Untersuchungen zu Lokalisation, intrazellulärer Calciumkonzentration, Membranpotential und sekretorischer Aktivität reninsezernierender Zellen in der afferenten Arteriole der Ratte

Abstract

Ein wichtiges Steuerelement bei der Regulation des Wasser- und Elektrolythaushalts eines Organismus ist das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS), dessen Aktivität in erster Linie durch die Sekretionsrate der Protease Renin moduliert wird. Um mehr über die zellulären Regulationsmechanismen der reninsezernierenden Zellen zu erfahren, wurde die Abhängigkeit der intrazellulären Calciumkonzentration ([Ca2+]i) sowie der Reninsekretion von verschiedenen Stimuli untersucht. Mittels Immunfluoreszenzfärbungen konnten reninsezernierende Zellen in Kryoschnitten von Nieren normal sowie kochsalzarm ernährter Ratten lokalisiert werden. Desweiteren konnten Reningranula in isolierten reninsezernierenden Zellen dargestellt werden. Mit Hilfe des Calcium-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffes Fura-2 wurde die [Ca2+]i sowie die Regulation der Calcium-Homöostase untersucht. Es zeigte sich, da eine Erhöhung der extrazellulären Kaliumkonzentration ([K+]o) zur Membrandepolarisation und zu einem konzentrationsabhängigen Anstieg der [Ca2+]i in den untersuchten Zellen führte, der von der Anwesenheit von extrazellulärem Calcium ([Ca2+]o) abhängig und durch Gabe des L-Typ Calcium-Kanalblockers Isradipin inhibierbar war. Weiterhin war [Ca2+]i auch von Änderungen der [Ca2+]o abhängig. Gabe des Vasokonstriktors Angiotensin II (ANG II) führte zu einem konzentrations-abhängigen Anstieg der [Ca2+]i, der ab einer Konzentration von 3*10-8 M ANG II in eine Peak- und eine Plateau-Phase gegliedert war. Es wurde eine Konzentration-Wirkungs-Beziehung erstellt und eine EC50 von 11 nM ermittelt. Mit Hilfe des spannungssensitiven Fluoreszenzfarbstoffes DiBAC4(3) konnte ein Effekt des KATP-Kanalöffners Levcromakalim und des KATP-Kanalblockers Glibenclamid auf das Membranpotential festgestellt werden, wogegen beide Substanzen keinen Effekt auf [Ca2+]i hatten.

The water and electrolyte balance of an organism is primarily regulated by the renin-angiotensin-aldosteron-system (RAAS) which activity mainly depends on the rate of renin-secretion. To obtain more information about cellular regulatory mechanisms, the dependence of the intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) and renin-secretion on various stimuli was investigated. Renin secreting cells could be localized in rat kidney cryosections of animals fed with a normal or salt-depleted diet using immunofluorescence. The same technique permitted the detection of renin granules in isolated renin secreting cells. Further on [Ca2+]i and calcium homeostasis was studied with the calcium-sensitive fluorescence marker fura-2. An elevation of extracellular potassium ([K+]o) led to a depolarization and a concentration dependent increase in [Ca2+]i which depended on extracellular calcium ([Ca2+]o) and could be blocked by the L-type calcium channel blocker isradipine. [Ca2+]i was also greatly influenced by changes in [Ca2+]o. Application of the vasoconstrictor angiotensin II (ANG II) led to a concentration dependent increase in [Ca2+]i which, from a concentration of 3*10-8 M ANG II on, consisted of a peak and plateau phase. A concentration-response-curve was made and an EC50 of 11 nM was determined. Using the voltage dependent dye DiBAC4(3) an effect of the KATP channel opener levcromakalim and the KATP channel blocker glibenclamide on the membrane potential was seen, while, on the other side, both substances did not show any effect on [Ca2+]i.