Von Mikro- zu Makrogefäßen: Wasser, Salz, Herz und Nieren (ConcentRatio)

1. Hypertonie

   1. Bluthochdruck, Nieren und Natriumausscheidung im Urin

      Die Nieren sind stark an der Blutdruckregulierung beteiligt, insbesondere durch die Kontrolle des Wasser- und Salzhaushalts und ihre Auswirkung auf den vasomotorischen Tonus durch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS), Prostaglandine oder die Wirkungen des atrialen natriuretischen Faktors (FAN). Sie nehmen eine zentrale Stellung bei der Blutdruckregulation und indirekt bei der arteriellen Versteifung ein.

      Die tägliche Natriumausscheidung im Urin ist eine wichtige Determinante des Blutdrucks. Es ist definiert als das Produkt aus Natriumkonzentration im Urin und Urinausscheidung. Im Steady State entspricht es der Natriumaufnahme. Wenn die Nieren kein Natrium mehr ausscheiden können, steigen das Blutvolumen und der Blutdruck. Das Ergebnis ist eine adaptive Verringerung der Natriumreabsorption (als „Drucknatriurese“ bezeichnet), um das Natriumgleichgewicht wiederherzustellen. „Salzempfindlichkeit“ wurde als ein signifikanter Anstieg des Blutdrucks in Verbindung mit einer erhöhten Natriumaufnahme definiert. Es wurde mit Alter, ethnischer Zugehörigkeit, Fettleibigkeit, metabolischem Syndrom und chronischer Nierenerkrankung (CKD) in Verbindung gebracht. Chronische Nierenerkrankungen sind häufig mit Salz- und Flüssigkeitsretention verbunden, die Bluthochdruck fördern und das kardiovaskuläre Risiko erhöhen.

      Bei Dialysepatienten wurde die Flüssigkeitsüberladung weithin als unabhängiger Risikofaktor für die Sterblichkeit beschrieben. Kürzlich haben Faucon et al. berichteten in der nephroTEST-Kohorte von noch nicht dialysepflichtigen CKD-Patienten, dass das gemessene extrazelluläre Volumen (ECV) ein unabhängiger Risikofaktor für die Mortalität, aber auch für das Fortschreiten der CKD bis zum Endstadium der Nierenerkrankung ist. Reduzierte Natriumausscheidungsfähigkeiten im Zusammenhang mit dem Fortschreiten der chronischen Nierenerkrankung führen zu Flüssigkeitsüberlastung und kardialen Folgen. Die Erhöhung der linksventrikulären Vorlast fördert die diastolische Dysfunktion. Parallel dazu fördert der verlängerte Anstieg der linksventrikulären Nachlast die linksventrikuläre Hypertrophie. Andere CNE-assoziierte Faktoren könnten ebenfalls zur linksventrikulären Hypertrophie beitragen, wie die erhöhte Arteriensteifigkeit und CNE-Mineralstoff- und Knochenerkrankungen, einschließlich des Anstiegs von FGF-23.

   2. Nephron, Regulierung des Wasser- und Salzhaushalts und außerhalb des Glomerulus

      Das Nephron repräsentiert die funktionelle Einheit der Niere. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Wasser- und Salzhaushalts. Die Beurteilung der „Nierenfunktion“ wird oft auf ihre glomerulären Funktionen reduziert, einschließlich der glomerulären Filtrationsrate (GFR) und des Albuminuriespiegels. Die anderen Segmente des Nephrons sind jedoch maßgeblich an dieser Gleichgewichtskontrolle beteiligt. Ihre Funktion kann auch ohne glomeruläre Dysfunktion und damit ohne Niereninsuffizienz verändert sein. So können bei manchen Nierenerkrankungen auch tubuläre Segmente, peritubuläre Kapillaren und der interstitielle Raum verändert sein. Diese Strukturen und insbesondere der aufsteigende Schenkel der Henle-Schleife, die peritubulären Mikrogefäße und der Sammelkanal sind an der Bildung und Aufrechterhaltung des kortikopapillären Gradienten beteiligt. Dieser Gradient ist für den Konzentrationsmechanismus des Urins wesentlich. Tubuläre Schäden, die anhand der Nierenpathologie beurteilt wurden, korrelierten auch eher mit einer beeinträchtigten Urinkonzentration und Ansäuerung als mit einer Beteiligung der Glomeruli. Die Urinosmolarität im Nüchternzustand ist ein einfacher, nicht-invasiver Marker zur Beurteilung der Konzentrationsfähigkeit im Urin. Es ist in der klinischen Forschung noch wenig untersucht. Bei gleichem GFR-Niveau wäre sein Niveau mit tubulären Dysfunktionen und peritubulären Gefäßläsionen verbunden, nämlich mit medullären Funktionen. Die Nüchtern-Osmolarität des Urins wurde auch mit einer Abnahme der GFR und dem Fortschreiten der CKD bis zu einer Nierenerkrankung im Endstadium in Verbindung gebracht. Andererseits bilden einige der tubulären Segmente direkte Ziele der systemischen Hormonregulation. Aldosteron fördert somit die Natriumretention und Kaliumausscheidung durch die Aktivierung von Mineralocorticoid-Rezeptoren, die sich auf distalen Tubuluszellen befinden, und die Beteiligung von ENaC- und ROMK-Kanälen.

   3. Bluthochdruck und Harnkonzentration

   Perruccaet al. schlug vor, dass die Konzentration im Urin und sein regulatorisches Hormon, das antidiuretische Hormon (ADH), zur Anfälligkeit für Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen können. Die Bindung von ADH an seinen V2R-Rezeptor fördert die distale Reabsorption von freiem Wasser und begünstigt somit die Konzentration im Urin. Dieses Hormon hat somit eine Wirkung durch die Nieren, die die Harnkonzentration durch Reabsorption von freiem Wasser fördert, aber auch eine vaskuläre Wirkung, die zu einer Vasokonstriktion führt. Bluthochdruck wurde mit erhöhten Plasma-ADH-Spiegeln in Verbindung gebracht. Zhanget al. berichteten daher in einer Kohorte von 534 Probanden mittleren Alters über den signifikanten Zusammenhang zwischen Plasma-ADH-Spiegeln und Blutdruckspiegeln sowie mit Bluthochdruck, insbesondere bei Patienten mit niedriger Plasma-Renin-Aktivität. Das antidiuretische Hormon wäre auch bei Männern höher als bei Frauen sowie bei afroamerikanischen Probanden im Vergleich zu Kaukasiern, ebenso ist Bluthochdruck in diesen beiden Bevölkerungsgruppen ebenfalls häufiger.

   Darüber hinaus haben Bankir et al. beschrieben in einer retrospektiven Kohorte von 141 gesunden Probanden im Alter von 18 bis 40 Jahren, dass schwarze Personen eine signifikant höhere Urinkonzentration und ein geringeres Urinvolumen aufwiesen als weiße Personen. Darüber hinaus wurde bei Männern ein signifikanter und positiver Zusammenhang zwischen Konzentrationswerten im Urin und Pulsdruck gefunden. Diese Assoziation war bei schwarzen Personen stärker ausgeprägt als bei weißen Personen. Da der Pulsdruck derzeit als unabhängiger Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen angesehen wird, der sowohl mit kardiovaskulärer Morbidität (erhöhte Inzidenz von Myokardinfarkt oder dekompensierter Herzinsuffizienz) als auch mit kardiovaskulärer Mortalität durch koronare Herzkrankheit assoziiert ist, könnte ein Zusammenhang zwischen Konzentrationsfähigkeit im Urin und kardiovaskulärem Risiko bestehen berücksichtigt. Darüber hinaus ist die Urinverdünnung durch Erhöhung der Wasseraufnahme eines der Hauptziele bei der Behandlung von Lithiasis-Patienten. Die Erhöhung der Urinkonzentration ist in der Tat mit einem erhöhten Kristallisationsrisiko und damit einem erhöhten Risiko für das Wiederauftreten von Nierensteinen verbunden. Lithiasis-Patienten wurden auch als eine Population mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko beschrieben. Diese zusätzlichen Elemente stützen die Hypothese eines möglichen Zusammenhangs zwischen Urinkonzentration und kardiovaskulärem Risiko.

2. Arterielle Steifheit

   1. Bluthochdruck, Arteriosklerose und Bewertung

      Arteriosklerose stellt einen arteriellen Degenerationsprozess dar, der mit der physiologischen Alterung verbunden ist, aber bei einigen pathologischen Umständen wie Bluthochdruck, Diabetes oder chronischer Nierenerkrankung viel ausgeprägter ist. Die Beteiligung der Arterienwand betrifft die Media großer Arterien, im Gegensatz zur Atherosklerose, bei der die Beteiligung zunächst die Intima betrifft, was zu einer beschleunigten Versteifung des Gefäßbaums führt. Die Versteifung großer Arterien kann Myokardhypertrophie hervorrufen, Herzinsuffizienz, Arrhythmien und sogar Myokardischämie begünstigen. Die Karotis-Femur-Pulswellengeschwindigkeit ermöglicht eine nicht-invasive Beurteilung der zentralen Arteriensteifigkeit. Es stellt derzeit den Goldstandard für nicht-invasive Messungen der arteriellen Steifigkeit dar und stellt einen infraklinischen Arteriosklerose-Marker dar, der von der European Society of Cardiology – European Society of Hypertension empfohlen wird. In der Praxis entspricht sie der Geschwindigkeit, mit der sich die Pulswelle über ein bestimmtes Arteriensegment ausbreitet. Die Pulswelle wandert langsam durch flexible und elastische Arterien und schnell durch starre Arterien. Die CF-PWV-Messung erfordert eine automatisierte Software. Es ist ein einfaches, nicht-invasives, validiertes, robustes, reproduzierbares und zugängliches Verfahren in der klinischen Praxis.

   2. Arterielle Steifigkeit und kardiovaskuläres Risiko

      CF-PWV ermöglicht es uns somit, Schäden an großen Arterien in einem infraklinischen Stadium zu erkennen und Populationen mit hohem kardiovaskulärem Risiko zu identifizieren. Es wurde als unabhängiger Prädiktor für globale und kardiovaskuläre Mortalität, koronare Herzkrankheit und tödlichen Schlaganfall in vielen Bevölkerungsgruppen beschrieben: in der Allgemeinbevölkerung, bei älteren Patienten, bei Patienten mit Diabetes, mit Bluthochdruck, bei CNE-Patienten, Patienten mit Stadium einer Nierenerkrankung und auch bei Empfängern von Nierentransplantaten. Es hat sich gezeigt, dass die Aortensteifigkeit unabhängig und über traditionelle Risikofaktoren und den Framingham-Score hinaus prädiktiv für kardiovaskuläre Ereignisse ist.

   3. Arterielle Steifheit und Flüssigkeitsüberlastung

      Eine Flüssigkeitsüberlastung kann auch zu strukturellen und funktionellen Veränderungen in großen Arterien beitragen und daher die Arteriensteifigkeit fördern. Der durch Natriumüberladung induzierte Anstieg des Venendrucks leitet einen Teufelskreis ein. Das Ergebnis ist ein Anstieg des interstitiellen Nierendrucks, der den renalen Blutfluss stört und eine weitere Retention fördert. Das Plasmavolumen dehnt sich aus und erhöht den Venendruck weiter. Die damit verbundene Erhöhung der Fülldrücke könnte somit die strukturelle und funktionelle Veränderung großer Arterien begünstigen.

      Darüber hinaus führt die Abnahme des diastolischen Blutdrucks zu einer Verringerung des koronaren Perfusionsdrucks, was zur myokardialen Ischämie beiträgt. Bei Herzinsuffizienz ist die Natriumretention mit einer mangelhaften arteriellen Füllung verbunden. Die Natriumausscheidung im Urin nimmt ab, während die Natrium- und Flüssigkeitsüberladung zunimmt.

   4. Beziehungen zwischen Mikro- und Makrogefäßen

   Safaret al. berichteten zuvor über die Verbindungen zwischen Makro- und Mikrogefäßen, die durch Mausmodelle für Bluthochdruck und Studien am Menschen nachgewiesen wurden. In der Tat fördert ein mit arteriellen Compliance-Störungen verbundener Anstieg des Pulsdrucks eine beeinträchtigte Mikrozirkulation, insbesondere in den Nieren. Eine Veränderung der extrazellulären Matrix könnte sowohl vaskuläre glatte Muskelzellen (VSMCs) als auch Nierenzellen betreffen. Es wurden mehrere zugrunde liegende physiopathologische Mechanismen vorgeschlagen, die insbesondere den Wasser- und Salzhaushalt und die hormonellen systemischen Regulationsmechanismen, einschließlich des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems, betreffen. Die Konzentrationsfähigkeit des Urins ist eng mit der Durchblutung des Nierenmarks verbunden, die ihrerseits von der Integrität der Nierenmikrozirkulation abhängt.

3. Studiert-Bevölkerung

Diese Studie konzentriert sich auf Patienten mit schwerer/resistenter Hypertonie und/oder mit Verdacht auf sekundäre Hypertonie, die in einem eintägigen Krankenhausaufenthalt behandelt werden, um von standardisierten Untersuchungen einschließlich Hormonanalysen (Renin - Aldosteron ± Plasmacortisol) zu profitieren. Diese Bluthochdruckpatienten weisen ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko auf. Das CF-PWV-Maß ermöglicht die Beurteilung der Aortensteifigkeit. Es handelt sich um einen infraklinischen Marker für Arteriosklerose, der von der European Society of Cardiology – European Society of Hypertension empfohlen wird.