Wirkungen einer chronischen Vorbehandlung mit dem selektiven Adenosin-A1-Rezeptor-Agonisten 2-Chloro-N6-Cyclopentyladenosin (CCPA) auf die Nierenfunktion der Ratte

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen einer chronischen Behandlung mit einem Adenosin-A1-Rezeptor-Agonisten auf die Nierenfunktion zu untersuchen. Dazu wurde in einer kontrollierten randomisierten Studie Ratten der hochselektive Adenosin-A1-Rezeptor-Agonist 2-Chloro-N6-cyclopentyladenosin (CCPA) sieben Tage lang über das Trinkwasser zugeführt. Die Gabe von CCPA wurde sowohl unter kochsalzreicher- als auch kochsalzarmer Diät durchgeführt. Für die funktionelle Charakterisierung wurde die Elektrolytausscheidung bei wachen Tieren im Stoffwechselkäfig gemessen. In Narkose wurden renale Hämodynamik (RBF), glomeruläre Filtration (GFR) vor und nach erneuter Gabe von CCPA, Flüssigkeits- und Elektrolytausscheidung und Plasma-Renin-Aktivität (PRA) untersucht. Die Messung von RBF und GFR erfolgte in unterschiedlichen Versuchsgruppen, um nicht erfasste Störfaktoren zu reduzieren. Ferner wurde die Adenosin-Rezeptorexpression in der Niere bestimmt. Die Versuchsgruppen bestanden jeweils aus sechs bis acht Tieren. Unsere Untersuchungen zeigen, dass die siebentägige Vorbehandlung mit CCPA sowohl bei NaCl-reicher als auch bei NaCl-armer Diät keinen Einfluss auf den Gewichtsverlauf hat. Die an Tag 1 und 7 im Stoffwechselkäfig gemessene Urinmenge sowie Elektrolytausscheidung unterscheidet sich in den mit CCPA vorbehandelten Gruppen nicht von den Kontrollgruppen. Die orale Gabe von CCPA über sieben Tage führt unter beiden Kochsalz-Diäten nicht zu einer andauernden Senkung der GFR. Unter kochsalzarmer Ernährung bewirkt die Vorbehandlung mit CCPA eine anhaltende Reduktion der PRA. Die erneute Applikation (i.v.) von CCPA in Narkose führt bei den CCPA-Gruppen als auch bei den Kontrollgruppen zu einer vergleichbaren Reduktion der GFR. Die Vorbehandlung mit CCPA erzielt hierbei keine Tachyphylaxie. Das Ausmaß des GFR-Abfalls ist bei NaCl-armer Diät stärker ausgeprägt als bei NaCl-reicher Diät. Mit CCPA vorbehandelte Tiere weisen in Narkose höhere Urinzeitvolumina auf als Tiere der Kontrollgruppen. Mit CCPA vorbehandelte Tiere weisen eine geringere absolute fraktionelle Na-Ausscheidung auf. Unter kochsalzreicher Diät zeigt sich zudem nach Vorbehandlung mit CCPA eine reduzierte absolute Natriumausscheiung in Narkose. Die Vorbehandlung mit CCPA bewirkt leicht erhöhte Natrium-Plasma-Spiegel und erniedrigte K-Plasma-Spiegel. Die Vorbehandlung mit CCPA hat keinen Einfluss auf Herzfrequenz und mittlerem arteriellen Blutdruck (MAP) in Narkose. Die erneute Gabe von CCPA (i.v.) bewirkt bei CCPA-vorbehandelten Tieren eine ähnliche Absenkung von Herzfrequenz und MAP wie in der Kontrollgruppe. Der renale Blutfluss und das Ansprechen der Nieren auf Adenosin-Einzelinjektionen werden durch die Vorbehandlung mit CCPA nicht verändert. Die Werte der CCPA-Gruppen unterscheiden sich bei beiden Diäten nicht gegenüber den Kontrollgruppen. Unter NaCl-reicher Diät führt die Vorbehandlung mit CCPA zu einer Reduktion der A1-Rezeptor-Expression. Dieser Effekt kann bei NaCl-armer Diät nicht beobachtet werden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse sprechen gegen eine Tachyphylaxie der Nierenfunktionsbeeinträchtigung durch eine chronische Vorbehandlung mit einem hochselektiven Adenosin-A1-Rezeptor-Agonisten. Jedoch führte die dauerhafte Stimulation des A1-Rezeptors mit CCPA über sieben Tage in der gewählten Dosierung zu keiner relevanten Beeinträchtigung der Nierenfunktion. Wenn mit der gewählten Dosierung therapeutische Effekte erzielt werden können, so wird der Einsatz von Adenosin-A1-Agonisten nicht durch die Nierenfunktion limitiert. Ob durch längere Behandlung oder höhere Plasmaspiegel des A1-Agonisten eine Tachyphylaxie verursacht wird, kann mit dieser Arbeit nicht beantwortet werden und muss Inhalt weiterführender Studien sein.

The aim of this study was to evaluate the effects of chronic treatment with an adenosine A1 receptor agonist on renal function. In a controlled and randomized study rats were fed for seven days with drinking water containing the highly selective adenosine A1 receptor agonist 2-chloro-N6-cyclopentyladenosine (CCPA). The administration of CCPA was performed under low and high sodium chloride (NaCl) diet. For the functional characterization in conscious animals the electrolyte excretion was measured in metabolic cages. Under anesthesia renal hemodynamics (RBF) and glomerular filtration rate (GFR) before and after readministration of CCPA, fluid and electrolyte excretion and plasma renin activity (PRA) were examined. The measurement of RBF and GFR was performed in different experimental groups, to reduce non-recognized confounders. Furthermore, the adenosine receptor expression in the kidney was determined. The experimental groups consisted of six to eight animals. Our investigations show that the pretreatment with CCPA for seven days does not affect the course of weight in both high and low NaCl diets. On day 1 and 7, there is no difference on urine volume and electrolyte excretion in the groups pretreated with or without CCPA. Oral administration of CCPA for seven days does not cause a sustained reduction of GFR under both NaCl diets. The pretreatment with CCPA under low NaCl diet causes a persistent reduction of PRA. Under anesthesia, CCPA applicated again intravenously (iv) leads to a comparable reduction of GFR in both pretreated and control groups. Here, pretreatment with CCPA does not induce tachyphylaxis. The decrease of GFR under low NaCl diet is more pronounced as under high NaCl diet. Under anesthesia, animals pretreated with CCPA have higher urine volumes as animals in the control groups. Animals pretreated with CCPA show a lower fractional excretion of sodium. After pretreatment with CCPA animals fed with high NaCl diet show a reduced absolute sodium excretion. The pretreatment with CCPA causes slightly elevated sodium plasma levels and decreased potassium plasma levels. Pretreatment with CCPA has no effect on heart rate and mean arterial blood pressure (MAP) under anesthesia. Reapplication of CCPA (iv) induces a similar reduction in heart rate and MAP on CCPA-pretreated animals and control group. The renal blood flow and the response of the kidney to single injections of adenosine are not altered by pretreatment with CCPA. There is no difference between the CCPA and control groups under both diets. Under high NaCL diet the pretreatment with CCPA leads to a reduction of the A1 receptor expression. This effect is not observed in low NaCl diet. In summary, the results argue against a tachyphylaxis of renal function impairment by chronic pretreatment with a highly selective adenosine A1 receptor agonist. However, the sustained stimulation of the A1 receptor with CCPA for seven days in the selected dosage has not caused a relevant impairment of renal function. If therapeutic effects can be achieved with a similar dosage, the use of adenosine A 1 agonists is not limited by renal function. The question, whether prolonged treatment or higher plasma levels of the A 1 agonist induce tachyphylaxis, can not be answered and must be content of further studies.