Zeitschrift für Bluterkrankungen und Transfusionen

Abstrakt

Dynamik erythropoietischer Marker als Reaktion auf Hypoxie bei Ratten

Ying Zhang, Indrajeet Singh und Wojciech Krzyzanski

Zweck: Erythropoietin (EPO) reguliert die Produktion von roten Blutkörperchen als Reaktion auf Hypoxie. Eine verringerte arterielle Sauerstoffsättigung führt zu einer erhöhten Produktion von EPO in verschiedenen Geweben, einschließlich der Niere als Hauptstimulationsstelle, was zu einem Anstieg der EPO-Plasmaspiegel führt. Ziel dieser Studie ist es, die Beziehung zwischen Hypoxie und der daraus resultierenden erythropoietischen Reaktion bei Ratten zu untersuchen.

Methoden: Die hauseigene Hypoxiekammer wurde so konzipiert, dass sie den Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO2) = 10 % reguliert, der männlichen Wistar-Ratten (N=4) 6 Stunden lang zugeführt wird, indem Raumluft mit N2 gemischt wird, um den Luftdruck bei 1 atm zu halten. Plasma- und Nierenproben wurden zu verschiedenen Zeitpunkten während und nach der Hypoxie-Exposition entnommen. Nieren-EPO-mRNA, HIF-2α, Plasma-EPO-Konzentration, Retikulozytenzahlen und Hämoglobin wurden gemessen. Der zeitliche Verlauf der oben genannten Marker und die Veränderung der Werte vor der Hypoxie wurden verwendet, um die Reaktionen auf Hypoxie unter normoxischen Bedingungen zu quantifizieren.

Ergebnisse: Die arterielle Sauerstoffsättigung der Ratten sank während der Hypoxie von 95 % auf 60 %. Die Hypoxie führte zu einem 6-fachen Anstieg der EPO-mRNA-Expression in den Nieren, einem 10-fachen Anstieg der EPO-Konzentrationen im Plasma und einem 1,5-fachen Anstieg der Retikulozytenzahl. Der Anstieg der HIF-2α-Expression beträgt nach einer Stunde Hypoxie das 2,4-fache und fällt nach 1,5 Stunden wieder unter den Ausgangswert. Das Ergebnis der DNA-Bindungsaktivität von HIF-2α ist recht ähnlich, sie stieg nach 0,5 Stunden um das 1,5-fache an und fiel dann unter den Ausgangswert.

Schlussfolgerung: Nach 6 Stunden Hypoxie stimmen der beobachtete Anstieg der EPO-mRNA-Werte in den Nieren, der EPO-Konzentrationen im Plasma und der Retikulozytenzahl sowie die Verzögerungen der Spitzenreaktion mit den Zeiten überein, die für die Stimulation der EPO-mRNA-Transkription, der Synthese von Plasma-EPO und der verstärkten Freisetzung von Retikulozyten erforderlich sind. Der im zeitlichen Verlauf von HIF-2α beobachtete Toleranzeffekt weist auf die Existenz eines Gegenregulationsmechanismus in einem von HIF-2α vermittelten Signal für die mRNA-Produktion hin.