Dokument: Potassium intake induces cardiovascular damage in hypertensive Apoe-/- mice under high sodium conditions

Titel:	Potassium intake induces cardiovascular damage in hypertensive Apoe-/- mice under high sodium conditions
Weiterer Titel:	Die Kaliumaufnahme verursacht kardiovaskuläre Schäden bei hypertensiven Apoe-/- Mäusen unter hohen Natriumbedingungen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=67261
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20241105-125120-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Arifaj, Denada [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,39 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 04.11.2024 / geändert 04.11.2024
Beitragende:	Prof. Dr. med. Stegbauer, Johannes [Gutachter] Gerdes, Norbert [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Increased sodium intake aggravates cardiovascular diseases by modulating blood pressure and immune cell response. Studies reveal that sodium substitute containing potassium protects from cardiovascular morbidity and mortality in hypertensive patients with high cardiovascular risk. In this work, we investigate the role of high potassium (K+ 5%) intake on the development of hypertensive cardiac damage in the presence or absence of high sodium diet. Throughout the whole trial, apolipoproteinE-deficient mice (Apoe-/-) were fed a normal K+ (0,55%) or high K+ (5%) diet. Apoe-/- mice were infused with angiotensin (Ang) II (500ng/kg/min) for 28 days starting two weeks after the start of the diet. In a second series of experiments, 1% sodium (Na+) was added to the drinking water of high K+-fed mice. Magnetic Resonance Imaging (MRI), immunohistochemistry, flow cytometry analysis, quantative PCR and Western blot were used to assess the cardiac damage. High K+ diet increased serum potassium levels significantly, compared to mice treated with normal K+ diet, but had no impact on blood pressure or cardiac function in Apoe-/- mice chronically infused with Ang II. Anticipated, aldosterone excretion was significantly increased in Ang II infused Apoe-/- mice fed a high K+ diet compared to a normal K+ diet. To evaluate the consequence of potassium mediated aldosterone secretion for hypertensive cardiovascular damage, we additionally treated our high K+ groups with high Na+. Potassium-induced aldosterone production in the setting of high sodium exaggerates hypertensive cardiac damage. High K+/high Na+-fed mice had significantly higher left ventricular mass, more cardiac fibrosis and lower ejection fraction in comparison to high K+ or high Na+ fed mice. Furthermore, inflammation and a consequent premature senescence associated secretory phenotype were linked to cardiac injury. Therefore, the simultaneous intake of high K+ and high Na+ diet, induced higher mitochondrial ROS production in different cardiac cell types compared to high K+ or high Na+ diet. The Apoe-/- mice fed with high K+/high Na+ had greater levels of cellular senescence biomarkers such as p16 and p21. Notably, co-treatment with spironolactone (50mg/kg/day), a mineralocorticoid receptor antagonist (MRA), significantly attenuated cardiovascular damage in mice fed a high K+/high Na+ diet. In conclusion, the data from this study demonstrate that not only does a high K+ intake have no beneficial effect on blood pressure and cardiovascular health in hypertensive mice, but it might also have negative effects if it is combined with a high Na+ diet. Eine erhöhte Natriumzufuhr verschlimmert Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch erhöhten Blutdruck. In dieser Studie untersuchten wir die Rolle einer hohen Kaliumzufuhr (K+ 5 %) bei der Entwicklung von hypertensiven Herzschäden in Gegenwart oder Abwesenheit einer natriumreichen Ernährung. Apolipoprotein E-defiziente Mäuse (Apoe-/-) wurden während des gesamten Versuchszeitraums mit einer normalen K+ (0,55 %) oder einer Diät mit hohem K+ (5 %) gefüttert. Zwei Wochen nach Beginn der Diät wurden die Apoe-/--Mäuse 28 Tage lang mit Angiotensin (Ang) II (500ng/kg/min) infundiert. Die hypertensiven Herzschäden wurden mittels MRT, Durchflusszytometrie und quantitativer PCR untersucht. Hohe K+- Diät erhöhte den Serumkaliumspiegel im Vergleich zu Mäusen, die mit einer normalen K+-Diät behandelt wurden, hatte jedoch keine Auswirkungen auf den Blutdruck oder die Herzfunktion von Apoe-/--Mäusen. Wie erwartet war die Aldosteronausscheidung bei Apoe-/- Mäusen, die mit Ang II infundiert wurden und ein K+- erhielten, im Vergleich zu Mäusen mit einer normalen K+- Diät signifikant erhöht. Um die Folgen der Aldosteronausscheidung für hypertensive kardiovaskuläre Schäden zu untersuchen, behandelten wir die Gruppe mit hoher K+-Diät mit einer Diät mit hohem Natriumgehalt (1 % Na+), um zu zeigen, dass die K+ -vermittelte Aldosteronproduktion hypertensive kardiale Schäden bei hohem Na+ verschlimmert. Herz-MRT und Immunhistochemie zeigten eine signifikante linksventrikuläre Herzfibrose und eine geringere Auswurffraktion sowie eine höhere Expression von Entzündungsmarkern im Vergleich zu hohem K+ oder hohem Na+. Darüber hinaus wurden die kardiovaskulären Schäden mit oxidativem Stress und einer daraus resultierenden vorzeitigen zellulären Seneszenz im Herzen in Verbindung gebracht. So führte die gleichzeitige Aufnahme einer Diät mit hohem K+/Na+-Gehalt zu einer höheren mitochondrialen ROS-Produktion in verschiedenen Herzzelltypen im Vergleich zu einer Diät mit hohem K+- oder hohem Na+-Gehalt. Biomarker der zellulären Seneszenz wie p16 und p21 waren bei Apoe-/--Mäusen, die eine hohe K+/Na+-Diät erhielten, signifikant erhöht. Bemerkenswert ist, dass die gleichzeitige Behandlung mit Spironolacton (50 mg/kg/Tag), einem Mineralokortikoidrezeptor-Antagonisten, die kardiovaskulären Schäden und die zelluläre Seneszenz bei Mäusen, die mit einer K+/Na+-Diät gefüttert wurden, signifikant verringerte. Zusammenfassend zeigt diese Studie nicht nur, dass eine hohe K+-Zufuhr keine positiven Auswirkungen auf den Blutdruck und die kardiovaskuläre Gesundheit bei hypertensiven Mäusen hat, sondern auch, dass sie schädliche Auswirkungen haben kann, wenn sie mit einer hohen Natriumzufuhr einhergeht.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Molekulare Medizin
Dokument erstellt am:	05.11.2024
Dateien geändert am:	05.11.2024
Promotionsantrag am:	01.04.2024
Datum der Promotion:	16.10.2024