Der Plasmakaliumspiegel reguliert direkt den NaCl-Kotransporter NCC - conference presentation

Zielstellung (Purpose): Eine erhöhte Kaliumaufnahme mit der Nahrung senkt den Blutdruck sowie das Risiko kardiovaskulärer Komplikationen. Wir konnten zeigen, dass eine orale Kaliumgabe in Mäusen eine sehr rasche Dephosphorylierung und somit Inaktivierung des NaCl-Kotransporters (NCC) im distalen Tubulus der Niere (DCT) bewirkt. Dies führt zu einer erhöhten Natriumausscheidung mit dem Urin. Nun haben wir untersucht, ob Veränderungen in der extrazellulären Kaliumkonzentration direkt NCC regulieren.
Methode (Methods): Die Wirkung der extrazellulären Kaliumkonzentration wurde in drei experimentellen Systemen untersucht: 1) Mäusen wurde 40 mmol/L K+ i.v. injiziert. 2) Nieren wurden isoliert und ex vivo für eine Stunde mit diversen Kaliumkonzentrationen (3.2 - 10.8 mmol/L) perfundiert. 3) Nieren wurden entnommen, in ca. 280μm dicke Scheiben geschnitten und ex vivo für 30-60 Minuten mit unterschiedlichen Kaliumkonzentrationen inkubiert. Im Anschluss wurde jeweils die Menge an total-NCC und phosphoryliertem NCC mittels Immunoblot bestimmt.
Ergebnisse (Results): Nach der i.v.-Injektion von KCl stieg das Plasmakalium in Mäusen innerhalb von 5 Minuten auf 6.1 ± 0.3 vs. 4.5 ± 0.2 mmol/L an. Im selben Zeitraum nahm die NCC-Phosphorylierung (NCC-p) signifikant ab (auf 15.1 ± 7.0 % der Kontrolle). Dieser Effekt einer erhöhten Kaliumkonzentration war auch in der isoliert perfundierten Niere (IPK) nachweisbar. Generell zeigten die Untersuchungen an der IPK eine reziproke Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen NCC-p und der perfundierten Kaliumkonzentration. Die Effekte waren besonders deutlich im physiologischen Schwankungsbereich von [K+]. Die ex-vivo Schnittpräparationen bestätigten die zuvor gemachten Befunde und zeigten zusätzlich, dass die Zunahme von NCC-p bei abnehmender extrazellulärer [K+] an das Vorkommen extrazellulärer Chloridionen gekoppelt war. Die Abnahme von NCC-p unter erhöhter [K+] war unabhängig von der extrazellulären Chloridkonzentration und auch in Anwesenheit des Chloridkanalblockers DIDS vorhanden.
Schlussfolgerung (Conclusion): Die Phosphorylierung von NCC wird direkt und in reziproker Weise durch den extrazellulären Plasmakaliumspiegel reguliert. Die Zunahme von NCC-p unter geringer [K+] ist chloridabhängig, während die Abnahme von NCC-p bei erhöhter [K+] chloridunabhängig ist. Die Befunde können dazu beitragen, die antihypertensiven Wirkungen einer kaliumreichen Ernährung besser zu verstehen.