TY - THES A1 - Pullig, Frieder T1 - Das akute Nierenversagen: Effekte des Hämoxygenaseinhibitors Zinn-Mesoporphyrin auf die Nierenfunktion beim akuten ischämischen Nierenversagen der Ratte T1 - Acute renal failure: Effects of heme oxygenase inhibitor SnMP on renal function in acute ischemic renal failure in rats N2 - Nach dem heutigen Wissenstand wird die Hämoxygenase-1 unter pathologischen Bedingunge der Niere, z.B. Ischämie, expremiert. Man nimmt an, dass die Hämoxygenase-1 eine Schutzfunktion für die Niere besitzt. Um dies zu bestätigen, führten wir eine tierexperimentelle Arbeit mit Ratten (n=101) durch in der wir durch Clamping der Nierenarterie ein reproduzierbares akutes ischämisches Nierenversagen induzierten. Bei einem Teil der Tiere wurde anschließend die Hämoxygenase durch injektion von SnMP gehemmt. Die Ratten wurden in 5 Gruppen randomisiert (Tag-0, Clamping+SnMP, Clamping+NaCl, Sham+SnMP, Sham+NaCl). In der Inulin/PAH-Clearance zeigte sich am ersten postoperativen Tag eine signifikante Verschlechterung bei den Clamping+SnMP-Tieren im Vergleich zu den Clamping+NaCl-Tieren. Die Ergebnisse wurden durch die erhöhten Retentionswerte und die erniedrigte PAH-Nettosekretion der Clamping+SnMP-Tiere unterstüzt. Die Gabe von SnMP hatte auf die nicht geclampte Niere bei den Sham-Tieren keinen Einfluss auf die Nierenfunktion. Dies zeigt, dass die Hämoxygenase-1 eine Schutzfunktion der Niere darstellt. N2 - In pathologic situation like ischemia, it is standard of knowledge, that there is an exprimation of heme oxygenase-1 in the kidney. In studies, it is assumed, that heme oxygenase-1 has a protective function on the kidney. To validate this hypothesis we did an animal testet research in rats (n=101). We induced a reproducible acute ischemic renal failure with clampin of the renal arteries. In some of the rats we gave SnMP after the clamping to inhibit the function of heme oxygenase. The rats were randomized in 5 groups (day-0, Clamping+SnMP, Clamping+NaCl, Sham+SnMP, Sham+NaCl). On the first postoperative day we could messure a significant decline of the Inulin/PAH-Clearance in Clamping+SnMP-rats in comparison with Clamping+NaCl-rats. Parallel there was an elevation of urea/cratinine and a declined PAH-net-secretion in Clamping+SnMP-rats. The injection of SnMP in non-clamping-rats in the sham group had no effect on renal function. This study proofs that hame oxygenase-1 has a protective function in ischemic renal failure KW - Akutes Nierenversagen KW - SnMP KW - Ratte KW - Hämoxygenaseinhibitor KW - Zinn-Mesoporphyrin KW - heme oxygenase inhibitor KW - Stannous Mesoporphyrin Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27557 ER - TY - THES A1 - Tengler [geb. Peltz], Jennifer T1 - Die Bedeutung von Heart-type fatty acid binding protein als prädiktiver Faktor für postoperative Komplikationen nach kardiochirurgischen Eingriffen T1 - Significance of heart-type fatty acid binding protein as a predictive factor for post-operative complications after cardiac surgery N2 - Postoperative Frühkomplikationen haben weitreichende Konsequenzen für die Morbidität und Mortalität des operierten Patienten. Im Klinikalltag treten bei vermehrten Komplikationen und verlängerten Intensivstations- und Krankenhausaufenthaltszeiten organisatorische Probleme in den Vordergrund. Nicht zuletzt führen vermehrte Komplikationen zu steigenden Kosten. Diese Studie hat 70 Patienten mit einem durchschnittlichen Alter von 67 Jahren betreut. Hiervon erhielten 48 Patienten ein Herzbyassoperation, 16 eine Aortenklappenoperation und 6 Patienten eine Mitralklappenoperation. 42 Patienten wurden mit Herzlungenmaschine operiert. Es erfolgten prä- und postoperative Blutentnahmen zur Untersuchung kardialer Biomarker. Hierbei stand der kardiale Biomarker heart–fatty acid binding protein (H-FABP) im Vordergrund und wurde mittels eines ELISA Verfahrens detektiert. Die Hypothese war, dass H-FABP als kardiospezifischer Biomarker mit einer frühzeitigen Freisetzungskinetik nach myokardialen Schädigungen als präoperativer Biomarker für postoperative Komplikationen, insbesondere für das Acute Kidney Injury, nach kardiochirurgischen Eingriffen dienen kann. Bisher existierten hierzu keine Daten. Dies ist die erste Studie die nachweisen konnte, dass das präoperative H-FABP als prädiktiver Faktor für das Acute Kidney Injury, den Serumkreatininkriterien der Acute Kidney Injury Network und der KDIGO entsprechend, gilt. Des Weiteren bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem präoperativen H-FABP und der postoperativen Intensivstations- und Krankenhausaufenthaltsdauer. N2 - Significance of heart-type fatty acid binding protein as a predictive factor for post-operative complications after cardiac surgery KW - Herzchirurgie KW - Koronarchirurgie KW - Nierenversagen KW - Komplikation KW - Postoperative Phase KW - H-FABP KW - Akutes Nierenversagen KW - Acute Kidney Injury KW - Postoperative Komplikationen KW - Kardiochirurgie Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135990 ER - TY - THES A1 - Schich, Martin Friedemann T1 - Chronische Niereninsuffizienz und akutes Nierenversagen bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung – Prävalenz und Wahrnehmung von Arzt und Patient T1 - Chronic Kidney Disease and Acute Kidney Injury in Coronary Heart Disease Patients - Awareness of Physicians and Patients N2 - Die chronische Niereninsuffizienz (CKD) ist ein weltweites Gesundheitsproblem. Insbesondere in den Industrienationen stellt es aufgrund des demographischen Wandels eine große gesundheitliche und finanzielle Herausforderung dar, da besonders ältere Menschen an einer eingeschränkten Nierenfunktion leiden. Hypertonie und Diabetes mellitus sind wichtige Risikofaktoren sowohl für die Entstehung der CKD, als auch für die koronare Herzerkrankung (KHK). Die Wahrnehmung der CKD in der Bevölkerung ist niedrig, wodurch eine frühzeitige Diagnose erschwert wird. Die EUROASPIRE IV Studie hat es ermöglicht, die Prävalenz der CKD in einer Studienpopulation von KHK-Patienten im Raum Würzburg zu beschreiben. Nach den KDIGO-Leitlinien wurden die Patienten mit einer eGFRCKD-EPI<60ml/min als CKD-Patienten eingestuft. Zusätzlich wurde der Albumin/Kreatinin-Quotient (ACR) bestimmt. Zusammenhänge zwischen der Nierenfunktion und möglichen Determinanten wurden untersucht. Mit Hilfe eines Fragebogens wurde die Patienten-Awareness beschrieben. Retrospektiv erfolgte die Recherche, ob die Diagnose der CKD bei Aufnahme und/oder Entlassung des Indexaufenthalts im Arztbrief vermerkt wurde, dies wurde als Awareness der CKD seitens des behandelnden Arztes im Krankenhaus gewertet. 25% der 536-Teilnehmer wiesen am Tag der Untersuchung eine CKD auf. Das mediane Alter betrug 69 Jahre und die mediane eGFR lag bei 74 ml/min. Der ACR war mit 8,3 mg/g in der CKD-Gruppe deutlich erhöht (p<0,01). Das mediane Alter (p<0,01) und auch der prozentuale Anteil an Diabetikern (<0,01) waren in der CKD-Gruppe signifikant höher. 42,7% der Patienten mit CKD wussten von ihrer Nierenfunktionseinschränkung Bescheid. Bei 34 der 79 Patienten, die zum Zeitpunkt der Entlassung eine eGFR <60ml/min aufwiesen, wurde eine CKD im Arztbrief erwähnt. Die vorliegende Studie zeigt eine hohe Prävalenz von CKD und klassischen kardiovaskulären Risikofaktoren wie beispielsweise Diabetes Mellitus. Trotz dieses hohen CKD-Anteils war sich nur ein geringer Teil der Patienten ihrer Nierenfunktionseinschränkung bewusst und wurde nur in geringem Maße von Ärzten im Entlassungsbrief erwähnt. Insgesamt war sowohl eine vermehrte Wahrnehmung der CKD seitens der Patienten als auch eine häufigere Erwähnung von CKD im Arztbrief mit zunehmendem Schweregrad der CKD assoziiert. N2 - Background Chronic kidney disease (CKD) is a worldwide health problem and a common comorbid condition in coronary heart disease (CHD). Hypertension and diabetes mellitus are usual risk factors for CKD and CHD. Especially elderly people suffer of CKD. But CKD awareness of patients and treating physicians is lacking and therefore diagnosis and therapy is hindered. Objectives To investigate prevalence of CKD and awareness of patients and treating physicians among patients previously hospitalized for CHD. Methods German participants of the EUROASPIRE IV study were interviewed between 6 months and three years after hospitalization for CHD, whether they have ever been told about kidney disease by a physician. Information from hospital discharge letters was extracted to describe physician’s awareness of kidney disease. CKD was described according to KDIGO-guidelines. Associations between CKD and possible determinants have been investigated. Results Of 536 CHD patients in stable conditions, 25% had impaired kidney function. Of those 42% were aware of CKD. There was an association between patient’s awareness and severity of CKD. During the index hospital stay (median 1.8 yrs prior to the study visit), 18% had evidence for acute kidney Injury. CKD and/or AKI was mentioned in 34 of 79 people with impaired kidney function (eGFR <60ml/min) in the discharge letter. Conclusion Although CKD is frequent in CHD, only a minor proportion of patients is aware of the disease and CKD is rarely being mentioned in hospital discharge letters. Patient’s and physician’s awareness is associated with CKD severity. KW - Chronische Niereninsuffizienz KW - Akutes Nierenversagen KW - Koronare Herzerkrankung KW - Awareness Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-143265 ER - TY - JOUR A1 - Oezkur, Mehmet A1 - Magyar, Attila A1 - Thomas, Phillip A1 - Stork, Tabea A1 - Schneider, Reinhard A1 - Bening, Constanze A1 - Störk, Stefan A1 - Heuschmann, Peter U. A1 - Leyh, Rainer G. A1 - Wagner, Martin T1 - TIMP-2*IGFBP7 (Nephrocheck®) Measurements at Intensive Care Unit Admission After Cardiac Surgery are Predictive for Acute Kidney Injury Within 48 Hours JF - Kidney & Blood Pressure Research N2 - Background/Aims: Acute kidney injury (AKI) is a postoperative complication after cardiac surgery with a high impact on mortality and morbidity. Nephrocheck® [TIMP-2*IGFBP7] determines markers of tubular stress, which occurs prior to tubular damage. It is unknown at which time-point [TIMP-2*IGFBP7] measurement should be performed to ideally predict AKI. We investigated the association of [TIMP-2*IGFBP7] at various time-points with the incidence of AKI in patients undergoing elective cardiac surgery including cardio-pulmonary bypass. Methods: In a prospective cohort study, serial blood and urine samples were collected from 150 patients: pre-operative, at ICU-admission, 24h and 48h post-surgery. AKI was defined as Serum-Creatinine rise >0.3 mg/dl within 48hrs. Urinary [TIMP-2*IGFBP7] was measured at pre-operative, ICU-admission and 24h post-surgery; medical staff was kept blinded to these results. Results: A total of 35 patients (23.5%) experienced AKI, with a higher incidence in those with high [TIMP-2*IGFBP7] values at ICU admission (57.1% vs. 10.1%, p<0.001). In logistic regression [TIMP-2*IGFBP7] at ICU admission was independently associated with the occurrence of AKI (Odds Ratio 11.83; p<0.001, C-statistic= 0.74) after adjustment for EuroSCORE II and CBP-time. Conclusions: Early detection of elevated [TIMP-2*IGFBP7] at ICU admission was strongly predictive for postoperative AKI and appeared to be more precise as compared to subsequent measurements. KW - postoperativ KW - Akutes Nierenversagen Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-157988 VL - 42 ER - TY - THES A1 - Siegmund, Constanze T1 - Klinische Bedeutung der Regulation von L-Arginin sowie deren Derivate SDMA und ADMA im Akuten Nierenversagen – eine prospektive monozentrische Kohortenstudie (CASA-AKI Studie) T1 - Clinical importance of alteration of L-arginine and its derivatives asymmetrical and symmetrical dimethylarginine in acute kidney injury - a prospective monocentric cohort study (CASA-AKI study) N2 - Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht die Regulation von SDMA/ADMA sowie L-Arginin im akuten Nierenversagen beim Menschen. Da SDMA ausschließlich renal eliminiert wird, ist der Fragestellung nachgegangen worden, ob SDMA als Marker der renalen Funktion herangezogen werden könnte. Des Weiteren wurde geprüft ob ein Zusammenhang von SDMA/ ADMA und L-Arginin mit der Mortalität besteht. Die Derivate von L-Arginin, Symmetrisches und asymmetrischen Dimethylarginin (SDMA/ ADMA) vermindern die NO Verfügbarkeit, außerdem ist NO an der Gefäßrelaxation beteiligt, dessen Abwesenheit fördert die Plättchenaggregation und Inflammation. So könnte ein NO-Mangel über einen Anstieg von ADMA und SDMA eine endotheliale Dysfunktion bewirken und somit im akuten Nierenversagen das Mortalitätsrisiko steigern. Die Hypothese war, dass SDMA analog zum chronischen Nierenversagen ein endogener Marker der renalen Funktion ist und gegebenenfalls Risikomarker für eine erhöhte Mortalität sein könnte. Hierfür wurden Patienten mit der Diagnose „Akutes Nierenversagen“ rekrutiert. Bei diesen wurde zu zwei Zeitpunkten Blutproben gewonnen. Die erste Blutentnahme erfolgte im akuten Nierenversagen. Eine zweite Blutentnahme zur Re-evaluation erfolgte wenn sich laborchemisch eine Besserung des Nierenversagens zeigte (Abfall des Serum-Creatinins >0.3mg/dl). Zudem wurden die Patienten 6 Monate nach Entlassung nochmals kontaktiert um das Gesamtüberleben zu ermitteln. L-Arginin und die Dimethylarginine wurden mit Nierenfunktionsparametern sowie weiteren Laborwerten, demographischen Daten sowie der Mortalität assoziiert. 120 Patienten (Durchschnittsalter 65±18 Jahre) mit der Diagnose eines akuten Nieren-versagens wurden in die Studie eingeschlossen. Definitionsgemäß waren zum Zeitpunkt der ersten Messung sämtliche Nierenretentionsparameter erhöht: Serum-Creatinin lag bei 3.1 mg/dl (2.13-4.18). Der mediane L-Arginin-Serumwert lag mit 71.85 (53-104) μmol/l leicht unter dem Referenzwert, der für eine nierengesunde Population definiert ist (77.4 (59.2 – 95.6) μmol/l). Der durchschnittliche ADMA-Serumwert lag mit 0.65±0.19 μmol/l leicht über dem Referenzwert (0.53±0.12 (0.41-0.65) μmol/l). SDMA-Serumwerte waren mit 1.8 (1.34-2.29) μmol/l deutlich erhöht (Normalwerte: 0.225-0.533 μmol/l). Bei Studieneinschluss korrelierte Serum SDMA deutlich mit den Nierenfunktionsparametern Creatinin, Harnstoff und Harnsäure. Dies unterstützt die Hypothese, dass SDMA auch im akuten Nierenversagen ein Marker der renalen Funktion ist. Die positive Korrelation mit CRP, LDH und inversem Albumin mit SDMA zeigt dessen zusätzliche Funktion als Indikator für den Schweregrad einer septischen Erkrankung. Außerdem korrelierte SDMA positiv mit der Mortalität. 70 Personen erfüllten die Kriterien einer Erholung der Nierenfunktion und konnten für eine Zweitmessung (t2) eingeschlossen werden. Im Vergleich zu t1 sank Serum-Creatinin bei t2 um mehr als die Hälfte (3.7 mg/dl (Zeitpunkt t1) auf 1.7 mg/dl (Zeitpunkt t2)). L-Arginin-Werte blieben unverändert, während SDMA deutlich (35%) und ADMA-Spiegel leicht (10%) signifikant fielen. Analog zum Zeitpunkt t1, zeigte sich auch in der Zweitmessung eine ausgeprägte positive Korrelation von SDMA (t2) und Creatinin (t2). Außerdem zeigte SDMA 2 eine signifikante Korrelation mit dem Alter, mit anderen Vorerkrankungen (Hypertonie, chronische Niereninsuffizienz) sowie mit der Mortalität. Letzteres deutet auf eine potentielle prognostische Relevanz hin und wurde eingehender untersucht. Hierfür wurden die Studienteilnehmer in die Untergruppen der Überlebenden und Nicht-Überlebenden eingeteilt. Follow-up Informationen konnten von 118 Patienten erhoben werden. Von diesen waren insgesamt 17% (n=20) innerhalb des Beobachtungszeitraumes verstorben. Die verstorbenen Patienten waren im Durchschnitt mit 76.8 Jahren signifikant älter als die übrigen Patienten (63.7 Jahre) und häufiger an Hypertonus, CKD und Diabetes mellitus erkrankt. Zudem zeigte sich bei diesen Patienten SDMA zum Zeitpunkt t2 mit 1.84 μmol/l um ein Drittel signifikant höher, als bei den Überlebenden (1.21 μmol/l). L-Arginin war mit 66.7 μmol/l um ca. 30% niedriger, als bei Patienten, die das ANV überlebten (92.4 μmol/l). Somit war auch die L-Arginin/ SDMA Ratio (t2) signifikant erniedrigt, was durch das inhibitorische Potential von SDMA eine geringere intrazelluläre L-Arginin Verfügbarkeit und damit eine verminderte Produktion von NO bedingen könnte. Dies könnte einen pathophysiologischen Mechanismus darstellen. In univariaten Cox-Regressionsanalysen zeigte sich, dass SDMA (t1), SDMA (t2) und L-Arginin/SDMA Ratio (t2) sowie das Alter und die Länge der Hospitalisationsdauer mit einer erhöhten Mortalität assoziiert waren. Außerdem korrelierten Begleiterkrankungen, wie Hypertonus, Diabetes mellitus und chronische Niereninsuffizienz (CKD) mit der Mortalität. Weiterhin zeigte sich, dass SDMA 1 ein unabhängiger mit der Mortalität korrelierender Parameter war, für den ein prognostischer Grenzwert existiert. Bei Patienten mit einem Serum-SDMA-Spiegel (t1) über 2.26 μmol/l war das kumulative Überleben signifikant vermindert im Vergleich zu Patienten mit einem Serumspiegel unter diesem SDMA cut-off-Wert. Die vorliegende Arbeit zeigt erstmals einen Zusammenhang zwischen der Höhe des Serum-SDMA-Spiegels und dem Ausmaß der renaler Funktionseinschränkung sowie der Überlebenswahrscheinlichkeit bei Patienten mit akutem Nierenversagen. Aufgrund der guten Korrelation mit den Creatinin-Serum-Spiegeln scheint Serum-SDMA auch im akuten Nierenversagen ein adäquater endogener Marker der renalen Funktion zu sein. Zusätzlich durch die unabhängige Assoziation mit der Mortalität im follow-up sowie seiner Assoziation mit prognostisch relevanten nicht-renalen Laborparametern, wie Albumin und CRP könnte Serum-SDMA in Zukunft im klinischen Alltag zur Risikostratifizierung von Patienten im akuten Nierenversagen beitragen. N2 - Acute kidney injury (AKI) is a frequent complication with severe implications deteriorating overall prognosis. Nitric oxide (NO)-signal transduction plays an important role in mediating renal damage. NO is produced by NO-synthase (NOS) with L-arginine as its substrate. Endogenous L-Arginine derivatives, asymmetric and symmetric dimethylarginines (ADMA/SDMA), inhibit NO-production directly (AMDA) by blocking NOS activity or indirectly (SDMA) by blocking cellular L-Arginine uptake. It is well known that SDMA and ADMA are markers of renal function (SDMA) and cardiovascular risk (ADMA/SDMA) in patients with chronic kidney disease (CKD). Moreover, ADMA and SDMA possibly even trigger cardiovascular risk in patients with CKD. However, there is only little information about the regulation and the influence of ADMA/SDMA in acute kidney injury. The purpose of the study is to determine the association between acute kidney injury and serum levels symmetrical and asymmetrical dimethylarginine (SDMA/ADMA) and their assumptive influence on mortality and renal function. KW - Arginin KW - Nierenversagen KW - SDMA KW - ADMA KW - Akutes Nierenversagen KW - Acute kidney injury Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-164300 ER - TY - THES A1 - Heck, Sigrun T1 - Charakterisierung der Prostaglandin E\(_2\)-Transporte im proximalen Tubulus der Niere im ischämischen akuten Nierenversagen der Ratte unter Einfluss der Gabe von Nebivolol und Metoprolol Tartrat T1 - Characterization of prostaglandine E\(_2\)- transports in proximal tubule of the kidney in acute ischemic renal failure of rats under influence of nebivolol and metoprolol tartrat administration N2 - In dieser Studie wurde untersucht, ob die durch Ischämie (45min clamping) induzierte Herunterregulation der Sekretion organischer Anionen, wie postuliert, zu einer verminderten Ausscheidung von PGE2 führt und wie sich die Relation zu Inulin und PAH-Clearance verhält. Es wurde weiterhin untersucht, ob die Medikation mit Nebivolol (2,5mg, 5mg und 10 mg) oder Metoprolol Tartrat (47,5mg) einen positiven Effekt auf das renale Outcome, unter Berücksichtigung des Einflusses auf die PGE2- Ausscheidung, hat. PGE2 wird im Akuten Nierenversagen vermehrt gebildet und die Sekretion vermindert, dies führt zu einer verstärkten inflammatorischen Situation, aber im Gegenzug auch zu einer verbesserten renalen mikrovaskuläre Blutversorgung. Es wurde bei SD-Ratten eine renale Ischämie, durch Abklemmen der Arteriae renales, für 45 min operativ herbeigeführt. Die Gabe der Betablocker erfolgte nach 35min Ischämie. Nach 24h wurden Inulin- und PAH-Clearance gemessen. Die Messung der PGE2- Konzentration in Serum und Urin erfolgte mittels kompetitivem ELISA. Generell ist ein besseres renales Outcome bei den mit Nebivolol und Metoprolol Tartrat behandelten Tieren zu erkennen. Besonders ausgeprägt war dieser Effekt bei der Gruppe Cl-Nb2,5mg-Gruppe zu erkennen. Unter den Clamping-Gruppen war ebenfalls die PGE2-Claerance bei Clamp-Nb2,5mg am höchsten. Eine Korrelation zwischen erhöhter Inulinkonzentration im Urin (besseres outcome) und erhöhter PGE2- Konzentration im Urin konnte nicht nachgewiesen werden. N2 - This study examined whether the postulated downregulation of OATs (organic anion transporters) in renal ischemic situation reduces a secretion of PGE2 and how this is related to inulin- and pah-clearance. In addition, it was analyzed if medication with the betablockers nebivolol and metoprolol tartrat has a positive effect on the renal outcome, regarding the influence on PGE2-secretion. The production of PGE2 increases in acute renal failure and its secretion is reduced, which on the one hand intensifies the inflammatory situation in the kidney, but on the other hand improves the microvascular blood support. SD-rats were subjected to bilateral renal ischemia (45min). After 35min nebivolol (2,5mg, 5mg and 10mg) or metoprolol (47,5mg) were administered. After 24h inulin- and pah-clearance were determined. PGE2 was measured in urine and serum by competitive ELISA. In general, animals receiving medication had better outcomes. This effect could be observed in the group treated with 2,5 mg nebivolol in particular. Regarding all clamp-groups, the PGE2-clearance was determined the maximum in the clamp2,5mg-group. A correlation between increased inulin-level in urine (better outcome) and increased PGE2-level in urine could not be proved. KW - Prostaglandin E2 KW - Akutes Nierenversagen KW - Nebivolol KW - Metoprolol Tartrat KW - Prostaglandin E2-Ausscheidung KW - Akutes ischämisches Nierenversagen Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-210412 ER - TY - THES A1 - Stein, Florian T1 - Untersuchungen zur Aufklärung der adversen Effekte von HES auf Zellen (HK-2) des proximalen Nierentubulus T1 - Studies to elucidate the adverse effects of HES on cells (HK-2) of the proximal renal tubule N2 - In der Volumentherapie galt das Kolloid Hydroxyethylstärke (HES) lange Zeit als ideale Infusionslösung und war der in Deutschland am häufigsten eingesetzte Plasmaexpander. In den letzten Jahren mehrten sich jedoch die Hinweise, dass HES insbesondere bei kritisch Kranken zu einer akuten Nierenfunktionsverschlechterung beitragen könnte, welche das klinische Ergebnis wesentlich beeinflusst. Der genaue Pathomechanismus ist bis heute nicht geklärt. Bekannt ist, dass sich HES nach intravenöser Applikation in vielen verschiedenen Geweben ablagert, wobei eine renale Anreicherung bevorzugt in proximalen Tubuluszellen stattfindet. Histopathologisch finden sich große Mengen intrazellulärer Vesikel im Zytoplasma, welche zu einer Zellschwellung führen, die auch als osmotische Nephrose bezeichnet und als prinzipiell reversibel erachtet wird. Der zelluläre Abbau soll dabei im Allgemeinen über das lysosomale System stattfinden. Dieses ist fester Bestandteil der Autophagie, welche ein evolutionär in allen Eukaryonten konservierter stress-induzierter kataboler Prozess ist, der der zellulären Homöostase und energieeffizienten Selbstreinigung dient. Hierbei werden defekte Makromoleküle durch Lysosomen in ihre Grundbestandteile zerlegt und der Zelle als Bausteine wieder zur Verfügung gestellt. In dieser Arbeit wurde in einem ersten Schritt der Einfluss von HES der 3. Generation auf die Viabilität von HK-2-Zellen mit zwei unabhängigen in vitro Assays überprüft. Diese beruhen auf einem Substratumsatz durch zytosolische bzw. mitochondriale Dehydrogenasen. Für beide Assays konnte zu verschiedenen Inkubationszeitpunkten bis 21 Stunden jeweils eine konzentrationsabhängige Viabilitätsreduktion durch HES festgestellt werden, welche auch nach einer „Regenerationsphase“ noch verringert nachweisbar und somit partiell reversibel war. Im nächsten Schritt wurde die Hypothese überprüft, ob eine medikamentöse Induktion der Autophagie die beobachtete Viabilitätsreduktion abschwächen oder sogar aufheben kann. Hierbei wurde analog zu einer Arbeit von Liu et al. (2014) eine Inkubationszeit von insgesamt acht Stunden gewählt, da nach diesem Zeitraum eine perinukleäre Cluster-Bildung der Lysosomen beobachtet werden konnte, welche für eine erhöhte Autophagierate spricht. Es kamen im Folgenden HES-Lösungen von 0,75% zum Einsatz, da diese aufgrund einer Viabilitätsreduktion um zirka ein Drittel als am besten geeignet betrachtet wurden. Der Autophagieinduktor Everolimus zeigte hierbei in dem auf mitochondrialen Dehydrogenasen basierenden EZ4U-Assay eine fast vollständige Aufhebung der HES-vermittelten Viabilitätsreduktion. Dieser Effekt konnte durch den MAP-Kinase-Kinase-Blocker U0126 aufgehoben werden. Andere Autophagiemodulatoren hingegen bewirkten zumeist nur geringe Änderungen der Zellviabilität. Zuletzt wurde auf Proteinebene untersucht, ob zentrale Moleküle bzw. Komplexe der Autophagie unter HES zum einen im zeitlichen Verlauf und zum anderen unter zusätzlichem Einfluss der Modulatoren eine Expressionsänderung aufwiesen. HES alleine bewirkte im zeitlichen Verlauf weitestgehend keine signifikante Expressionsänderung. Auch im Vergleich zu einer 0%-HES-Kontrolllösung konnten keine relevanten Unterschiede festgestellt werden. Die Koinkubation mit Everolimus führte zu einer erhöhten Expression der Quotienten ppERK/pERK und LC3BII/LC3BI, U0126 konnte dies jeweils weitestgehend wieder aufheben. Perifosin bewirkte ebenso wie 3-Methyladenin eine verringerte Expression von Akt, Chloroquin führte zu keiner signifikanten Expressionsänderung aller bestimmter Proteine. Darüber hinaus verursachten alle Modulatoren keine signifikante Expressionsänderung des zentralen Autophagiekomplexes Beclin1 sowie von LAMP2 und SQSTM1. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dieser Arbeit gegen eine allgemeine, direkte Beeinflussung von klassischer Autophagie durch HES. Der Autophagieinduktor Everolimus zeigte jedoch einen protektiven Effekt auf die Zellviabilität, welcher vermutlich über einen Autophagie-vermittelten Weg verursacht wird. Unsere Arbeitsgruppe konnte darüber hinaus eine HES-vermittelte Reduktion von ROS beobachten. Das Autophagienetzwerk ist eng mit der zellulären Redox-Homöostase verknüpft. Eine verminderte ROS-Bildung könnte zu einer verminderten Autophagierate und somit auch verringerten Zellviabilität führen, welche durch Everolimus kompensiert wird. Bisher ungeklärt ist auch, auf welchem Weg HES in die Zelle aufgenommen wird. Denkbar wäre, dass größere HES-Moleküle via Endozytose in die Zelle gelangen. Hierbei ist der mTORC1-Komplex ein wichtiger Regulator, der durch Everolimus gehemmt wird und somit über eine verringerte HES-Aufnahme zu einer Viabilitätssteigerung führen könnte. Kleinere HES-Moleküle dagegen könnten über Glukose-Transporter aufgenommen werden, die möglicherweise über AMPK reguliert werden. N2 - In volume therapy, the colloid hydroxyethyl starch (HES) was long considered the ideal infusion solution and was the most commonly used plasma expander in Germany. In recent years, however, there has been increasing evidence that HES may contribute to acute renal function deterioration, particularly in critically ill patients, which significantly affects clinical outcome. The exact pathomechanism has not been elucidated to date. What is known is that HES is deposited in many different tissues after intravenous administration, with renal accumulation occurring preferentially in proximal tubule cells. Histopathologically, large amounts of intracellular vesicles are found in the cytoplasm, leading to cell swelling, also known as osmotic nephrosis, which is considered reversible in principle. Cellular degradation is generally thought to occur via the lysosomal system. This is an integral part of autophagy, which is an evolutionarily conserved stress-induced catabolic process in all eukaryotes that serves cellular homeostasis and energy-efficient self-purification. In this process, defective macromolecules are broken down into their basic components by lysosomes and made available again to the cell as building blocks. In this work, as a first step, the influence of 3rd generation HES on the viability of HK-2 cells was tested using two independent in vitro assays. These are based on substrate turnover by cytosolic and mitochondrial dehydrogenases, respectively. For both assays, a concentration-dependent viability reduction by HES was detected at different incubation times up to 21 hours, which was still detectable in a reduced manner after a "regeneration phase" and thus partially reversible. In the next step, the hypothesis was tested whether a drug induction of autophagy could attenuate or even reverse the observed viability reduction. Here, analogous to a work by Liu et al. (2014), an incubation period of eight hours in total was chosen, since after this period a perinuclear cluster formation of the lysosomes could be observed, which speaks for an increased autophagy rate. In the following, HES solutions of 0.75% were used, as these were considered most suitable due to a viability reduction of about one third. The autophagy inducer everolimus showed an almost complete abolition of the HES-mediated viability reduction in the mitochondrial dehydrogenase-based EZ4U assay. This effect could be abolished by the MAP kinase kinase blocker U0126. In contrast, other autophagy modulators mostly caused only minor changes in cell viability. Finally, we investigated at the protein level whether central molecules or complexes of autophagy showed a change in expression under HES on the one hand in the time course and on the other hand under the additional influence of the modulators. HES alone largely did not cause a significant change in expression over time. Also in comparison to a 0%-HES control solution no relevant differences could be detected. Coincubation with everolimus increased the expression of ppERK/pERK and LC3BII/LC3BI ratios, and U0126 largely reversed this in each case. Perifosine caused decreased expression of Akt, as did 3-methyladenine, and chloroquine caused no significant change in expression of all specific proteins. In addition, all modulators did not cause a significant change in expression of the central autophagy complex Beclin1, as well as LAMP2 and SQSTM1. Overall, the results of this work argue against a general direct effect of HES on classical autophagy. However, the autophagy inducer everolimus showed a protective effect on cell viability, which is presumably caused by an autophagy-mediated pathway. Furthermore, our research group was able to observe a HES-mediated reduction of ROS. The autophagy network is closely linked to cellular redox homeostasis. Decreased ROS formation could lead to decreased autophagy rate and thus decreased cell viability, which is compensated by everolimus. The pathway by which HES is taken up into the cell has also not yet been clarified. It is conceivable that larger HES molecules enter the cell via endocytosis. Here, the mTORC1 complex is an important regulator that is inhibited by everolimus and could thus lead to an increase in viability via reduced HES uptake. Smaller HES molecules, on the other hand, could be taken up via glucose transporters, which are possibly regulated via AMPK. KW - Hydroxyethylstärke KW - Autophagie KW - Everolimus KW - Nierenversagen KW - Autophagie KW - Akutes Nierenversagen KW - Hydroxyethyl starch KW - Autophagy KW - Acute Kidney Injury KW - Everolimus Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-282514 ER -