzgehaltes der Niedrigsalzgruppe (0,05%) sowie eine Erweiterung der Genexpressionsuntersuchungen um das Endothelin-Converting-Enzym-1 (ECE-1) erfolgte. Die Ergebnisse der Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Variation der Salzdiät beeinflusste weder den arteriellen Blutdruck noch die Herzfrequenz der Tiere. Hinsichtlich der Genexpression war eine Niedrigsalzdiät von 0,15% NaCl mit einem Anstieg der mRNA-Expression von Prä-pro-ET-1 (51%), des ETA- (81%) und ETB- Rezeptors (33%) sowie mit einem erhöhten immunreaktiven ET-1-Gehalt (110%) im gesamten Nierenmark assoziiert. In der weiterführenden Untersuchung unter 0.05% NaCl konnte dieser Effekt auf der Genexpressionsebene in der äußeren Medulla reproduziert werden, allerdings in milderer Ausprägung (Prä-pro- ET-1 37%, ETA 20%, ETB n. sign., ECE-1 16%). Diese Diäteffekte ließen sich durch eine selektive AT1-Rezeptorblockade mittels Losartan teilweise bzw. vollständig aufheben. Der renale Cortex blieb durch Variation der Kochsalzaufnahme sowohl hinsichtlich der mRNA-Expression der einzelnen Komponenten des Endothelinsystems als auch hinsichtlich des immunreaktiven ET-1-Gehaltes weitgehend unbeeinflusst. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass vorwiegend das medulläre Endothelinsystem sowohl auf Transkript- als auch auf Peptidebene auf moderate Veränderungen der nutritiven Kochsalzaufnahme reagiert. Die signifikanten Veränderungen auf Genexpressionsebene betreffen dabei Prä-pro-ET-1 und den ETA-Rezeptor insbesondere in der äußeren Medulla unter Niedrigsalzdiät. Diese Alterationen werden zumindest partiell durch AT1-Rezeptoren vermittelt.This study was performed to investigate the effects of NaCl intake on renal mRNA expression of components of the ET system as well as on renal ET-1 content in rats. Therefore male Sprague–Dawley rats with telemetric devices were randomized to 0.15%, 0.60% and 1.80% NaCl diets with or without losartan. Renal sodium balance and arterial pressure were monitored. To better localize NaCl intake-dependent differences in gene expression and to test if more serious sodium restriction would lead to a greater difference in renal medullary pre-pro-ET-1, ETA and ETB receptor mRNA expression than in animals on 1.80% NaCl we performed an additional experiment. At this animals in the low NaCl group were placed on 0.05% NaCl, the renal medulla was dissected into the inner stripe of the outer medulla and the inner medulla and the mRNA expression of another component, ECE1, was measured. We found, that different NaCl intakes did not affect mean arterial pressure or heart rate. Low salt diet of 0,15% NaCl was associated with higher medullary mRNA expression of pre-pro-ET-1 (51%), ETA (81%) and ETB receptor (33%) as well as higher medullary ET-1 content (110%). On 0.05% NaCl there was higher medullary mRNA expression of pre-pro-ET-1 and ETA receptors again that was confined to the outer medulla. Expression differences were less pronounced than in the first set of experiments (pre-pro-ET-1 37%, ETA 20%, ETB n.s., ECE1 16%). Losartan attenuated the expression differences between different diets in both experiments. The renal cortical gene expression levels of the endothelin system components and the cortical peptide level remained mainly unaffected by different NaCl diet. In conclusion, our data show that the rat renal medullary but not the cortical endothelin system is responsive to moderate alterations in NaCl intake at the transcript and the peptide level. Expression of pre-pro-ET-1 and ETA receptor mRNA is higher on low than on high NaCl intake suggesting increased synthesis synthesis of ET-1 and ETA receptors that is mediated at least in part by angiotensin II via AT1 receptors