Regulation des renalen Natrium-abhängigen Gallensäuren-Transporters (ASBT) durch Sexualhormone und Glukokortikoide

Biggemann, Frank; Greven, Joachim

doi:2007

Regulation des renalen Natrium-abhängigen Gallensäuren-Transporters (ASBT) durch Sexualhormone und Glukokortikoide = Regulation of the renal sodium-dependent bile salt transporter (ASBT) by sex hormones or glucocorticoids

Biggemann, Frank

2007

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Frank Biggemann

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2007

Umfang100 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Greven, Joachim (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2007-08-28

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-20071
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/52279/files/Biggemann_Frank.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Pharmakologie und Toxikologie (528500-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Testosteron (Genormte SW) ; Ethinylestradiol (Genormte SW) ; Buserelin (Genormte SW) ; Dexamethason (Genormte SW) ; Taurocholat (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; ASBT (frei) ; Buserelin (frei) ; ICI 182780 (frei) ; Frische Isolierung proximaler Tubuluszellen (frei) ; Clearance (frei) ; Western Blot (frei) ; ethinylestradiol (frei) ; testosterone (frei) ; busereline (frei) ; dexamethasone (frei) ; taurocholate (frei) ; freshly isolated proximal tubular cells (frei) ; clearance studies (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die in den Glomeruli der Niere filtrierten Gallensäuren werden durch einen effizienten tubulären Reabsorptionsprozess nahezu vollständig vor der Ausscheidung mit dem Harn bewahrt und so für den Organismus konserviert. Für die Reabsorption ist der im proximalen Tubulus in der apikalen Bürstensaummembran lokalisierte Natrium-abhängige Gallensäuren Transporter (ASBT= Apical Sodium-dependent Bile Salt Transporter, SLC 10A2) zuständig.Das Ziel der vorliegenden Arbeit war zu untersuchen, ob der durch den ASBT vermittelte tubuläre Taurocholattransport durch Sexualhormone und Glukokortikoide reguliert wird. Dabei wurden in-vitro Aufnahmestudien an frisch isolierten proximalen Tubuluszellen aus Nieren männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten, in-vivo Clearance-Experimente und Western-Blot Analysen zur Bestimmung der ASBT-Proteinmenge durchgeführt. Als Referenzsubstanz zur Untersuchung des ASBT wurde die mit 3H radioaktiv markierte Gallensäure Taurocholat verwendet. Die Aufnahmestudien an den frisch isolierten Tubuluszellen zeigten einen intrazelluläre 3H-Taurocholat-Akkumulation von 5,63 +/- 0,28 bei männlichen und von 3,68 +/- 0,43 bei weiblichen Tieren (p<0,01). Dieser geschlechtsspezifische Unterschied des zellulären Taurocholat-Aufnahme ließ sich in den Clearance-Versuchen, welche eine 3H-Taurocholat Clearance von 133,9 +/- 28,1 bei männlichen und von 262,0 +/- 45,4 µl/min x 100g Körpergewicht bei weiblichen Ratten zeigten, bestätigen (p<0,05). Zur weiteren Charakterisierung dieses geschlechts-spezifischen Unterschiedes im renal tubulären Taurocholattransportes wurden die Tiere vor Durchführung der Aufnahmestudien mit verschiedenen Substanzen vorbehandelt. Die Behandlung weiblicher Tiere mit Testosteron-Propionat (Dosis 5 mg/kg Körpergewicht) führte nur zu einer leichten, nicht signifikanten Steigerung der intrazellulären 3H-Taurocholat-Aufnahme. Dagegen führte die Vorbehandlung männlicher Ratten mit dem Estrogen Ethinyl-Estradiol mit einer Dosis von 50 µg/kg Körpergewicht zu einer signifikant um 61,6 +/- 13,4% gesenkten zellulären Taurocholat-Akkumulation (p<0,001). Weiterhin konnten weder eine chirurgisch durchgeführte Ovarektomie noch die chemische Kastration mit dem GnRH-Analogon Buserelin (Dosis: 24 µg/Tag, 4 Wochen) die Taurocholat-Aufnahme proximaler Tubuluszellen weiblicher Ratten beeinflussen. Auch eine Vorbehandlung mit dem Estrogen-Rezeptor-Antagonist ICI 182780 (Faslodex) zeigte bei den weiblichen Tieren sowohl in einer Dosierung von 0,5 mg/kg Körpergewicht als auch nach Verdopplung der Dosis keinen Effekt. Allerdings führte die Behandlung ovarektomierter Ratten mit Ethinyl-Estradiol (Dosis 5 mg/kg Körpergewicht) zu einer signifikanten Senkung des Taurocholat-Akkumulationsfaktors um 53,7 +/- 15,8 % (p<0,05). Durch Bestimmung des Serumspiegels der Gallensäuren wurde ausgeschlossen, dass die Inhibition des tubulären Gallensäurentransport durch eine Ethinyl-Estradiol bewirkte Cholestase induziert wurde. Diese Arbeit zeigt geschlechtsspezifische Unterschiede im renalen Taurocholattransport bei Ratten, die auf einen inhibitorischen Effekt der Estrogene auf den Taurocholattransport in proximalen Tubuluszellen zurückzuführen sind. Da in den Western-Blot Analysen kein Unterschied in der ASBT-Proteinmenge der proximalen Tubuluszellen zwischen männlichen und weiblichen Ratten nachgewiesen werden konnte, liegt möglicherweise ein nicht-genomischer Mechanismus, der nicht auf Transkriptionsebene vermittelt wird, diesem Estrogen-Effekt zugrunde. Desweiteren wurde die Regulation des renalen Taurocholattransportes durch Glukokortikoide untersucht, da es in der Literatur Hinweise auf eine Regulation des im terminalen Ileum lokalisierten Gallensäuren-Transportsystems gibt, das mit dem in der Niere lokalisierten ASBT identisch ist. Als Substanz wurde das synthetische Glukokortikoid Dexamethason, welches keine mineralokortikoiden Partialeffekt aufweist, verwendet. Sowohl in den Clearance-Versuchen als auch bei den Aufnahmestudien an frisch isolierten proximalen Tubuluszellen zeigte sich bei den vorbehandelten männlichen Ratten mit einer Dosis von 60 µg/kg Körpergewicht kein signifikanter Unterschied in der Taurocholat-Clearance bzw. zellulären Akkumulation gegenüber den Kontrolltieren (p>0,05). Auch in den Western-Blot Analysen konnte hier kein Unterschied der ASBT-Proteinmenge bei den vorbehandelten Ratten festgestellt werden. Diese verschiedenen experimentellen Ansätze zeigen, dass eine mögliche Regulation des renalen ASBT im proximalen Tubulus durch Glukokortikoide weitgehend ausgeschlossen werden kann.

The bile acids filtered through the glomeruli nearly completely escape urinary excretion due to an effecient tubular reabsorption process, which help to conserve bile acids. Reabsorption is mediated by the sodium-dependent bile acid transporter (ASBT) localized in the apical brush border membrane of the proximal tubular cell. The aim of the present study was to assess whether the ASBT-mediated transport of the bile acid taurocholate is regulated by sex hormones or glucocorticoids. In-vitro uptake experiments with freshly isolated proximal tubular cells from female and male sprague-dawley rats and in-vivo clearance experiments were performed using the radioactive bile acid 3H-taurocholate as a substrate. Furthermore, western blot analyse were performed to determine the ASBT-protein amount. The uptake experiments with freshly isolated proximal tubular cells showed a high significant difference of the 3H-taurocholate accumulation ratio of 5.63 +/- 0.28 in male versus 3.68 +/- 0.43 in female animals (p<0,01). This gender difference of cellular taurocholate uptake was confirmed by the clearance studies, which showed a significant difference in 3H-taurocholate clearance of 133.9 +/- 28.1 in male and of 262.0 +/- 45.4 µl/min x 100 g body weight in female rats (p<0,05). Then treatment of female rats with testosterone (5 mg/kg body weight) only lead to a mild, not significant increase of intracellular taurocholate uptake. In contrast treatment of male rats with ethinylestradiol at a dose of 50 µg/kg body weight lead to a highly significant inhibition of 61.6 +/- 13.4% of the taurocholate accumulation ratio (p< 0.001). Neither surgical ovariectomy nor chemical castration with the GnRH- analog busereline (24 µg/day for 4 weeks) influenced taurocholate uptake of female rats. Futhermore treatment with the estrogen receptor antagonist ICI 182780 (Faslodex) of female rats (0.5 and 1.0 mg/kg body weight) showed no significant effect. However, application of ethinylestradiol (5 mg/kg body weight) to ovariectomised rats lead, as in normal male rats, to a significant inhibition of the taurocholate accumulation ratio of 53.7 +/- 15.8% (p<0.05). By determining bile acid serum levels we excluded, that this change was due to an ethinylestradiol induced cholestasis. The main finding of this study was a significant higher tubular taurocholate clearance and therefore less intracellular taurocholate accumulation in female compared to male rats. This gender-specific difference is likely to be due to an inhibitory effect of estrogens on the renal ASBT. Western blot analysis showed no difference in ASBT-protein amount suggesting a non-genomic mechanism. For glucocorticoids however, we could not demonstrate a regulatory effect of dexamethasone on renal tubular taurocholate transport, although these steroids have previously been shown to upregulate the ileal ASBT. Neither the clearance studies nor the uptake experiments of freshly isolated proximal tubular cells showed a significant difference after treatment of male rats (60µg/100 g body weight; p>0.05). Western blot analysis could not show a difference of ASBT-protein amount. Thus, we could exclude possible regulation of the ASBT in the proximal tubule.

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