Die Rolle von Aldosteron und Volumenexpansion beim Blutdruckanstieg unter hoch Kalium-/Natrium-Diät

Abstract

Heutzutage geht man davon aus, dass dem blutdrucksenkenden Effekt einer gesteigerten Kalium (K+)-Zufuhr eine verringerte Natrium (Na+)-Retention durch eine verminderte Aktivierung des Thiazid-sensitiven Na+ -Chlorid (Cl-)-Cotransporter im distalen Nephron der Niere zugrunde liegt. Jedoch ist eine hohe K+ -Zufuhr gleichzeitig ein starker Stimulus zur Ausschüttung von Aldosteron aus der Nebennierenrinde. Tatsächlich zeigten Mäuse einen Blutdruckanstieg und erhöhte Aldosteronkonzentrationen im Plasma unter kombinierter hoch (3%) NaCl- hoch (5%) K+ -Diät. Deren Na+ -Zufuhr ist vergleichbar mit der Na+ -Zufuhr unter der heutigen sogenannten „Western diet“. Die Entwicklung des Blutdruckanstieges war unabhängig vom zugegebenen Anion (KCl, KCitrat und KHCO3). Daher sollte in der vorliegenden Arbeit geklärt werden, welche Mechanismen zum beobachteten Blutdruckanstieg bei den unterschiedlichen hoch (5%) K+ -Diäten (KCl, KCitrat und KHCO3) führen, wenn diese mit einer hoch (3%) NaCl-Diät kombiniert werden. Hierfür erhielten Mäuse entweder eine normal (0,93%) K+ -/hoch (3%) NaCl- oder eine hoch (5%) K+ -/hoch (3%) NaCl-Diät für jeweils zehn Tage mit den unterschiedlichen drei Anionen. Anhand verschiedener Versuche sollte eine mögliche renale Na+ -Retention mit resultierender Plasmavolumenexpansion nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde unter kombinierter hoch (5%) KCl-/ hoch (3%) NaCl-Diät eine telemetrische Herzfrequenzuntersuchung durchgeführt. Ebenfalls unter kombinierter hoch (5%) KCl-/ hoch (3%) NaCl-Diät wurde der Einfluss einer MR-Blockade mittels Spironolacton auf den Blutdruck untersucht. In keiner der hoch Kalium-Gruppen konnte mittels Indikatorverdünnungsmethode eine direkte Erhöhung des Plasmavolumens festgestellt werden. Jedoch konnten in der hoch KCitrat- und in der hoch KHCO3-Gruppe indirekte Hinweise für eine Plasmavolumenexpansion nachgewiesen werden. So zeigten sich in der hoch KCitrat-Gruppe am 10.Tag der Diät eine vermehrte Na+ -Retention und in der hoch KHCO3-Gruppe ein erniedrigter Hämatokrit. Zusätzlich fand sich in beiden Gruppen eine metabolische Alkalose, was eine Na+ -Retention begünstigen kann. Im Gegensatz dazu ließen sich in der hoch KCl-Gruppe weder eine direkte Plasmavolumenexpansion noch indirekte Hinweise hierfür darstellen. So könnte in der hoch KCl-Gruppe, im Gegensatz zu den beiden anderen hoch Kalium-Gruppen, nicht eine Aldosteron-induzierte Na+ -Retention, sondern eine andere Ursache für den beobachteten Blutdruckanstieg sein. Ein Anstieg der Herzfrequenz ist in der hoch KCl-Gruppe als Ursache auszuschließen, da gezeigt werden konnte, dass der Blutdruck unabhängig von der jeweils vorliegenden Herzfrequenz erhöht war. Zusätzlich konnte in der hoch KCl-Gruppe der Blutdruckanstieg anhand des MR-Blockers Spironolacton nicht normalisiert werden. Als Ursache für den Blutdruckanstieg könnten in der hoch KCl-Gruppe möglicherweise MR-unabhängige Wirkungen des erhöhten Aldosterons insbesondere auf das Gefäßsystem sein.

High potassium (K+) intake is thought to lower blood pressure by decreasing the activity of the thiazide-sensitive Na+ -chlorid (Cl-)-cotransporter in the distal nephron of the kidney and hence reducing renal sodium (Na+) reabsorption. However, a high K+ intake is also a potent stimulus for the release of aldosterone from the adrenal glands. Indeed, mice that received a combined high (5%) K+/high (3%) NaCl diet developed an increase in blood pressure and in aldosterone levels. Their Na+ intake was raised to levels typically found in the Western diet. This dissertation should figure out whether the observed elevated blood pressure was caused by renal Na+ retention and an increased plasma volume during a combined high K+/high NaCl diet. Therefore, mice were subjected to either a normal (0.93%) K+/high (3%) Na+ or high (5%) K+/high (3%) Na+ diet for 10 days. To examine the influence of the co-administered anion three different K+ diets (KCl, KCitrate, and KHCO3) were used. To detect blood volume expansion different experiments were performed. Blood pressure and heart rate was determined using telemetry. To assess the contribution of MR signaling the effect of the MR antagonist spironolactone on blood pressure was examined. After ten days of high K+/high NaCl diets the plasma volume was not increased in any group. We found indirect signs for an elevated plasma volume in two groups. This was an increased Na+ retention in the high KCitrat-group and a decreased haematocrit in the high KHCO3-group. Additionally, both groups showed a metabolic alkalosis what could promote Na+ -retention. In those two high K+ -groups an aldosterone induced Na+ -retention can not be ruled out to be responsible for the observed increased blood pressure. On the contrary, there was no indirect sign for an elevated plasma volume in the high KCl-group. In addition, no elevated heart rate was found in this group. The observed elevated blood pressure was not normalized by using the mineralocorticoid-antagonist spironolactone. These findings demonstrate that the increase in blood pressure in the high KCl-group does not require MR activation and is not associated with elevated heart rate or plasma volume expansion. These findings suggest that changes in vascular resistance may play a dominant role in the pathogenesis of hypertension induced by a combined high KCl/high NaCl intake.