Charakterisierung der stimulatorischen und inhibitorischen G-Proteine in der urämischen Kardiomyopathie vor und nach Behandlung mit Endothelin-Rezeptorantagonisten

Abstract

Ziel: Die quantitative und qualitative Evaluation der Gs alpha, Gi ½ alpha und Gi3 alpha Proteine in Kardiomyocyten urämischen Ratten relativ zu einem Normalkollektiv und relativ zu einem urämischen, Endothelin A (ET A)- und einem urämischen, Endothelin AB- (ET AB) Rezeptor antagonistisch behandeltem Kollektiv. Dies sollte den Nutzen der Endothelin-Rezeptorantagonisten bei der Prävention der urämischen Kardiomyopathie aufzeigen. Material und Methode: Die Kardiomyocyten von vier verschiedenen Tieren jeweils einer Gruppe 4X4) wurden jeweils fünfmal gemessen bezüglich ihres G Proteingehaltes an Gs alpha, Gi1/2 alpha und Gi3 alpha auf Proteinebene im Western Blot und auf RNA Ebene in der RT PCR. Gruppe K waren unbehandelte, nicht urämische Tiere, Gruppe SNX waren unbehandelte, urämische Tiere, Gruppe ET A waren ET A rezeptorantagonistisch behandelte, urämische und Gruppe ET AB waren letztlich ET AB antagonistisch behandelte urämische Tiere. Ergebnisse: Im Western Blot wurde die Protein-Menge der K Tiere gleich 100% gesetzt. Hierzu ergab sich bei der Gs alpha Detektion ein plus von 98% beim SNX Kollektiv (p<0,05 zu K), und ein plus von 141% im ET A (p<0,05 zu K) und von 118% im ET AB Kollektiv (p>0,05 zu K). Keine statistische Signifikanz der Unterschiedr zwischen SNX, ET A und ET AB zueinander. Die Gi ½ alpha Unterschiede waren nicht signifikant, wohingegen die Gi 3 alpha Werte sich gegenläufig zu den Gs alpha Werten verhielten (SNX –49% zu K, ET A –54% zu K und ET AB –48% zu K, p<0,05 jeweils zu K, p>0,05 zwischen SNX, ET A und ET AB). Gleichsinnige Veränderungen in der RT PCR: 4,48 amol/µg RNA in der K Gruppe für Gs alpha gegen 37,65 in der SNX, 44,17 in der ET A und gegen 45,98 in der ET AB Gruppe. Wiederum keine Differenzen zwischen den Gruppen für Gi ½ alpha und für Gi3 alpha ergaben sich 32,33 amol/µg in der K Gruppe gegen 3,96 in der SNX Gruppe und 4,70 in der ET A und 4,60 in der ET AB Gruppe. Statistische Signifikanz ergab sich zwischen K und den anderen Kollektiven in der Gs alpha Auswertung und zwischen K und den restlichen Gruppen in der Gi3 alpha Gruppe. Diskussion: Die vorliegenden Ergebnisse widersprechen den Veränderungen der G Proteine in Modellen der Herzinsuffizienz und bei einigen Kardiomyopathiemodellen. Hieraus wird geschlossen, dass die urämisch bedingte Kardiomyopathie eine eigene Krankheitsentität definiert mit eigenen pathophysiologischen Veränderungen und differenten molekularen Grundlagen. Außerdem bestehen Hinweise darauf, dass die Ergebnisse eine im Rahmen der adrenergen Gegenregulation bei bestehender Herzinsuffizienz induzierte kardiale Zellapoptose reflektieren, bei der stark erhöhte Gs alpha Spiegel beobachtet worden sind. Womöglich spiegeln die Gi Veränderungen einen verringerten kardialen Apoptoseschutz wider, was für eine schlechte Prognose der urämischen Kardiomyopathie sprechen könnte. Weitere Untersuchungen wären hilfreich, um das Krankheitsbild der urämischen Kardiomyopathie auch molekularbiologisch weiter zu beleuchten.

Aim: The quantitative and qualitative evaluation of the Gs alpha-, Gi ½ alpha- and Gi3 alpha- proteins in cardiomyocytes of rats with renal insufficiency in comparison to normal rats and to one renal insufficient, endothelin (ET) A antagonistic treated collective and a second ET AB antagonistic treated collective too with renal insufficiency/failure. This should illustrate the possible effect on the g-proteins of endothelin receptor antagonists in the treatment of cardiomyopathy following renal insufficiency. Material and Methods: Gs alpha, Gi ½ alpha and Gi3 alpha proteins in the Cardiomyocytes of four different animals for each group (4X4) were analysed 5 times with Western blotting and RT PCR. Groups were defined as follows: control (K group, untreated, normal rats), sham (SNX group), ET A antagonistic treated rats (ET A group) and ET AB antagonistic treated group (ET AB group). Renal insufficiency/failure conditions in SNX, ET A and ET AB were obtained after a 5/6 nephrectomy. Results: The different G protein levels in the K group were defined as 100%. For the Gs alpha a plus of 98% of Gs proteins in the SNX group was detected, in the ET A a plus of 141% and in the ET AB group a plus of 118% relative to the K group (p<0.05 for the K relative to each of the other groups). No significant differences for the Gi ½ alpha levels, whereas Gi3 alpha levels diminished in the SNX (-49%), in the ET A (-54%) and in the ET AB group (-48%) relative to K, p<0.05 for K to each of the other group. Similar results for the RT PCR RNA values: 4.48amol/µg RNA of Gs alpha in K, 37.65 in the SNX, 44.17 in the ET A and 45.98 in the ET AB group were detected, no differences again for the Gi ½ alpha levels in the four groups. Gi 3 alpha was detected with 32.33 amol/µg in the control group, and only 3.96 amol/µg RNA in the SNX, 4.70 in the ET A and 4.60 in the ET AB group. Again with p<0.05 for K to each of the other group without statistically significant differences between SNX, ET A and ET AB. Discussion: These results contrast results of G proteins in some models of heart failure and cardiomyopathy. This suggests that cardiomyopathy following renal insufficiency/failure should be seen as an entity with a completely different molecular and pathophysiological basis. Additionally to that, elevated Gs protein levels were seen in final heart failure models and postinfarction models with upregulated adrenergic activity which led to cardiomyocytic cell apoptosis so that also apoptosis in the failing heart could possibly be a reason for those changes. There are some reflections about the role of Gi proteins which were accused to have a protective role and to diminish cell apoptosis so that these results could mirrow a bad prognosis for this form of cardiomyopathy. Further investigation would be helpful to enlarge the data basis.