Einfluss des Dopamin D3 Rezeptors auf die Progredienz der diabetischen Nephropathie sowie dessen Interaktion mit dem AT1 Rezeptor

Abstract

In verschiedenen sowohl klinischen als auch experimentellen Studien gelang der Nachweis, dass das dopaminerge System einen entscheidenden Einfluss auf die renale Hämodynamik hat. In vorliegender Arbeit sollten speziell die renalen Effekte des Dopamin D3 Rezeptors bzw. dessen Inaktivierung untersucht werden. Als Versuchtiere dienten hierbei sowohl diabetische (DM) als auch normoglykämische (CON) Dopamin D3 Rezeptor Knockout- (KO) und die entsprechenden Wildtypmäuse (WT). Die experimentelle Induktion des Diabetes mellitus erfolgte durch intraperitoneale fraktionierte STZ- Applikationen mit Einzeldosen von 80 mg/kg KG. Der erste Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss des Dopamin D3 Rezeptors auf die Progredienz der diabetischen Nephropathie. Hierzu wurden Langzeitstoffwechselkäfigexperimente (STWK) an wachen normoglykämischen und diabetischen Dopamin D3 Rezeptor KO- und WT-Tieren durchgeführt. Mittels einer Schwanzvenenplethysmographie wurde an den selben Tieren zudem die Bedeutung des Dopamin D3 Rezeptors für die arterielle Hypertonie untersucht. Bei den diabetischen Tieren zeigte sich im Vergleich zu den entsprechenden Kontrolltieren eine signifikante Polyphagie, Polydipsie und Polyurie sowie ein deutlicher Gewichtverlust. Bezüglich der in der Frühphase der diabetischen Nephropathie typischen Albuminurie, konnte eine signifikant gesteigerte Albuminexkretion beider diabetischer Gruppen gegenüber den entsprechenden Kontrolltieren beobachtet werden. Der Vergleich zwischen Dopamin D3 Rezeptor KO- und WT-Tieren erbrachte bezüglich der in den STWK-Versuchen erhobenen Parametern keine signifikanten Unterschiede. Bei der Messung des systolischen Blutdrucks zeigten sich in verwendetem Versuchsmodell in den vier verschiedenen Versuchsgruppen ähnliche Werte. Es konnten folglich weder zwischen den KO- und WT-Tieren noch zwischen den DM- und CON-Tieren signifikante Unterschiede beobachtet werden. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde anhand von Clearanceexperimenten an narkotisierten Tieren mit kontinuierlicher Applikation von Angiotensin II (450 µg/h) in den Hauptperioden geprüft, ob eine Interaktion des Dopamin D3 und des AT1 Rezeptors beobachtet werden kann. Als Versuchstiere dienten hierbei wiederum sowohl diabetische als auch normoglykämische KO- und WT-Tiere. Um altersabhängige Effekte auf die renale Hämodynamik zu untersuchen, wurden die Versuche zudem an jungen (6 Monate) und älteren (1-1½ Jahre) normoglykämischen Kontrolltieren durchgeführt. In den beiden diabetischen Gruppen konnte die Diabetes mellitus-typische glomeruläre Hyperfiltration sowie ein Anstieg der Natriumexkretion beobachtet werden, ein unterschiedliches Verhalten der GFR zwischen KO- und WT-Tieren blieb jedoch aus. In den an jungen und älteren KO- und WT-Tieren durchgeführten Experimenten zeigte sich bezüglich der altersabhängigen Effekte auf die renale Hämodynamik kein signifikanter Unterschied zwischen den einzelnen Gruppen. Auch ein Einfluss des Dopamin D3 Rezeptors konnte in dieser Versuchsreihe nicht beobachtet werden.

Zusammengefasst scheint in diesem Versuchsmodell der Dopamin D3 Rezeptor also weder auf die in der Frühphase der diabetischen Nephropathie vorherrschende pathologische glomeruläre Hyperfiltration noch auf die Blutdruckregulation einen entscheidenden Einfluss zu haben. Ebenso konnte unter gegebenen Versuchsbedingungen keine Interaktion des Dopamin D3 und des AT1 Rezeptors festgestellt werden. Auf Grund der Daten scheint der nephroprotektive Effekt einer Dopamin D3 Rezeptorblockade fraglich. Unter Berücksichtigung der bisherigen Befunde sollten weitere Experimente mit verlängerter Versuchsdauer sowie der Versuchsdurchführung an unterschiedlichen Mausstämmen vorgenommen werden.

Several clinical as well as experimental studies demonstrated a determining influence of the dopaminergic system on renal hemodynamics. In this study the renal effects of the dopamine D3 receptor as well as its deactivation were examined in diabetic (DM) and non-diabetic (CON) dopamine D3 receptor knockout (KO) and in corresponding wild type mice (WT). Experimental diabetes mellitus (DM) was induced by streptozotozin (STZ) injections (80 mg/kg BW i.p.). The first part of the present work deals with the influence of the dopamine D3 receptor on the progression of diabetic nephropathy. Therefore urine was collected in long term metabolic cages especially to measure albumin excretion. Systolic blood pressure (SBP) was measured by tail plethysmography to examine the meaning of the dopamine D3 receptor for arterial hypertension. A significant increase in albumin excretion could be observed in both diabetic groups in comparison to the corresponding non-diabetic controls. No significant differences could be detected between dopamine D3 receptor KO-and WT animals. Concerning SBP no significant differences could be observed neither between KO-and WT animals nor between DM and CON animals. The second part deals with the interaction of the dopamine D3 and the AT1 receptor. Clearance experiments were carried out in anaesthetised diabetic as well as non-diabetic KO-and WT animals. At baseline a sodium chloride solution was applied followed by a continuous infusion of angiotensin II (450 µg/h). To examine age-related effects on renal hemodynamics the clearance experiments were also carried out in young (6 month) and older (1-1½ years) non-diabetic controls. The typical glomerular hyperfiltration as well as an increase of renal sodium excretion could be observed in both diabetic groups whereas no differences between KO-and WT animals could be found. Concerning age-related effects on renal hemodynamics no significant differences between the different groups could be determined. Summarised it seems that in this study the dopamine D3 receptor is not involved in glomerular hyperfiltration and blood pressure regulation. Under given conditions an interaction of the dopamine D3 and the AT1 receptor could not be detected. Considering these data the nephroprotective effect of a dopamine D3 receptor blockade seems questionable. Further experiments with an extended test duration as well as experiments in different mouse models should be accomplished.