| License: Publishing license for publications including print on demand (2MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-271828
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.27182
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 15 January 2014 |
| Referee: | Prof. Dr. Frank Schweda and Prof. Dr. Dierk Endemann |
| Date of exam: | 3 December 2012 |
| Institutions: | Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Frank Schweda |
| Interdisciplinary Subject Network: | Not selected |
| Research groups and research centres: | Not selected |
| Keywords: | TRPC, Renin release, TRPC1/6, RAS, knockout mice, blood pressure, plasma renin concentration, heart rate |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 27182 |
Abstract (German)
Ein Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration stellt den Hauptsignalweg für die Hemmung der Reninfreisetzung aus juxtaglomerulären (JG) Zellen dar. Die molekularen Mechanismen, wie Ca2+ in die Zelle gelangt, sind nicht genau bekannt. Man weiß, dass der Einstrom von Ca2+ über sog. „store-operated Ca2+ channels“ (SOCs) einen Einfluss auf die Ausschüttung des Renins hat. Wie diese ...
Abstract (German)
Ein Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration stellt den Hauptsignalweg für die Hemmung der Reninfreisetzung aus juxtaglomerulären (JG) Zellen dar. Die molekularen Mechanismen, wie Ca2+ in die Zelle gelangt, sind nicht genau bekannt. Man weiß, dass der Einstrom von Ca2+ über sog. „store-operated Ca2+ channels“ (SOCs) einen Einfluss auf die Ausschüttung des Renins hat. Wie diese möglicherweise heterogene Gruppe von lediglich funktionell beschriebenen Kanälen aufgebaut und reguliert ist, ist ebenfalls unklar. Die Gruppe der kanonischen transienten Rezeptor Potential (TRPC) Kanäle könnte am Aufbau und/oder der Steuerung der SOCs beteiligt sein. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, mit Hilfe von TRPC1/6 Doppelknockoutmäusen (Doko) zu untersuchen, welche Rolle diese Kanäle bei der Regulation des Reninhaushalts und des Kreislaufs haben.
In Vorversuchen konnten mittels RT-PCR in den Gesamtnieren von C57BL/6 Mäusen mRNA der Proteine TRPC1, -2. -3. -4, -5 und -6 nachgewiesen werden. Während sich in isolierten Glomerula der Mäuse mRNA der Isoformen TRPC1, -3, -4, und -6 fand, wurden in isolierten JG-Zellen nur die Isoformen TRPC1, -4 und-6 mittels RT-PCR nachgewiesen. In den Renin produzierenden As4.1. Zellen zeigte sich nur die Expression von TRPC1 und TRPC6. Mittels Ausschlussprinzip kann man folgern, dass in JG-Zellen also nur die Isoformen TRPC1, TRPC4 und TRPC6 exprimiert sein können.
Bei der Bestimmung des Plasmareninspiegels konnte zwischen der Knockout- und der Wildtyp-(WT) Gruppe kein Unterschied festgestellt werden. Nach Gabe des nichtselektiven Beta-Blockers Propranolol blieb die gemessene Reninkonzentration bei der WT Gruppe unverändert, während sie bei den Dokos um 60% absank. Der β-adrenerge Einfluss auf die Reninfreisetzung scheint bei den TRPC1/6-/- Mäusen einen deutlich größeren Stellenwert zu haben als bei den Wildtypen.
Auch der Blutdruck war bei den WTs und Dokos gleich. Auffällig war ein deutlicher Anstieg bei beiden Gruppen wenige Stunden nach Gabe von Propranolol. Mögliche Erklärungen dafür sind eine Blockade der Gefäß relaxierend wirkenden β2-Rezeptoren und die wegen des Wegfalls möglicher Bindungsstellen an β-Rezeptoren verstärkte Bindung von Katecholaminen an α1-Rezeptoren, was in der Folge zu einer Erhöhung des Gefäßwiderstands und des Blutdrucks führt. Auch eine kurzzeitige schmerzbedingte Erhöhung des Sympathikotonus nach intraperitonealer Verabreichung des Wirkstoffs ist zu bedenken.
Die Herzfrequenz der TRPC1/6-/- Tiere lag sowohl in Ruhe als auch nach Gabe des Betablockers um ca. 10% unter der der Vergleichsgruppe. Es ist denkbar, dass TRPC1 und/oder -6 an der Erregungsbildung im Herzen beteiligt sind. Dieser Einfluss könnte über SOCs oder auch direkt durch TRPC1 in den Zellen des Sinusknotens vermittelt werden, in denen bei früheren Untersuchungen die Expression der Isoformen TRPC1, -3, -4, und -6 nachgewiesen wurde.
Bei der Ausscheidungsfunktion der Nieren zeigten sich keine relevanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen.
TRPC1 und TRPC6 scheinen keine entscheidende Rolle beim Ca2+ -Eintritt in die JG-Zellen und somit beim inhibitorischen Signalweg der Reninfreisetzung zu haben. Eine Beteiligung der beiden Kanäle an der Regulation des Schrittmacherpotentials erscheint wahrscheinlich, bedarf zur endgültigen Klärung jedoch weitergehender Untersuchungen. Welche Rolle TRPC1 und TRPC6 bei der Regulation des Blutdrucks spielen, ist angesichts der bekannten Tendenz zur Hochregulation anderer, nicht ausgeschalteter Isoformen und eines unklaren Sympathikotonus anhand dieses Versuchsaufbaus nicht zu beurteilen.
Translation of the abstract (English)
An increase of intracellular calcium concentration is the main signal for the inhibition of Renin release from the renal juxtaglomerular epithelioid cells. It is not precisely known how the Ca2+ enters the cell. It is known that the influx of Ca2+ via store operated Ca2+ channels (SOC) affects the release of renin. The structure and regulation of this heterogeneous group of only functional ...
Translation of the abstract (English)
An increase of intracellular calcium concentration is the main signal for the inhibition of Renin release from the renal juxtaglomerular epithelioid cells. It is not precisely known how the Ca2+ enters the cell. It is known that the influx of Ca2+ via store operated Ca2+ channels (SOC) affects the release of renin. The structure and regulation of this heterogeneous group of only functional specified channels is unclear. The subfamily of the canonical transient receptor potential (TRPC) channels may be involved in the structure and/or the regulation of SOC. With help of TRPC 1/6-deficient mice should be investigated which role these channels have in the regulation of the renin release and the circulation.
In preliminary experiments mRNA of TRPC 1, -2, -3, -4, -5 and -6 was found in whole kidneys of C57BL/6 mice using RT-PCR. While in isolated glomeruli of the mice mRNA of the isoforms TRPC1, -3, -4 and -6 was detected, in isolated JG cells only the isoforms TRPC 1, -4, and -6 were found using RT-PCR. The renin-producing As4.1. cells showed only the expression of TRPC1 and TRPC6. By exclusion principle, one can conclude that only the isoforms TRPC1, TRPC4 and TRPC6 are expressed in JG cells.
In plasma renin concentration between the knockout (KO) and wildtype (WT) group no difference was detected. After the application of the non-selective beta blocker propranolol, the measured renin concentration in the WT group remained unchanged, while it decreased in the double knockout group by 60%. The β-adrenergic effect on renin release in the TRPC1/6 -/- group seems to be more important than in wildtypes.
The blood pressure was equal between WT and KO. There was a remarkable increase of blood pressure in both groups a few hours after application of propranolol. A possible explanation for this is a blockade of the vascular relaxing effect via β2 receptors and due to the elimination of possible binding sites to β-receptors an increased binding of catecholamines to α1 receptors, resulting in an increase of vascular resistance and blood pressure. A short-term pain-related increase in sympathetic activity after intraperitoneal application of the drug may also be considered.
The heart rate of TRPC1/6- deficient mice was under normal conditions as well as after application of beta blockers by about 10% lower than the one of the comparison group.
It is conceivable that TRPC1 and/or -6 are involved in impulse generation in the heart. This effect may be mediated via SOCs or directly by TRPC1 in cells of the sinus node where in further studies the expression of the isoforms TRPC1, -3, -4, and -6 was shown.
There were no relevant differences in the excretory function of the kidneys between the two groups.
TRPC1 and TRPC6 seem not to play an important role in the entry of Ca2+ into the JG cells and therefore in the inhibitory pathway of renin release. Participation of the two channels in the regulation of the pacemaker potential in the sinus node appears likely. To unravel, however, the influence exactly more specific investigations are necessary. The known tendency to upregulation of other TRPC isoforms, which were not turned off, and the unclear sympathetic tone of the mice make it impossible to say by this experimental setup what role TRPC1 and TRPC6 play in the regulation of blood pressure.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 03:25
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