Veränderung der neuronalen Vasoregulation im mesenterialen Gefäßbett bei portaler Hypertension: mit besonderem Fokus auf die neuronale Stickstoffmonoxyd-Synthase (nNOS)-vermittelte Vasorelaxation und die Neuropeptid Y (NPY)-induzierte Vasokonstriktion

Abstract

Veränderung der neuronalen Vasoregulation im mesenterialen Gefäßbett bei portaler Hypertension: mit besonderem Fokus auf die neuronale Stickstoffmonoxyd-Synthase (nNOS)-vermittelte Vasorelaxation und die Neuropeptid Y (NPY)-induzierte Vasokonstriktion. Hintergrund und Ziele: 1. Die splanchnische arterielle Vasodilatation ist ein pathophysiologische Faktor bei der Entwicklung des hyperdynamen Zirkulationssyndroms. Die Dilatation konnte auf eine vaskuläre NO-Überproduktion zurückgeführt werden. Die n(euronale)-NOS wurde bisher nicht untersucht, und von daher ist das Ziel dieser Arbeit die nNOS-Protein Expression und die nNOS-vermittelte Vasorelaxation an portal-venös-ligierten Ratten zu charakterisieren. 2. HSP90 stimuliert die Aktivität der nNOS. Bislang konnte noch nicht nachgewiesen werden, dass die nNOS-Aktivität in PVL-Ratten aufgrund von HSP90 größer ist, als in Sham-Ratten. Um eine direkte Interaktion von nNOS/HSP90 nachzuweisen wurde eine Co-Immunpräzipitation durchgeführt. 3. Die kompensatorische Stimulation des sympathischen Nervensystems konnte anhand von gesteigerten Serumspiegeln an Noradrenalin (NA) gezeigt werden. Neuropeptide Y (NPY) liegt zusammen mit NA in präsynaptischen Vesikeln vor, wird nach starker sympathischer Nervenstimulation sezerniert und wirkt als ein Cotransmitter. Veränderungen in der Freisetzung und den vasoaktiven Effekten von NPY in der splanchnischen Zirkulation bei Hypertension wurden bisher noch nicht untersucht. In der folgenden Studie wurde zudem noch der Effekt von NPY auf die nNOS-vermittelte Vasodilatation analysiert. Methoden: 1. Das mesenteriale Gefäßbett wurde mittels Immunhistochemie nNOS-spezifisch gefärbt, und die nNOS-Proteinmenge mittels Wester Blot quantifiziert. Das deendothelisierte mesenteriale Gefäßbett wurde in vitro perfundiert und mit NA präkonstriktiert (EC80). Durch eine periarterielle Nervenstimulation (PNS, 2-12 Hz, 45V) wurde die Vasodilatation durch Zugabe des Inhibitors L-NAME (10-4 M) und des nNOS-spezifischen Hemmstoffes TRIM (10-4 M) untersucht. 2. Das Protokoll für die Untersuchung des Einflusses von HSP90 auf die nNOS-vermittelte Vasorelaxation bei PVL-/Sham-Ratten ist identisch mit dem oben beschriebenen Protokoll. Anstelle von L-NAME wurde Geldanamycin (10-4 M) vor dem zweiten Perfusionszyklus zugegeben. 3. Der Einfluss von NPY (10-8 M) auf die vaskulären Effekte von Methoxamin (MT: alpha1-adrenerger -Agonist) wurde durch Perfusion des mesenterialen Gefäßbettes beider Tiergruppen untersucht. Zur Charakterisierung des Einflusses von NPY auf die nNOS-vermittelte Vasorelaxation wurde das gleiche Versuchsprotokoll-wie oben erwähnt-verwendet; und dabei NPY vor dem zweiten Perfusionszyklus in einer Konzentration von 8 x 10-8 M zugegeben. Ergebnisse: 1. nNOS ist in der Adventitia von mesenterialen Gefäßen lokalisiert, wobei die PVL-Tiere eine deutlich stärke Färbung zeigten. Die Proteinmenge in den mesenterialen Arterien der PVL-Tiere stark erhöht. Die PNS führte zu einer frequenzabhängigen Vasorelaxation, die in den PVL- stärker ausgeprägt war. Dieser Unterschied der neuronal-vermittelten Vasorelaxation wurde durch die Gabe von L-NAME/TRIM aufgehoben. Der Effekt der Hemmung von der nNOS-vermittelten Vasorelaxation war bei den PVL-Tieren signifikant größer als bei Sham-Tieren. 2. Die Co-Immunpräzipitation zeigte eine Interaktion von HSP90 und nNOS. Durch Geldanamycin wurde der Unterschied zwischen den PVL- und Sham-Ratten aufgehoben, der Effekt der verminderten NO-Freisetzung bei den PVL-Tieren war signifikant größer. Geldanamycin erwies sich als ein ähnlich guter Inhibitor wie L-NAME. 3. Die vaskuläre Hyporeaktivität gegenüber MT im mesenterialen Gefäßbett von PVL-Tieren wurde durch NPY korrigiert. NPY steigerte die vaskuläre Sensitivität, führte aber nur bei den PVL-Tieren zu einer gesteigerten Kontraktilität. Die durch NPY bedingte Änderung der MT-Antwort war bei den PVL-Ratten signifikant stärker als bei den Sham-Tieren. Die Gabe von NPY führte zu einer Hemmung der nNOS-vermittelten Vasorelaxation. Schlussfolgerung: 1. Die perivaskuläre nNOS Protein Expression ist im mesenterialen Gefäßbett bei portaler Hypertension erhöht und bedingt eine gesteigert NO-vermittelte Vasorelaxation. Diese nNOS-abhängige NO Überproduktion könnte eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der arteriellen Vasodilatation und beim hyperdynamen Zirkulationssyndrom spielen. 2. Die HSP90/nNOS Interaktion verstärkt die PNS-vermittelte NO-Freisetzung. Diese Ergebnisse zeigen, dass der größte Teil der nNOS-vermittelten Vasorelaxation im mesenterialen Gefäßbett bei portaler Hypertension durch HSP90 moduliert wird. 3. Der vasokonstriktive Effekt von NPY im mesenterialen Gefäßbett ist im Vergleich bei den PVL-Tieren stärker ausgeprägt. NPY stellt die vaskuläre Hyporeaktivität wieder her und ist somit ein Agens was die vaskulär verminderte Antwort auf Konstriktoren bei portaler Hypertension wieder herstellt