Aus der Klinik für Nephrologie und Hypertensiologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. med.

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1 Aus der Klinik für Nephrologie und Hypertensiologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. med. Kai-Uwe Eckardt Vergleich verschiedener Kalziumantagonisten hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die intrarenale Hämodynamik bei Patienten mit arterieller Hypertonie Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vorgelegt von Kristina Michaela Striepe aus Erlangen

2 Gedruckt mit Erlaubnis der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h.c. Jürgen Schüttler Referent: Prof. Dr. med. Roland E. Schmieder Korreferent: PD Dr. med. Markus Schneider Tag der mündlichen Prüfung: 13. Dezember 2012

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4 Meinen Eltern in Liebe und Dankbarkeit

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6 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung... 1 Abstract Einleitung Renale Hämodynamik Anatomische Grundlagen eines Glomerulums Glomeruläre Filtrationsrate Renaler Blutfluss Druckverlauf in den Nierengefäßen Autoregulation der Niere Tubuloglomeruläres Feedback Bayliss-Effekt Hypertonie und ihre Risiken Definition und Klassifikation der arteriellen Hypertonie Risikofaktoren für eine arterielle Hypertonie Folgen eines dauerhaft erhöhten Blutdruckes Wesentliche Komplikationen der Hypertonie Folgen der Hypertonie auf die Niere Bluthochdruck als Progressionsfaktor bei nierenkranken Patienten Therapie der Hypertonie Grundlagen der Bluthochdruckbehandlung Rolle der Kalziumkanalblocker bei der Hypertoniebehandlung Behandlung der Proteinurie Ziele der Arbeit Material und Methoden Studiendesign Ein- und Ausschlusskriterien Clearance-Untersuchung... 26

7 2.3.1 Beschreibung und Verwendung der Clearance-Untersuchung Ziele der Clearance-Untersuchung Ablauf der Clearance-Untersuchung Messmethoden Inulin Paraaminohippursäure Statistische Auswertungen Ergebnisse Studienpopulation Blutdruckwerte Systolischer Blutdruck Diastolischer Blutdruck Mittlerer arterieller Blutdruck Herzfrequenz Renale Hämodynamik Direkt ermittelte Messergebnisse Glomeruläre Filtrationsrate Renaler Plasmafluss Filtrationsfraktion Indirekt berechnete Parameter Intraglomerulärer Druck Widerstand im Vas afferens Widerstand im Vas efferens Quotient aus efferentem und afferentem Widerstand Albumin-Kreatinin Quotient (Urin) Unerwünschte Behandlungsereignisse Diskussion Kritische Beurteilung der Methoden Gomez-Formel... 42

8 4.1.2 Inulin-Clearance Paraaminohippursäure-Clearance Blutdrucksenkender Effekt von Manidipin Bewertung der Studienergebnisse Ergebnisse anderer Studien Diskussion des Studiendesigns Renale Hämodynamik Bewertung der Studienergebnisse Ergebnisse anderer Studien Diskussion des Studiendesigns Albuminurie Bewertung der Studienergebnisse Ergebnisse anderer Studien Diskussion des Studiendesigns Nebenwirkungen Periphere Ödeme Herzfrequenz Kardiovaskuläres Risiko Betrachtung des Gesamtrisikos Diabetes mellitus als Risikofaktor Bedeutung der Studie Bedeutung von Manidipin in der Praxis Ausblick Literaturverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Verzeichnis der Vorveröffentlichungen Danksagung... 62

9 - 1 - Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Kalziumantagonisten sind effektive Antihypertensiva und verzögern die Progression von Nierenerkrankungen. Nach experimentellen Ergebnissen haben individuelle Substanzen aus der dritten Generation der Kalziumantagonisten unterschiedliche Auswirkungen auf die intraglomeruläre Hämodynamik. Es wird vermutet, dass dies auf unterschiedliche Effekte auf die efferenten und afferenten Widerstandsgefäße des Glomerulums zurückzuführen ist. In dieser Arbeit wurde das etablierte Amlodipin mit Manidipin, als einem neuen Vertreter der dritten Generation, hinsichtlich der unterschiedlichen Auswirkung auf die intrarenale Hämodynamik beim Patienten mit arterieller Hypertonie verglichen. Neben dem intraglomerulären Druck als primärem Zielparameter wurde zusätzlich die Wirkung dieser beiden Kalziumantagonisten auf die Albuminurie und auf unerwünschte Nebenwirkungen, wie zum Beispiel periphere Ödeme, untersucht. Methoden Die Studie wurde prospektiv randomisiert, doppelblind und mit zwei parallelen Studienarmen durchgeführt. Insgesamt wurden 104 Patienten mit milder bis mäßiger arterieller Hypertonie eingeschlossen. Zur Ermittlung des intraglomerulären Druckes wurden die glomeruläre Filtrationsrate und der renale Plasmafluss durch die renale Clearancemethode, basierend auf einer konstanten Infusion von Inulin und Paraaminohippursäure, gemessen. Mit Hilfe der Gomez-Formeln, die auf experimentellen Modellen beruhen, lassen sich mit diesen Parametern der intraglomeruläre Druck sowie der Widerstand der afferenten und efferenten Gefäße berechnen. Ergebnisse und Beobachtungen Die Studie zeigte einen signifikanten Anstieg des intraglomerulären Druckes unter der Amlodipin-Therapie (p=0,009). Bei Patienten, die Manidipin einnahmen, ergab sich hingegen ein nahezu unveränderter intraglomerulärer Druck (p=0,951). Am Ende der Therapiephase bestand zwischen den beiden Gruppen ein signifikanter Unterschied des intraglomerulären Druckes von 1,2 mmhg (p=0,04). Hinsichtlich der Albuminurie kam es unter der Manidipin-Therapie zu einer Abnahme der Albuminurie (p=0,053). Im Gegensatz dazu zeigte sich in der Amlodipin Gruppe eine signifikante Zunahme der Albuminurie (p=0,003). Beim Vergleich der beiden Studienarme zeigte sich ein signifikanter Unterschied in der Veränderung der Albuminurie (p<0,001). Bezüglich der unerwünschten Nebenwirkungen zeigte sich in

10 - 2 - der Manidipin Gruppe ein signifikant geringeres Auftreten von peripheren Ödemen als in der Amlodipin Gruppe (p=0,03). Alle drei Ergebnisse spiegeln die Unterschiede von Manidipin und Amlodipin im vaskulären Stromgebiet wider. Pathophysiologisch lässt sich der Unterschied wie folgt erklären: Sinkt der Quotient aus efferentem und afferentem Widerstand (R E /R A ), führt dies zu einer Abnahme des intraglomerulären Druckes und damit des Filtrationsdruckes, sowohl in der Niere (geringere Albuminurie) als auch im systemischen Kreislauf (weniger Beinödeme). Praktische Schlussfolgerungen Entsprechend der genannten Studienergebnisse scheint Manidipin einen günstigeren Effekt auf das vaskuläre Stromgebiet, inklusive der intrarenalen Hämodynamik, als Amlodipin zu haben. Da Albuminurie als ein wichtiger kardiovaskulärer Risikofaktor etabliert ist, ist eine Verminderung der Albuminurie ein wesentliches Ziel einer antihypertensiven Therapie. Hier hat Manidipin Vorteile gegenüber Amlodipin. Da sich die Studiendauer nur auf einen Zeitraum von vier Wochen beschränkte, muss in einem nächsten Schritt die Auswirkung von Manidipin auf die renale Hämodynamik über eine längere Einnahmezeit ermittelt werden. Ziel solcher Studien wäre es, weitergehende Aussagen über den Einfluss von Manidipin, im Vergleich zu derzeit etablierten Substanzen wie Amlodipin, auf das Fortschreiten von Nierenerkrankungen treffen zu können.

11 - 3 - Abstract Background and objectives Calcium channel blockers (CCBs) are effective antihypertensive drugs and have been shown to attenuate the progression of renal diseases. According to experimental data, individual substances within the class of third generation CCBs differ regarding their effect on intraglomerular hemodynamics. This is thought to be due to differential effects on afferent and efferent resistance vessels. In this study the established drug amlodipine was compared with the novel CCB manidipine regarding their effect on intrarenal hemodynamics in patients with arterial hypertension. In addition to intraglomerular pressure we also examined the effect of both drugs on albuminuria and on adverse reactions, indluding incidence of peripheral edema. Methods The study was a prospective randomized, double blind and parallel group clinical trial and included 104 patients with arterial hypertension grade 1 or 2. In order to evaluate intraglomerular pressure, renal plasma flow and the glomerular filtration rate were measured by applying the constant infusion input clearance technique with para-aminohippuric acid and inulin. Subsequently, intraglomerular pressure and resistance of afferent and efferent arterioles were calculated using to the Gomez-formulas, which are based on experimental models. Results The intraglomerular pressure increased in the amlodipine group (p=0,009), while intraglomerular pressure did not change in the manidipine group (p=0,951). There was a significant difference after treatment in the two treatment regimes regarding the intraglomerular pressure. The difference amounted to 1.2 mmhg (p=0,042). Regarding albuminuria, manidipine reduced albuminuria (p=0,053), whereas amlodipine caused a significant increase of albuminuria (p=0,003). There was a significant difference after treatment in the two groups regarding albuminuria (p<0,001). Finally, patients in the manidipine group had a significantly lower incidence of peripheral edema compared to patients in the amlodipine group (p=0,03). These three findings reflect differential effects of manidipine versus amlodipine on the vasculature. The pathophysiologic explanation of these results is that a decrease in the ratio of efferent to afferent arteriolar resistance (R E /R A ) leads to a lower intravascular

12 - 4 - pressure, both in the kidney (reduced albuminuria) and in the systemic vasculature (lower frequency of edema). Practical findings In summary, manidipine appears to have a superior effect on the vascular bed, including the renal circulation, compared to amlodipine. Albuminuria is a well recognized cardiovascular risk factor, and it is thus a fundamental objective to reduce albuminuria in these patients. Manidipine had superior effects on albuminuria in this study. This study was limited to a period of four weeks. A next step should be to determine the effect of manidipine versus currently established drugs such as amlodipine on intraglomerular hemodynamics, to assess its efficacy in retarding the progression of renal diseases.

13 Einleitung Hypertonie ist weltweit eine sehr häufige Erkrankung. Auch in Deutschland leidet ein großer Teil der Bevölkerung an zu hohem Blutdruck. Laut des Bundes- Gesundheitssurveys von 1998 sind 44 % der Frauen und 51 % der Männer von arterieller Hypertonie betroffen (Janhsen et al. 2008). Abb. 1-1: Prävalenz der Hypertonie nach Altersgruppen und Geschlecht (Janhsen et al. 2008) Die Abbildung zeigt eine deutliche Zunahme der Hypertonie mit steigendem Alter. In den jüngeren Altersgruppen findet man die Hypertonie vermehrt bei Männern. In den höheren Altersstufen ist die Prävalenz zwischen Männern und Frauen jedoch nahezu gleich (Janhsen et al. 2008). Da ein dauerhaft erhöhter Blutdruck zu Schäden an den Gefäßen führen kann, können gravierende Folgen unter anderem am Herz, am Gehirn, an den Nieren und an den Augen auftreten. Eine unbehandelte Hypertonie kann tödliche Folgen haben,

14 - 6 - ursächlich hierfür sind in 40 % der Fälle eine Herzinsuffizienz, in 20 % ein Schlaganfall, in 15 % ein Herzinfarkt und in 10 % ein Nierenversagen (Deutsche Hochdruckliga 2009). Die Häufigkeit der Erkrankung und die möglichen schwerwiegenden Folgeschäden machen eine ständige Optimierung der antihypertensiven Therapie nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen notwendig. 1.1 Renale Hämodynamik Anatomische Grundlagen eines Glomerulums In jeder Niere sind etwa bis Nephrone enthalten. Ein Nephron ist aufgebaut aus einem Glomerulum und dem Tubulusapparat. Das Glomerulum besteht aus einem zuführenden Gefäß (Vas afferens), aus dem die glomerulären Kapillaren hervorgehen. Die glomerulären Kapillaren wiederum vereinigen sich am distalen Ende zu einem abführenden Gefäß (Vas efferens). Das Glomerulum ist umgeben von der sogenannten Bowman-Kapsel. Das Vas efferens bildet ein zweites Kapillarnetz, das peritubulär verläuft. Aufgabe des Glomerulums ist es, den Primärharn zu bilden. Es gibt drei wesentliche Prozesse, die die Beschaffenheit des Urins bestimmen. Zum einen die Filtration, die von den Glomerulumkapillaren in die Bowmansche Kapsel erfolgt. Weiterhin die Reabsorption, die vom Tubulussystem in die peritubulären Kapillaren stattfindet. Und als dritten Prozess die Sekretion, die Substanzen vom peritubulären Kapillargebiet in das Lumen des Tubulussystems transportiert. Über das Tubulussystem kommt es dann letztendlich zur Exkretion des Urins (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005). Abbildung 1-2 zeigt diese grundlegenden Prozesse eines Glomerulums mit seinem zugehörigen Tubulussystem.

15 - 7 - Abb. 1-2: Grundlegende Nierenprozesse, die die Zusammensetzung des Urins bestimmen (Hall und Guyton 2011) Glomeruläre Filtrationsrate Wie viel Volumen pro Zeiteinheit von allen Glomerula beider Nieren filtriert werden kann, wird mit der sogenannten glomerulären Filtrationsrate (GFR) angegeben. Die GFR beträgt, je nach Alter, bei einem gesunden Erwachsenen ca ml/min. Die GFR erhält man aus dem Produkt von effektivem Filtrationsdruck und dem glomerulären kapillären Filtrationskoeffizienten K f. Der effektive Filtrationsdruck setzt sich zusammen aus dem hydrostatischen Druck in den Glomerulumkapillaren (P G ), dem hydrostatischen Druck in der Bowman-Kapsel (P B ), dem kolloidosmotischen Druck in den Glomerulumkapillaren (π G ) und dem kolloidosmotischen Druck in der Bowman- Kapsel (π B ). Daraus ergibt sich für die Bestimmung der GFR folgende Formel: GFR = K f x (P G -P B -π G +π B )

16 - 8 - Abb. 1-3: Darstellung der Druckverhältnisse, die die Filtration bedingen (Hall und Guyton 2011) Unter physiologischen Bedingungen beträgt der hydrostatische Druck P G etwa 60 mmhg und P B etwa 18 mmhg. Der kolloidosmotische Druck π G ergibt Werte von etwa 32 mmhg, π B ist vernachlässigbar gering. Daraus ergibt sich ein effektiver Filtrationsdruck von ca. 10 mmhg (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005). Da die GFR durch viele Faktoren beeinfiusst wird, wird dies im Folgenden anhand einiger Beispiele diskutiert. Wenn K f, der sich aus dem Produkt von hydraulischer Leitfähigkeit und Filtrationsfläche zusammensetzt, abnimmt, so nimmt auch die GFR ab. Dies ist zum Beispiel bei Erkrankungen wie Hypertonie oder Diabetes mellitus der Fall, da hier die glomeruläre Kapillarmembran an Dicke zu- und die hydraulische Leitfähigkeit abnimmt (Hall und Guyton 2011). Ein weiterer Einflussfaktor kann P B sein. Steigt dieser an, was zum Beispiel die Folge von Steinen im Urintrakt sein kann, dann fällt die GFR ab. Bei einem Anstieg von π G nimmt die GFR ebenfalls ab. Ein klinisch relevantes Beispiel für den Anstieg der glomerulären Filtrationsrate ist ein massiver Anstieg der Blutglukose bei einem unkontrollierten Diabetes mellitus. Eine erhöhte Glukosezufuhr an den Tubuli verursacht eine übermäßige Reabsorption von

17 - 9 - Natrium zusammen mit Glukose. Dies wiederum führt über eine verminderte Natriumchloridzufuhr an der Macula densa zu einer Vasodilatation der afferenten Arteriole und folglich zu einer Zunahme des renalen Blutflusses (RBF) und der GFR. Als weiterer Einflußfaktor für die GFR kann der hydrostatische Druck in den Glomerulumkapillaren genannt werden. Steigt P G, resultiert eine steigende GFR. P G wird durch mehrere Faktoren beeinflusst: So nimmt bei erhöhtem arteriellen Blutdruck P G zu. Dieser Effekt wird jedoch durch autoregulatorische Mechanismen (reflektorische Konstriktion des Vas afferens sowie Macula densa-vermittelte Konstriktion des Vas afferens) meist verhindert. Bei Versagen der Autoregulation oder bei medikamentös bedingter Dilatation des Vas afferens kommt es durch verstärkte Übertragung des systemischen Blutdruckes in das renale Stromgebiet mit Anstieg von P G zu einer Zunahme der GFR. Eine Konstriktion des Vas efferens führt durch eine Widerstandserhöhung auch zu einer Zunahme von P G und damit zu einer geringfügigen GFR-Erhöhung, wenn der RBF nicht zu stark vermindert wird. Hier muss allerdings beachtet werden, dass eine sehr starke Konstriktion im Vas efferens zu einem Anstieg des kolloidosmotischen Druckes führen kann, der dann den Anstieg des hydrostatischen Druckes in den Glomerulumkapillaren übersteigt. Als Konsequenz kann es hier zu einer Abnahme der GFR kommen. Eine Konstriktion der afferenten Arteriole führt demnach zu einer Abnahme des renalen Blutflusses und der GFR. Bei einer Konstriktion der efferenten Arteriole kommt es bei einer geringen Vasokonstriktion zu einer leichten Zunahme der GFR und bei einer sehr starken Vasokonstriktion zu einer Abnahme der GFR (Hall und Guyton 2011). Tab. 1-1: Darstellung der Einflussfaktoren, die die glomeruläre Filtrationsrate erhöhen Parameter K f P B π G RBF Arterieller Blutdruck Konstriktion Vas efferens Dilatation Vas afferens GFR (nach Hall und Guyton 2011)

18 Renaler Blutfluss Die Nieren sind die Organe des Körpers, die am besten durchblutet sind. Etwa 20 % des Herzminutenvolumens fließen durch die Nieren, das entspricht etwa einem Liter pro Minute. Der RBF wird bestimmt durch den Druckgradienten über den renalen Blutgefäßen, der sich aus der Differenz zwischen dem renalen Arteriendruck und dem renalen Venendruck zusammensetzt, und dem gesamten renalen Gefäßwiderstand. (nach Hall und Guyton 2011) Kommt es zu einem Anstieg des Gefäßwiderstandes, so führt dies zu einer Abnahme des RBF. Umgekehrt führt eine Abnahme des Gefäßwiderstandes zu einer Zunahme des RBF (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005). Der RBF kann aus dem renalen Plasmafluss (RPF) und dem Hämatokrit (Ht) nach folgender Formel berechnet werden: RBF = RPF/(1-Ht) (Schmidt et al. 2005) Druckverlauf in den Nierengefäßen In Aorta und Arteria renalis herrscht normalerweise ein sehr geringer Widerstand, weshalb hier kaum ein Druckabfall stattfindet. In den dann folgenden Arteriae interlobares liegt ein wesentlich höherer Widerstand vor, so dass es hier zu einem deutlichen Druckabfall kommt. Den größten Widerstand und damit den größten Druckabfall findet man in den Vasa afferentia. Die aus dem Vas afferens hervorgehenden Glomerulumkapillaren weisen nahezu keinen Druckabfall auf, da sie durch ihre Kürze und Parallelität nur einen sehr geringen Widerstand erzeugen. Ein deutlicher Druckabfall findet wieder in den Vasa efferentia statt. Die dann folgenden

19 Gefäßabschnitte, peritubuläre Kapillaren und Venen, führen nur zu einem geringen Druckabfall. (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005) Autoregulation der Niere Die Autoregulation der Niere dient im Wesentlichen der Konstanthaltung des RBF und der GFR. Die Niere ist in der Lage in einem Blutdruckbereich von 80 mmhg bis 180 mmhg die renale Durchblutung und die GFR weitgehend konstant zu halten. Zwei wesentliche Effekte sind für die Autoregulation der Niere verantwortlich: das tubuloglomeruläre Feedback (Macula densa-vermittelt) und die myogene Vasokonstriktion des Vas afferens (sog. Bayliss-Effekt ) Tubuloglomeruläres Feedback Das tubuloglomeruläre Feedback verbindet eine Veränderung der Kochsalzkonzentration an der Macula densa mit der Kontrolle des renalen arteriellen Widerstandes. Es besteht aus zwei Komponenten: einem afferenten arteriolaren und einem efferenten arteriolaren Feedbackmechanismus. Der Feedbackmechanismus ist abhängig vom juxtaglomerulären Komplex. Dieser besteht aus einer spezialisierten Gruppe von Epithelzellen, der Macula densa, die sich im distalen Tubulus befinden. Die Macula densa steht in einer engen Beziehung zur afferenten und efferenten Arteriole. Sinkt die GFR, so kommt es zu einer Steigerung der Kochsalz-Reabsorption. Folglich gelangt weniger Kochsalz bis zur Macula densa. Eine Abnahme der Kochsalz- Konzentration an der Macula densa bewirkt durch eine Dilatation am Vas afferens eine Widerstandsabnahme, so dass eine Steigerung der GFR die Folge ist. Als weiterer Effekt einer sinkenden Kochsalzkonzentration an der Macula densa ist ein Anstieg der Reninfreisetzung zu nennen. Dies bewirkt dann eine Freisetzung von Angiotensin II und damit eine Konstriktion im Vas efferens, so dass der hydrostatische Druck steigt und die GFR zunimmt (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005).

20 Abb. 1-4: Mechanismus des tubuloglomerulären Feedbacks (Hall und Guyton 2011) Bayliss-Effekt Die Gefäße der Niere antworten, wie die meisten anderen Gefäße im Körper, bei einem Blutdruckanstieg mit einer myogenen Vasokonstriktion. Dieser Mechanismus verhindert einen übermäßigen Anstieg des renalen Blutflusses und der GFR und wird Bayliss-Effekt genannt. Dadurch kann die Niere vor Schäden durch eine Hypertonie geschützt werden, da die Konstriktion der afferenten Arteriole eine Übertragung des erhöhten arteriellen Druckes auf die Glomerulumkapillaren in einem bestimmten Blutdruckbereich verhindert (Hall und Guyton 2011, Schmidt et al. 2005). 1.2 Hypertonie und ihre Risiken Definition und Klassifikation der arteriellen Hypertonie Bei der Hypertonie liegen die Blutdruckwerte im Gegensatz zu einer situationsbedingten, physiologischen Blutdrucksteigerung dauerhaft systolisch über 140 mmhg und/oder diastolisch über 90 mmhg. (Janhsen et al. 2008, Seite 8)

21 Grundsätzlich kann zwischen einer häufigen primären essentiellen und einer selteneren sekundären Hypertonie unterschieden werden. Liegt eine sekundäre Hypertonie vor, dann ist dies meist auf ein renales, endokrines, kardiopulmonales oder neurogenes Grundleiden zurückzuführen (Kuhlmann et al. 2008). Die deutsche Hochdruckliga hat anhand der gemessenen Blutdruckwerte eine Klassifikation der Hypertonie erstellt. Mit Hilfe dieser Klassifikation kann eine Einteilung der gemessenen Werte vorgenommen und der Schweregrad beurteilt werden. SBP steht für den systolischen Blutdruck und DBP für den diastolischen Blutdruck. Tab. 1-2: Einteilung der Hypertonie Kategorie SBP (mmhg) DBP (mmhg) Optimal < 120 < 80 Normal Hochnormal Grad 1 Leichte Hypertonie Grad 2 Mittelschwere Hypertonie Grad 3 Schwere Hypertonie Isoliert systolische Hypertonie 140 < 90 (Deutsche Hochdruckliga 2009) Bei der in Tabelle 1-2 dargestellten Einteilung der Hypertonie ist allerdings zu beachten, dass beim Vorliegen von Begleiterkrankungen bereits niedrigere Blutdruckwerte als nicht mehr normal angesehen werden. Eine antihypertensive Therapie kann demnach bereits bei hochnormalen Blutdruckwerten notwendig werden, wenn andere Risikofaktoren wie Diabetes mellitus, Endorganschäden oder kardiovaskuläre Erkrankungen vorliegen.

22 Risikofaktoren für eine arterielle Hypertonie Für die Entstehung einer primären arteriellen Hypertonie wird eine Kombination von genetischer Prädisposition mit bestimmten Umweltfaktoren verantwortlich gemacht. Es handelt sich also um ein multifaktorielles Geschehen. Abb. 1-5: Entstehung der Hypertonie (Janhsen et al. 2008) Wie Abbildung 1-5 zeigt, handelt es sich bei den wichtigsten vermeidbaren Risikofaktoren um Übergewicht, hohe Kochsalzzufuhr, hohen Alkoholkonsum, Bewegungsmangel, chronischen Disstress und niedrige Kaliumzufuhr Folgen eines dauerhaft erhöhten Blutdruckes Wesentliche Komplikationen der Hypertonie Die Endorganschäden, die durch die Hypertonie verursacht werden, betreffen im Wesentlichen die Gefäße, das Gehirn, das Herz und die Nieren. Zu den Gefäßerkrankungen zählen unter anderem die Arteriosklerose, die endotheliale Dysfunktion und ein Gefäßumbau. Unter zerebrovaskulären Erkrankungen versteht man beispielsweise Schlaganfälle und Hirnmassenblutungen. Ist das Herz betroffen, so führt dies meist zu einer linksventrikulären Hypertrophie und zu einer koronaren

23 Herzkrankheit. Bei Mitbeteiligung der Nieren spricht man von einer hypertensiven Nephropathie (Schmieder 2010). Da sich diese Arbeit mit den Auswirkungen der Hypertonie auf die Nieren beschäftigt, wird im Folgenden nun noch genauer auf die hypertensive Nephropathie eingegangen Folgen der Hypertonie auf die Niere Ein unbehandelter Bluthochdruck kann zu einer hypertensiven Nephropathie führen. Die hypertensive Nephropathie wiederum endet oft nach 15 bis 20 Jahren in einer chronischen Nierenerkrankung (Schmieder 2010). Bluthochdruck ist die zweithäufigste Ursache nach Diabetes mellitus für das Endstadium einer Nierenerkrankung (Hall und Guyton 2011). Diagnostisch gibt es für die hypertensive Nephropathie frühe Symptome: das Auftreten einer milden Albuminurie und die Reduktion der GFR (Schmieder 2010). Hypertonie kann zunächst zu einer benignen Nephrosklerose führen. Diese tritt in den kleineren Arteriae interlobares und in den afferenten Arteriolen auf. Die Nephrosklerose beginnt mit dem Durchlassen von Plasma durch die Intimamembran der Gefäße. Dieser Prozess hat Fibrinoidablagerungen zur Folge. Diese Ablagerungen führen zu einer Verdickung der Gefäßwand und teilweise zu einem Verschluss der Gefäße. Die Folge ist die Zerstörung der Nephrone. Tritt die Sklerose auch in den Glomeruli auf, spricht man von Glomerulosklerose. Das Vorliegen einer benignen Nephrosklerose zusammen mit einer schweren Hypertonie kann im Verlauf zu einer rasch fortschreitenden malignen Nephrosklerose führen (Hall und Guyton 2011). Ursache für die Proteinurie ist eine Schädigung der Glomerula, so dass der Filter, durch den normalerweise keine Proteine in den Urin gelangen, durchlässig wird und somit auch Proteine über den Urin ausgeschieden werden. Dies betrifft zunächst vor allem das relativ kleine Protein Albumin. Normalerweise wird Albumin durch die negative Fixladung des Filters zurückgehalten, diese kann jedoch bei der Zerstörung des Glomerulums teilweise neutralisiert werden (Schmidt et al. 2005). Mikroalbuminurie führt zu einem Anstieg des kardiovaskulären Risikofaktors und verändert die Gefäßantwort. Aus diesem Grund ist es wichtig bei der antihypertensiven Therapie Wirkstoffe zu verwenden, bei denen es zu einer Reduktion der Mikroalbuminurie kommt. Denn so kann das kardiovaskuläre Risiko gesenkt werden (Garg und Bakris 2002).

24 Bluthochdruck als Progressionsfaktor bei nierenkranken Patienten Die Höhe des Blutdruckes kann als unabhängiger Risikofaktor für die Entwicklung eines Nierenversagens - einer terminalen Niereninsuffizienz - angesehen werden (Klag et al. 1996). Die folgende Abbildung verdeutlicht, dass Patienten mit einer Nierenerkrankung bezüglich der Progression der Erkrankung einem Teufelskreis unterliegen. Durch die sinkende Zahl der Nephrone kommt es zum einen zu einer relativen Hyperperfusion und einer Hypertrophie der verbleibenden Nephrone. Dies ist ein kompensatorischer Vorgang, um bei insgesamt reduzierter Nierenmasse noch eine ausreichende Nierenfunktion ( Entgiftung ) zu erhalten. Gleichzeitig ist das Fortschreiten jeder Nierenerkrankung, unabhängig von deren Ursache, mit einer Erhöhung des Blutdruckes assoziiert. Wenn auch die genaue Ursache hierfür noch unklar ist, scheint eine verstärkte Natriumretention eine wichtige Rolle zu spielen (Hall und Guyton 2011). Diese beiden Vorgänge, Blutdruckanstieg und Hyperperfusion/Hyperfiltration, bewirken einen Anstieg des glomerulären Druckes und/oder der glomerulären Filtration. Es wird vermutet, dass der Anstieg des Druckes und die Dehnung der kleinen Arteriolen und Glomerula zu einer Sklerose der Glomerula führen. Diese wiederum verstärkt das Fortschreiten der Nierenerkrankung (Hall und Guyton 2011). Hypertonie ist demzufolge an der Progression von Nierenerkrankungen maßgeblich beteiligt. Ansatzpunkte, um dem Fortschreiten der Nierenerkrankung entgegenzuwirken, sind die Senkung des arteriellen und glomerulären Druckes (Hall und Guyton 2011). Abb. 1-6: Teufelskreis der chronischen Nierenerkrankung, der zum Endstadium der Nierenerkrankung führt (Hall und Guyton 2011)

25 Therapie der Hypertonie Grundlagen der Bluthochdruckbehandlung Um die oben genannten Folgen eines dauerhaft erhöhten Blutdruckes zu vermeiden, muss eine konsequente Senkung des Blutdruckes angestrebt werden. Eine wichtige Rolle bei der Therapie der Hypertonie spielt die Änderung der Lebensgewohnheiten. Liegt eine milde Hypertonie vor, kann bereits eine Änderung der Lebensgewohnheiten eine ausreichende Therapiemaßnahme darstellen. Hierzu gehören zum Beispiel eine Reduktion des Körpergewichtes, sportliche Aktivität, Alkohol- und Nikotinabstinenz und eine Änderung der Ernährungsgewohnheiten (Deutsche Hochdruckliga 2009, Mancia et al. 2007). So kann beispielsweise durch eine Reduktion des Gewichtes eine deutliche Blutdrucksenkung erzielt werden: pro Kilogramm Gewichtsabnahme ist eine Blutdruckabnahme von 1-2 mmhg möglich (Deutsche Hochdruckliga 2009). Ebenso kann eine Verminderung der täglichen Kochsalzzufuhr um 4-5 g den Blutdruck um 5 mmhg senken, besonders bei salzempfindlichen Patienten (Deutsche Hochdruckliga 2009). Wenn der Blutdruck durch diese Maßnahmen nicht in den Normbereich zu senken ist, muss bei diesen Patienten eine medikamentöse Therapie erfolgen. Der medikamentösen Therapie der Hypertonie liegen im Wesentlichen fünf Basistherapeutika zugrunde: ACE-Hemmer, Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten, Kalziumkanalblocker, Diuretika und Beta-Blocker. Die aktuellen Leitlinien der Hochdruckliga empfehlen ab einem Ausgangsblutdruck, der mehr als 20/10 mmhg über dem Zielblutdruck liegt, mit einer Kombinationstherapie zu beginnen. Da dies bei den meisten behandlungsbedürftigen Hypertonikern der Fall ist, reicht eine Monotherapie häufig nicht aus. Die Vorteile einer Kombinationstherapie ergeben sich durch ihre unterschiedlichen Wirkmechanismen. Mit ihnen wird die Wahrscheinlichkeit einer effektiven Blutdrucksenkung erhöht, die Kombinationspartner können in einer niedrigeren, nebenwirkungsärmeren Dosierung gegeben werden und der Zielblutdruck kann schneller erreicht werden (Deutsche Hochdruckliga 2009, Mancia et al. 2007).

26 Abb. 1-7: Kombinationsmöglichkeiten der fünf Basistherapeutika (Vetter 2004). In Abbildung 1-7 sind die synergistischen und die generell möglichen Kombinationen der fünf Basistherapeutika dargestellt Rolle der Kalziumkanalblocker bei der Hypertoniebehandlung Grundsätzlich sind die fünf in genannten Basistherapeutika alle zur Therapie der Hypertonie geeignet. Für alle diese fünf Basistherapeutika wurde eine blutdrucksenkende Wirkung ebenso nachgewiesen wie eine Verminderung kardiovaskulärer Komplikationen der Hypertonie (Deutsche Hochdruckliga 2009, Mancia et al. 2007). Die Auswahl eines Antihypertensivums zur Therapie richtet sich nach den Begleiterkrankungen, die neben der Hypertonie noch vorliegen, der Verträglichkeit der jeweiligen Substanzgruppe und den Kontraindikationen, die für diese Wirkgruppe bekannt sind. Desweiteren ist bei der Wahl der Therapie darauf zu achten, dass es sich um einen Wirkstoff handelt, der eine Progression von Nierenerkrankungen aufhalten und verhindern kann. Bei den Kalziumkanalblockern kann zwischen drei Typen unterschieden werden: den Dihydropyridinen, den Benzothiazepinen und den Phenylalkylaminen. Zur Behandlung der Hypertonie werden hauptsächlich die Dihydropyridine eingesetzt, da sie im Gegensatz zu den beiden anderen Gruppen gefäßselektiv sind und keine Wirkung auf die Herzfrequenz und die Herzleistung haben (Marzoll 2005).

27 Dihydropyridine sind potente antihypertensive Medikamente. Allerdings ist ihr Einsatz vor allem bei nierenkranken Patienten umstritten. Viele Studien belegen ungünstige Auswirkungen dieser Medikamentengruppe auf die renale Hämodynamik, so dass es zu keiner nephroprotektiven Wirkung, sondern im Gegenteil sogar zu einer Verschlechterung der Nierenfunktion kommen kann. Eine nephroprotektive Wirkung zeigen besonders die ACE-Hemmer und Angiotensin-II- Rezeptor-Antagonisten. So wurden schon viele Studien zur nephroprotektiven Wirkung der ACE-Hemmer durchgeführt (Maschio et al. 1996, Lewis et al. 1993). Bei Patienten mit einer diabetischen Nephropathie konnte auch für Angiotensin-II-Rezeptor- Antagonisten eine nephroprotektive Wirkung nachgewiesen werden (Brenner et al. 2001, Lewis et al. 2001). Beim Vergleich von Valsartan, einem Angiotensin-II- Rezeptor-Antagonisten, und Amlodipin konnte im Hinblick auf die renale Hämodynamik festgestellt werden, dass Valsartan die GFR und den intraglomerulären Druck (P glom ) unverändert lässt, während Amlodipin zu einer glomerulären Hyperfiltration und einem Anstieg von P glom führt (Delles et al. 2003). Mit dieser Studie konnte also die überlegene Rolle der Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten gegenüber Amlodipin im Hinblick auf die renale Hämodynamik belegt werden. Die Dihydropyridin-Kalziumkanalblocker zeigen immer eine Dilatation der afferenten Arteriole. Ob sie eine Wirkung auf die efferente Arteriole haben, scheint von dem Typ des Kalziumkanalblockers abzuhängen (Hayashi et al. 1996). Wirkstoffe, die im Wesentlichen nur an den afferenten Arteriolen der Glomerula eine Vasodilatation bewirken, können zu einer glomerulären Hypertension führen, die letztlich die Progression der Nierenerkrankungen beschleunigen kann. Bei der Gruppe der Kalziumkanalblocker gibt es diesbezüglich große Unterschiede. Es konnte mittlerweile bei mehreren Kalziumantagonisten eine vasodilatatorische Wirkung sowohl auf die afferente als auch auf die efferente Arteriole nachgewiesen werden (Ozawa et al. 1999, Tojo et al. 1992). So wird den älteren Kalziumkanalblockern vorwiegend eine Wirkung auf die afferente Arteriole zugeschrieben. Bei den neueren Kalziumkanalblockern, wie beispielsweise Efonidipin, wird auch eine Wirkung auf die efferente Arteriole beschrieben (Hayashi et al. 1996). Häufige therapielimitierende Nebenwirkungen einer Behandlung mit Kalziumkanalblockern sind das Auftreten von Unterschenkelödemen, Kopfschmerzen, Flush und Schwindel. Kontraindikationen sind substanzabhängig und umfassen im Wesentlichen das akute Koronarsyndrom, den AV-Block und die Herzinsuffizienz (Kuhlmann et al. 2008).

28 In dieser Arbeit werden die beiden Kalziumkanalblocker Manidipin und Amlodipin bezüglich ihrer blutdrucksenkenden und nephroprotektiven Wirkung miteinander verglichen. Amlodipin als etablierter Vertreter der dritten Generation der Kalziumkanalblocker findet schon länger Zeit Anwendung als blutdrucksenkendes Medikament. Im Gegensatz dazu ist Manidipin, ein neuer Vertreter der dritten Generation, in Deutschland erst seit 2004 zugelassen. Hinsichtlich ihrer blutdrucksenkenden Wirkung zeigen die beiden Medikamente einen ähnlichen Effekt. Allerdings scheint Manidipin gegenüber Amlodipin hinsichtlich des Auftretens von Knöchelödemen, Verbesserung der Lebensqualität und Nebenwirkungen ein besseres Verträglichkeitsprofil zu haben (Richy und Laurent 2010, Zanchetti et al. 2001). Die Auswirkungen auf die renale Hämodynamik scheinen bei Amlodipin eher negativ zu sein. So konnte unter Amlodipin-Therapie ein Anstieg von P glom nachgewiesen werden (Delles et al. 2003). Auch Inigo und seine Mitarbeiter stellten fest, dass Amlodipin lediglich zu einer Vasodilatation am Vas afferens führt, was einen Anstieg der Filtrationsfraktion und von P glom bewirkt (Inigo et al. 2001). Es gibt jedoch auch Studien, die eine günstigere Wirkweise von Amlodipin belegen. So zeigten Licata und seine Mitarbeiter, dass es unter Amlodipin zu keinem Anstieg der Filtrationsfraktion (FF) kommt (Licata et al. 1993) Behandlung der Proteinurie Obwohl Dihydropyridine den Blutdruck gleichermaßen wie Angiotensin-II-Rezeptor- Antagonisten senken, konnte bei Amlodipin eine geringere Reduktion der Albuminurie bei Patienten mit Typ 2 Diabetes und Albuminurie nachgewiesen werden als bei Valsartan (Viberti und Wheeldon 2002). Auch beim Vergleich von Losartan und Amlodipin kam es zu einer Reduktion der Albuminausscheidung unter Losartan, Amlodipin dagegen hatte keine Auswirkung auf die Albuminausscheidung (Holdaas et al. 1998). Ursache hierfür ist, dass die Vasodilatation an der afferenten Arteriole stärker ist als an der efferenten Arteriole, was zu einem Anstieg des intraglomerulären Druckes führt (Delles et al. 2003). Da neue Dihydropyridine auch die efferente Arteriole dilatieren, soll im Rahmen dieser Arbeit überprüft werden, ob sich dies positiv auf die Proteinurie auswirkt.

29 Ziele der Arbeit Vor allem das Fortschreiten von Nierenerkrankungen gilt es durch eine optimale antihypertensive Therapie zu verhindern. Das bedeutet, dass der Blutdruck medikamentös so eingestellt werden muss, dass er innerhalb der erforderlichen Zielwerte liegt. Desweiteren ist auch eine nephroprotektive Wirkung der eingesetzten Medikamente wünschenswert. Eine Erhöhung des intraglomerulären Druckes, die durch einige Antihypertensiva verursacht werden kann, führt zu einer Schädigung des Glomerulums und damit zu einer Verschlechterung der Nierenfunktion. Aus diesem Grund war das primäre Ziel dieser Studie, die Auswirkungen einer vierwöchigen Therapie bestehend aus Manidipin oder Amlodipin auf die renale Hämodynamik bei Patienten mit einer milden bis mäßigen Hypertonie zu vergleichen. Hierzu wurde entweder eine tägliche orale Dosis von 20 mg Manidipin oder eine tägliche orale Dosis von 10 mg Amlodipin eingenommen. Im Rahmen dieser Arbeit sollte also überprüft werden, ob Manidipin, ein neuer Dihydropyridin- Kalziumkanalblocker, der ein besseres Nebenwirkungsprofil als andere Dihydropyridin- Kalziumkanalblocker zu haben scheint, möglicherweise auch eine effektive Therapieoption zur Verhinderung der Progression von Nierenerkrankungen darstellt. In einem ersten Schritt wurde dazu die Auswirkung der vierwöchigen Therapie auf direkt ermittelbare Messwerte untersucht. Zu den direkt ermittelbaren Messwerten gehören die GFR, der RPF und die FF. Diese können mit Hilfe der sogenannten Clearance-Untersuchung bestimmt werden. Der zweite Schritt war es dann, die vierwöchige Therapie hinsichtlich der Veränderungen bei indirekt berechneten Parametern zu überprüfen. Die indirekt berechneten Parameter umfassen P glom, R A und R E. Diese Werte werden mittels der sogenannten Gomez-Formeln berechnet. Durch Vergleichen dieser Parameter sollte die Auswirkung der beiden Medikamente auf die renale Hämodynamik überprüft werden, um beurteilen zu können, ob Manidipin dem etablierten Amlodipin überlegen ist und so das Fortschreiten einer Nierenerkrankung günstig beeinflussen kann. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die blutdrucksenkenden Effekte einer Therapie mit Manidipin 20mg oder Amlodipin 10mg zu vergleichen. Anhand der Baselinewerte, die vor Therapiebeginn gemessen wurden, und der nach der vierwöchigen Therapie ermittelten Blutdruckwerte konnten dann die beiden Therapieformen diesbezüglich einander gegenübergestellt werden.

30 Außerdem wurde überprüft, ob die neueren Dihydropyridin-Kalziumkanalblocker hinsichtlich der Proteinurie den älteren überlegen sind und zu einer Reduktion der Proteinurie führen können. Als ein weiterer Punkt wurden die beiden Vertreter der Kalziumantagonisten hinsichtlich des Auftretens von unerwünschten Nebenwirkungen, wie zum Beispiel periphere Ödeme, verglichen.

31 Material und Methoden 2.1 Studiendesign Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse resultieren aus Untersuchungen, die im Rahmen der sogenannten Mantra-Studie durchgeführt wurden. Es handelt sich hierbei um eine doppelblinde Studie in der Phase IIIb. Sie wurde randomisiert und aktiv kontrolliert durchgeführt. Etwa 100 Patienten sollten eingeschlossen werden, um bei mindestens 84 Patienten die Studie abschließen zu können. Letztendlich haben sogar 104 Patienten die Studie komplett durchlaufen. Während der gesamten Untersuchungszeit mussten die Patienten mindestens einmal täglich zu Hause ihren Blutdruck kontrollieren und diesen protokollieren. Zu Beginn jeder Visite wurde außerdem vom Studienpersonal eine Blutdruckmessung durchgeführt. Die Compliance der Patienten wurde zu Beginn jeder Visite vom Studienpersonal überprüft. Die Patienten wurden vor Studienbeginn ausführlich aufgeklärt und unterschrieben eine Einverständniserklärung. Eine Zustimmung der Ethikkommission der Universität Erlangen-Nürnberg zur Durchführung dieser Studie lag ebenfalls vor. Der Studienablauf und der Inhalt der einzelnen Visiten sind in Tab. 2-1 dargestellt. Tab. 2-1: Darstellung des Studienablaufes Week -4 Week -2 Week 0 Week 2 Week 4 Enrolment Enrolment Randomisation Intermediate Intermediate Visit 1a Visit 1b Visit 2 Visit 3 Visit 4 Assessment of renal Haemodynamics Assessment of renal Haemodynamics Während der ersten Visite wurde geprüft, ob die Patienten die Einschlusskriterien für die Studie erfüllen. Soweit keine Einwände gegen eine Studienteilnahme, diese werden in Kapitel 2.2 näher erläutert, vorlagen, wurde mit einer zwei- bis vierwöchigen Auswaschphase/Einschlussphase begonnen. Die Patienten nahmen in dieser Zeit keine antihypertensiven Medikamente ein. Patienten, bei denen vor Studienbeginn keine Therapie mit blutdrucksenkenden Medikamenten durchgeführt worden war, durchliefen eine kürzere Einschlussphase, sie betrug hier nur zwei Wochen. Bei

32 Patienten, die vorher antihypertensiv behandelt wurden, dauerte die Auswaschphase vier Wochen. Gab es nach Beendigung dieser Auswaschphase in einer zweiten Visite weiterhin keine Gründe, die gegen einen Einschluss in die Studie sprachen, wurde bei den Patienten eine erste Clearance-Untersuchung durchgeführt. Anschließend erfolgte eine doppelblinde Randomisierung der Teilnehmer. Es gab zwei parallele Studiengruppen, in die die Patienten randomisiert wurden. Die Patienten erhielten dann entweder eine tägliche orale Dosis Manidipin 20 mg oder eine tägliche orale Dosis Amlodipin 10 mg. Diese Medikation wurde dann von den Studienteilnehmern für vier Wochen jeden Morgen nach dem Frühstück mit etwas Wasser eingenommen. Abb. 2-1: Darstellung der beiden Studienarme Insgesamt wurden 54 Studienteilnehmer in die Manidipin-Gruppe randomisiert und 50 Studienteilnehmer in die Amlodipin-Gruppe. Nach einer zweiwöchigen Einnahmephase der Studienmedikation kamen die Patienten zu einer kurzen Visite in das Studienzentrum. Dort wurde dann eine Blutdruckkontrolle durchgeführt und die Verträglichkeit des Medikamentes beurteilt. Die Einnahme dieser Monotherapie war nach insgesamt vier Wochen abgeschlossen. Nach diesen vier Wochen wurde eine zweite Clearance-Untersuchung bei den Patienten durchgeführt. 2.2 Ein- und Ausschlusskriterien Wichtigstes Einschlusskriterium war das Vorliegen einer milden bis mäßigen, unkomplizierten essentiellen Hypertonie. Der diastolische Durchschnittswert im Sitzen

33 musste zwischen 90 und 110 mmhg liegen, der systolische Durchschnittswert im Sitzen durfte 180 mmhg nicht überschreiten. Weitere Voraussetzung für die Studienteilnahme war ein Alter zwischen 18 und 65 Jahren. Außer Bluthochdruck durfte kein Anhaltspunkt für eine andere signifikante kardiovaskuläre Erkrankung vorliegen. Desweiteren durfte bei den Patienten, um an der Studie teilnehmen zu können, keine maligne oder sekundäre Hypertonie vorliegen. Ebenso wurden nur Teilnehmer eingeschlossen, bei denen keine Komplikationen der Hypertonie vorlagen, wie zum Beispiel eine hypertensive Retinopathie Grad 3 4, eine hypertensive Enzephalopathie oder zerebrovaskuläre Ereignisse. Ein weiteres Ausschlusskriterium für die Studienteilnahme war das Vorliegen einer signifikanten Erkrankung der Leber, der Lunge, der Niere oder signifikante endokrinologische, metabolische oder hämatologische Erkrankungen. Ein Diabetes mellitus Typ 2 war kein generelles Ausschlusskriterium. Zudem war es nicht erlaubt, begleitend eine andere antihypertensive Therapie durchzuführen. Auch eine bekannte Allergie gegen Kalziumkanalblocker, ACE- Hemmer oder Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten galt als Ausschlusskriterium für die Teilnahme an der Studie. Falls bis 28 Tage vor Studieneintritt eine Medikation im Rahmen einer anderen Studie eingenommen worden war, konnten die Patienten ebenfalls nicht an der Studie teilnehmen. Ein Studieneinschluss war auch nicht zulässig, wenn die bestehende antihypertensive Medikation zur Auswaschphase nicht ohne gesundheitliche Bedenken abgesetzt werden konnte. Das heißt, wenn die Patienten dauerhaft auf die Einnahme von antihypertensiven Medikamenten angewiesen waren. Erfüllten die Patienten die Kriterien, dann wurden nach der Blutdruckmessung und der Erfassung der bisherigen Krankengeschichte eine Blut- und Urinuntersuchung sowie ein 12-Kanal-EKG durchgeführt. Im Labor durften die folgenden Abweichungen von den Normwerten nicht vorliegen: Serumkreatinin > 1,5 mg/dl, Serumkalium > 10 % über der Norm, Aspartataminotransferase > 3 fach erhöht und Gesamtbilirubin > 2 fach über dem normalen Limit. Insulin bedürftige Diabetiker und Patienten mit einem schlecht eingestellten Diabetes mellitus (HbA1c > 7,5 %) wurden ebenfalls von der Studie ausgeschlossen.

34 Clearance-Untersuchung Beschreibung und Verwendung der Clearance-Untersuchung Als renale Clearance einer Substanz bezeichnet man das Plasmavolumen, das in einer bestimmten Zeit komplett von dieser Substanz durch die Nieren gereinigt werden kann. Wird eine Substanz frei filtriert und weder reabsorbiert noch sezerniert, so ist die Rate, mit der sie über den Urin ausgeschieden wird, gleich der Nierenfiltrationsrate dieser Substanz. Auf diese Weise kann die GFR gemessen werden. Eine solche Substanz stellt zum Beispiel Inulin dar. Inulin ist ein aus Fruktosemolekülen aufgebautes Polysaccharid, das nicht im Körper produziert wird und aus den Wurzeln von bestimmten Pflanzen gewonnen wird (Hall und Guyton 2011). Mit einer Substanz, die frei filtriert und tubulär sezerniert wird, das heißt, die bei einer Nierenpassage komplett aus dem Plasma gereinigt wird, kann der RPF bestimmt werden. Eine Substanz, die komplett über die Nieren eliminiert wird, ist nicht bekannt. Zur Bestimmung des RPF wird Paraaminohippursäure (PAH) verwendet, die zu 90 % aus dem Plasma gereinigt wird (Hall und Guyton 2011). Die renale Clearance-Untersuchung mit Inulin und PAH ist eine aufwendige Untersuchungsmethode zur Bestimmung der GFR und des RPF. Deshalb findet sie hauptsächlich zu Forschungszwecken Anwendung und kaum in der Praxis Ziele der Clearance-Untersuchung Ziel der Clearance-Untersuchung war es, die Nierenfunktionsparameter GFR und RPF zu bestimmen. Dazu wurden die Tracer Inulin und PAH verwendet. Die Eigenschaften der beiden Tracer sind in Kapitel beschrieben. Mit diesen beiden Parametern kann dann die FF ermittelt werden. Diese erhält man durch den Quotienten aus GFR und RPF. Aus den auf diese Weise direkt gemessenen Parametern GFR, RPF und FF kann anhand der sogenannten Gomez-Formeln der Filtrationsdruck über den Glomerulumkapillaren ( P F ), der glomeruläre hydrostatische Druck (P glom ), der afferente (R A ) und der efferente (R E ) Widerstand in den Glomerulumarterien berechnet werden. Dazu werden die gemessenen Werte von Blutdruck, GFR, RPF, Hämatokrit und Plasmaproteinkonzentration benötigt (Guidi et al. 2001, Gomez 1951).

35 P F = GFR / K FG P glom = P B + π G + P F π G = 5 x [TP / FF x ln (1 / (1 FF) - 2] RBF=RPF/1-Ht R A = [(MAP P glom ) / RBF] x 1328 R E = {GFR / [K FG x (RBF GFR)]} x 1328 P F Filtrationsdruck über den Glomerulumkapillaren FF Filtrationsfraktion GFR Glomeruläre Filtrationsrate Ht Hämatokrit K FG MAP P B π G P glom R A RBF R E RPF TP Filtrationskoeffizient Mittlerer Blutdruck Hydrostatischer Druck in der Bowman-Kapsel Onkotischer Druck in den Glomerulumkapillaren Glomerulärer hydrostatischer Druck Afferenter Widerstand Renaler Blutfluss Efferenter Widerstand Renaler Plasmafluss Gesamte Proteinkonzentration 1328 Umrechnungsfaktor in dyn*sec*cm -5 Abb. 2-2: Darstellung der Gomez-Formeln (nach Guidi et al. 2001, Gomez 1951) Die in Abbildung 2-2 dargestellten Gomez-Formeln beruhen auf einer Reihe von Annahmen: 1) der intrarenale Gefäßwiderstand teilt sich in drei Komponenten auf, den afferenten (R A ), den efferenten (R E ) und den venösen Widerstand, 2) es wird vorausgesetzt, dass der hydrostatische Druck in den kleinen Venen, im Interstitium, im renalen Tubulussystem und in der Bowman-Kapsel mit einer Größe von 10 mmhg in einem Gleichgewicht steht, 3) der Filtrationskoeffizient K FG wird für zwei Nieren auf 0,0821 ml/sec * mmhg geschätzt und

36 - 28-4) es wird ein Filtrationsgleichgewicht entlang der Glomerulumkapillaren vorausgesetzt (Guidi et al. 2001, Gomez 1951) Ablauf der Clearance-Untersuchung Zur Bestimmung von GFR und RPF wurde die konstante Infusionstechnik ohne Urinsammeln angewendet, wie sie von Cole et al. vorgeschlagen wurde (Cole et al. 1972). Die Nierenfunktionsprüfung wurde mit Hilfe der Tracer Inulin (Inutest, Fresenius, Linz, Österreich) und Paraaminohippursäure (PAH) (Clinalfa, Basel, Schweiz) durchgeführt. Eine Inulin-Ampulle zu 20 ml enthielt 5 mg Inulin und eine PAH-Ampulle zu 10 ml enthielt 2 g PAH. Die Dosierung der Testsubstanzen wurde im Vorfeld ermittelt. Unter Verwendung der Cockroft-Gault-Formel wurde die zu erwartende GFR ( estimated GFR ), ausgerechnet. Anhand dieser und unter Berücksichtigung der erforderlichen Plasmakonzentration konnte dann der benötigte Bolus und die Erhaltungsdosis von Inulin und PAH ermittelt werden. Faktor = 72 bei Kreatinin in mg/dl Bei Frauen ist das Ergebnis mit 0,85 zu multiplizieren Abb. 2-3: Formel zur Abschätzung der Kreatininclearance nach Cockroft und Gault (Cockcroft und Gault 1976) Der Ablauf der Clearance-Untersuchungen erfolgte immer nach dem gleichen zeitlichen Ablauf. Am Tag der zweistündigen Clearance-Untersuchung kamen die Patienten um 8.30 h auf die klinische Forschungsstation CRC (Clinical Research Center). Die Patienten hatten am Tag der Untersuchung morgens ihre Studienmedikation nicht eingenommen und waren nüchtern. Zunächst wurden durch das Studienpersonal gesundheitliche Bedenken ausgeschlossen, eine Änderung der Medikation erfragt und eventuell neu aufgetretene Ausschlusskriterien überprüft.