Tübingen, Univ., Diss., 2007.

Die Fabry-Nephropathie zählt zu den häufigsten Manifestationen des Morbus Fabry und ist als Indikator für die Schwere der Erkrankung prognosebestimmend. Daher ist die Erforschung des Verlaufs der Nierenfunktion bei den betroffenen Patientinnen und Patienten von großer Bedeutung, um sie bestmöglich und vor allem rechtzeitig therapieren zu können. Aufgrund der X-chromosomalen Vererbung der seltenen lysosomalen Speicherkrankheit variieren die Krankheitsverläufe sowohl zwischen Männern und Frauen als auch innerhalb eines Geschlechts, sodass die Unterteilung des Patientenkollektivs in klassische und nicht klassische Ausprägungsformen eine gängige Methode zur Beantwortung von Fragestellungen zu Morbus Fabry darstellt. Dies erfolgte in der vorgelegten Arbeit für das Studienkollektiv des FAZiT Würzburg nach Arends et al. auf Grundlage der phänotypischen Merkmale der Angiokeratome und der Cornea verticillata. Gegenstand dieser Dissertation war die Untersuchung der Nierenfunktion bei Patientinnen und Patienten mit Morbus Fabry in Abhängigkeit ihres Geschlechts und ihrer Klassifikation. Hierzu wurden im Studienkollektiv des FAZiT Würzburg die Veränderungen der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) im Zeitverlauf analysiert. Es hat sich gezeigt, dass sich der Verlauf der Fabry-Nephropathie zwischen Männern und Frauen in der Kohorte statistisch signifikant unterschied und zudem die Klassifikation in Abhängigkeit des Geschlechts prognostisch relevante Informationen für den Verlauf der Nierenerkrankung enthielt. Demnach ist bei Männern im Vergleich zu Frauen im Allgemeinen sowie bei klassischen Männern im Vergleich zu nicht klassischen Männern im Speziellen von einer größeren Abnahme der glomerulären Filtrationsrare im Verlauf auszugehen. Diese Erkenntnis kann zu einer individuelleren Vorsorge und Therapie der Erkrankung bei Männern beitragen. Unter Voraussetzung einer präzisen und zuverlässigen Diagnose der Angiokeratome und der Cornea verticillata wäre es im männlichen Kollektiv auf diese Weise möglich, durch nichtinvasive klinische Untersuchungen Risikopatienten zu identifizieren. Für die Differenzierung der unterschiedlichen Krankheitsverläufe zwischen klassischen und nicht klassischen Frauen haben sich im Studienkollektiv des FAZiT die phänotypischen Merkmale nicht bewährt. Die Krankheitsausprägung im weiblichen Kollektiv ist durch die X-chromosomale Vererbung und das Phänomen der Lyoniserung komplexer und bisher nicht vollends verstanden. Weitere Forschungsbemühungen zu bisher unbekannten Risikofaktoren oder epigenetischen Einflüssen auf den Verlauf der Fabry-Nephropathie bei Frauen sind daher notwendig und könnten zu einem besseren Verständnis beitragen. / Fabry nephropathy is one of the most common manifestations of Fabry disease and is a prognostic indicator of disease severity. Therefore, understanding the progression of kidney failure in affected patients is of great importance in timely and effective treatment. Due to the X-linked inheritance of the rare lysosomal storage disease, the course of the disease varies amongst the male and female patients, as well as within the same sex group. Hence, the subdivision of the patient population into classical and non-classical forms of expression is a common method of assessing this complex disease. This was done in the presented work for the study collective of the FAZiT Würzburg following the classification by Arends et al. with the focus on phenotypic features, angiokeratomas and cornea verticillata. The subject of this dissertation was the investigation of renal function in patients with Fabry disease depending on their sex and classification. Therefore, the changes of the estimated glomerular filtration rate (eGFR) over time were analyzed in the patient collective of the FAZiT Würzburg. It was shown that the course of Fabry nephropathy differed significantly between men and women in the cohort. Moreover, it was demonstrated that a classification effect in the study collective was sex-specific, leading to a statistically significant greater decrease in eGFR over time in classical compared with non-classical men. This finding may contribute to a more individualized prevention of progression and therapy of the disease in men. Provided a precise and reliable diagnosis of angiokeratomas and cornea verticillate is made, it would be possible to identify male patients at risk by non-invasive clinical examinations. The phenotypic characteristics did not prove beneficial in regard to the differentiation between the various courses of disease progression in classical and non-classical female patient collective in the FAZiT study. Further research on unknown risk factors and epigenetic alterations are necessary in order to better understand the complex pathophysiology and disease progression of Fabry nephropathy in women.

Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Hintergurnd: Erhöhte glomeruläre Filtration von Proteinen im Rahmen chronoischer Nierenenerkrankungen geht mit tubulointerstitiellem Schaden einschließlich Entzündung und fortschreitendem Funktionsverlust der Nierenfunktion einher. Proteine wie Albumin scheinen dabei per se eine pathogenetische Rolle zu spielen. Der Transkriptionsfaktor nuclear factor kappa B (NF-kB) scheint an den durch Proteinüberladung verursachten Pathomechanismen der Nierenentzündung beteiligt zu sein. Um die Albumin-induzierte Expression von NF-kB sowie die Expression des NF-kB-regulierten proinflammatorischen Zytokins Tumor Necrosis Faktor alpha (TNF-a) nach Exposition mit Albumin in humanen proximalen Tubuluszellen zu überprüfen, exponierten wir humane, von proximalen Tubuluszellen abstammende Zellen (IHKE-1) mit bovinem Serumalbumin (BSA: 50 und 500 microg/ml). Die NF-KB- und TNF-a-spezifische mRNA-Expression wurde durch RT-PCR bestimmt. NF-kB-spezifische Proteinexpression wurde mit Western-Blot-Verfahren analysiert. Ergebnisse: Albumin-induziert einen Anstieg der NF-kB-spezifischen mRNA-Expression und NF-kB-spezifischen Proteinexpression. Diese Effekte werden durch den Protein Kinase C-Inhibitor Bisindolylmaleimid und den Tyrosin Kinase Inhibitor Herbimycin A gehemmt. Ein Albumin.induzierter Anstieg der TNF-a-spezifischen mRNA-Expression als biologischer inflammatorischer Parameter war als mit der NF-B-Aktivität assoziiert messbar. / Background: Enhanced glomerular filtration of proteins in the setting of chronic renal diseases is accopmpagnied by tubulointerstitial damage including inflammation and renal function deterioration. Proteins such as albumin seem to be a pathogenetic factor per se in this setting. The nuclear transcription factor kappa B (NF-KB) seems to be involved in protein-overload stimulated renal inflammatory pathomechanisms. To investigate albumin-induced NF-kappaB expression as well as the expression of the NF-KB-regulated pro-inflammatory cytokine Tumor necrosis factor alpha (TNF-a) upon exposure to albumin in human proximal tubular cells, we exposed human renal proximal tubule-derived cells (IHKE-1) to bovine serum albumin (BSA: 50 and 500 microg/ml). The NF-KB and TNF-alpha specific mRNA expression was detected by RT-PCR. NF-kappaB specific protein expression was analysed by Western blot. RESULTS: Albumin-exposure induced an increase in NF-kappaB specific mRNA expression and NF-kappaB protein expression. These effects are decreased by the protein kinase C (PKC) inhibitor bisindolylmaleimide I (BIM) and the tyrosine kinase inhibitor herbimycin A. An albumin-induced increase in TNF-alpha specific mRNA expression as biological, inflammatory parameter associated with the albumin-induced NF-kappaB activity was detectable.

Functionally active (conformational) autoantibodies directed against the β1-adrenergic receptor (β1-AR) are supposed to have a pathogenic relevance in human heart failure, particularly in idiopathic dilated cardiomyopathy (DCM). Prevalence of anti-β1-autoantibodies (anti-β1-aabs) in the healthy population is almost negligible, whereas it amounts to up to 30% in heart failure patients with idiopathic DCM. As β1-ARs are not restricted to the heart and are also highly expressed in particular segments of the nephron, it is conceivable that such autoantibodies might also affect kidney function to some extent through the activation of renal β1-ARs. In the kidney, β1-ARs are highly abundant in the juxtaglomerular apparatus, the distal convoluted tubules, the collecting duct, and the renal arteries. However, the functional significance of β1-ARs at these particular sites along the nephron is poorly understood, as are the effects of conformational stimulating anti-β1-aabs on renal β1-ARs. From the available literature, it is well known that the β1-adrenergic system is involved in, e.g., the regulation of renin-secretion from juxtaglomerular cells. In addition, the β1-adrenergic system is thought to be involved in the regulation of the urine pH via type B-intercalated cells in the collecting duct. In contrast, the regulation of salt- and fluid-secretion in the medullary collecting duct appears to occur independently from the SNS. As a consequence, the present work aimed to unravel the potential pathophysiological links between renal function, alterations in the cardiovascular system, and circulating agonist-like anti- β1-abs. We analyzed possible renal effects of anti-β1-abs in a human-analogous rat model. After immunization with a GST-fusion protein containing the second extracellular loop (β1-ECII) of the human β1-AR, Lewis-rats develop functionally active, stimulating, conformational anti-β1-ECII-abs. Within the first 6 months, anti-β1-ECII-ab-positive animals develop a hypertensive phenotype, which after 9 months evolves into a DCM phenotype. In n=40 GST/ β1-ECII-immunized Lewis rats and n=40 age-matched, 0.9% NaCl-injected control animals, we sequentially (i.e. at months 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15, and 18 after start of immunization) analyzed the changes in renal function on a molecular, functional, and structural level. We could show that the presence of stimulating anti-β1-ECII-abs – even though having detrimental effects on the heart – has only a minor impact on kidney function and structure. Within the first 3 months after induction of anti-β1-ECII-abs, the levels and activity of renin were significantly increased in immunized compared to corresponding control animals, which was confirmed by experiments on isolated perfused kidneys, in which anti-β1-ECII-abs were able to directly induce the liberation of renin. However, within several weeks the initial anti-β1-ECII-ab-mediated RAAS activation was counter-regulated by auto-regulatory mechanisms activated in the kidney. Similarly, glomerular filtration rate (GFR) and renal blood flow (RBF) were initially decreased in the presence of the stimulating anti-β1-ECII-abs, but returned to control values within 3 months after immunization of the animals. Although expression of several pro-fibrotic markers was significantly up-regulated in anti-β1-ECII-ab-positive rats, no significant differences were noted on a histomorphological level with regard to the occurrence of renal fibrosis, glomerular damage, tubular damage, and perivascular fibrosis. Only a mild decrease in glomerular filtration function was observed in the kidneys of anti-β1-ECII-ab-positive animals from immunization-month 12 on, apparent by increased levels of urinary protein. Even though anti-β1-ECII-abs were able to induce mild changes in renal function, their effects were not strong enough to critically damage the kidneys in our rat-model. Differences between immunized anti-β1-ECII-ab-positive and corresponding control rats at later time-points (that is, from immunization-month 12 on) are most likely secondary to the progressive heart failure phenotype that immunized animals develop in the course of the experiment. The present study is the first to focus on the effects of stimulating anti-β1-ECII-abs on the kidney, and on the prevalence of these effects for the heart (referred to as cardio-renal crosstalk). Although our results were obtained in a rat model, they might contribute to better understand the situation in anti-β1-AR-aab-positive human patients. Following the results of our experiments, treatment of such patients should focus on direct and specific neutralization/elimination of stimulating anti-β1-ECII-aab or at least comprise therapeutic strategies that counteract the anti-β1-ECII-aab-effects on the heart by standard treatment for heart failure (i.e. ACE inhibitors, AT1-receptor blockers, and β-blockers) according to current guidelines. / Funktionell aktive, konformationelle Autoantikörper, die gegen den β1-adrenergen Rezeptor (β1-AR) gerichtet sind, sind vermutlich pathologisch relevant bei Herzinsuffizienz, insbesondere bei der idiopathischen Dilativen Kardiomyopathie (DCM). Die Prävalenz solcher Antikörper ist in der gesunden Population vernachlässigbar, wohingegen sie bei der idiopathischen DCM 30% erreicht. Da β1-AR nicht nur im Herzen, sondern auch in der Niere stark exprimiert werden, ist naheliegend, dass solche Antikörper über eine Stimulation renaler β1-AR auch die Nierenfunktion beeinflussen können. In der Niere werden β1-AR überwiegend im juxtaglomerulären Apparat, im distalen Tubulus, in den Sammelrohren und in den renalen Arterien exprimiert. Die Bedeutung der in diesen Bereichen hohen Expression von β1-AR für die Nierenfunktion ist noch nicht vollständig geklärt, ebenso wie die renalen Effekte von stimulierenden β1-AR-Antikörpern. Aus der Literatur ist bekannt, dass das β1-adrenerge System unter anderem an der Renin-Sekretion der juxtaglomerulären Zellen beteiligt ist. Außerdem wird vermutet, dass das β1-adrenerge System in die Regulation des pH-Wertes des Urins über die Typ B-interkalierenden Zellen des Sammelrohrs eingreift, wohingegen die Regulation der Salz- und Wasserexkretion im medullären Sammelrohr wahrscheinlich unabhängig vom sympathischen Nervensystem abläuft. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, die potentiellen pathophysiologischen Zusammenhänge zwischen renaler Funktion, Änderungen innerhalb des kardiovaskulären Systems und zirkulierenden, agonist-ähnlichen anti-β1-Autoantikörpern darzustellen. Wir haben die möglichen renalen Effekte der anti-β1-AK in einem human-ähnlichen Ratten-Modell untersucht. Nach Immunisierung mit einem GST-Fusionsprotein, welches den zweiten extrazellulären Loop des β1-AR beinhaltet, entwickeln Lewis-Ratten funktionell aktive, stimulierende Antikörper gegen β1-ECII. Anti-β1-ECII-AK-positive Tiere entwickeln nach ca. 6 Monaten einen hypertensiven Phänotyp, welcher nach 9 Monaten in einen DCM Phänotyp übergeht. Wir haben Änderungen der renalen Funktion auf molekularer, funktioneller, und struktureller Ebene in n=40 GST/ β1-ECII-immunisierten Lewis-Ratten und n=40 altersgleichen 0.9% NaCl-injizierten Kontrolltieren sequenziell (d.h. 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15 und 18 Monate nach Beginn der Immunisierung) analysiert. Wir konnten zeigen, dass die stimulierenden anti-β1-ECII-Antikörper – obwohl sie eine schädigende Wirkung auf das Herz haben – die Nierenfunktion und -Struktur nur gering beeinflussen. In den ersten Monaten nach Induktion der anti-β1-ECII-AK stieg die Reninkonzentration und -aktivität in den immunisierten Tieren im Vergleich zu den entsprechenden Kontrollen signifikant an. Dieses Ergebnis konnte im Model der isolierten perfundierten Niere bestätigen werden, in dem anti-β1-ECII-AK eine direkte Freisetzung von Renin induzierten. Diese frühe AK-vermittelte Aktivierung des RAAS wurde jedoch innerhalb weniger Wochen durch autoregulatorische Mechanismen der Niere aufgehoben. Ebenso waren anfangs die glomeruläre Filtrationsrate und der renale Blutfluss in anti-β1-ECII-AK-positiven Ratten vermindert, kehrten jedoch nach 3 Monaten zu den Werten der Kontrolltiere zurück. Obwohl die Expression mehrerer pro-fibrotischer Marker signifikant erhöht war, konnten keine signifikanten Veränderungen auf histomorphologischer Ebene hinsichtlich des Auftretens renaler Fibrose, glomerulärer und tubulärer Schädigung, oder perivaskulärer Fibrose festgestellt werden. Lediglich die glomeruläre Filtrationsfunktion war ab dem 12. Immunisierungsmonat zunehmend beeinträchtigt, was sich an einer progredienten Proteinurie zeigte. Obwohl anti-β1-ECII-AK durchaus einen gewissen Effekt auf die Nierenfunktion haben, ist ihr Einfluss nicht stark genug um die Niere kritisch zu schädigen. Unterschiede zwischen immunisierten und Kontrolltieren, welche zu späteren Zeitpunkten (d.h. ab dem 12. Immunisierungsmonat) auftreten, sind wahrscheinlich sekundäre Effekte der progredienten Herzinsuffizienz, die die immunisierten Tiere im Verlauf des Experiments entwickeln. Unsere Studie ist die Erste, die sich mit den Effekten von stimulierenden anti-β1-AK auf die Niere und ihre Zusammenhänge mit der antikörper-induzierten Herzinsuffizienz (dem sogenannten kardio-renalen „Crosstalk“) befasst. Obwohl unsere Ergebnisse in einem Tiermodell erzielt wurden, könnten sie von großem Nutzen sein, um die Krankheitsentwicklung von anti-β1-Autoantikörper-positiven Patienten besser zu verstehen. Unseren Ergebnissen zufolge sollte die Behandlung von Autoimmun-DCM auf eine möglichst direkte und spezifische Neutralisierung/Eliminierung von anti-β1-Autoantikörpern abzielen und gleichzeitig alle kardio- und renal-protektiven Elemente der Standard-Therapie der Herzinsuffizienz (d.h. Gabe von ACE-Hemmern, AT1-Rezeptor-Inhibitoren und β-Blockern) einschließen.

Die oralen Antidiabetika Metformin und Sitagliptin werden überwiegend renal eliminiert, weshalb während der Therapie regelmäßig die Nierenfunktion abgeschätzt werden sollte. Dies geschieht mithilfe von Serumkreatinin-basierten Formeln, zum Beispiel der Gleichung nach Cockcroft-Gault. Mit dem Ziel, zukünftig eine Möglichkeit für eine vereinfachte Kontrolle der Therapie mit Metformin und/oder Sitagliptin in Kapillarblutproben zu haben, wurde eine Methode zur Bestimmung der Konzentration von Kreatinin, Metformin und Sitagliptin aus Trockenblutproben (Dried Blood Spots, DBS) entwickelt. Als Träger zeigte Blotting Papier die besten Ergebnisse in Bezug auf die Handhabung und die Extraktionseffizienz. Aus einem einzelnen DBS gelang es, Metformin und Kreatinin mittels HPLC-UV und Sitagliptin mittels LC-MS/MS zu quantifizieren. Die flüssigchromatographischen Methoden wurden entsprechend der EMA- und FDA-Kriterien erfolgreich vollvalidiert. Die unteren Nachweisgrenzen (LLOQ) lagen bei 0,2 µg/mL für Metformin, 1,5 µg/mL für Kreatinin und 3 ng/mL für Sitagliptin. Da Referenzbereiche für Arzneistoffkonzentrationen in der Regel für Serum/Plasma angegeben werden, wurde das Verteilungsverhalten der beiden Antidiabetika zwischen Plasma (cP) und Blutzellen (cBZ) mittels in-vitro Inkubationsversuchen ermittelt. Für Metformin betrug der Verteilungskoeffizient cP/cBZ 4,65 ± 0,73, für Sitagliptin 5,58 ± 0,98. Damit lagen beide Arzneistoffe mehr als 4-fach höher im Plasma als in den Blutzellen vor. Erythrozyten waren zuvor schon als tiefes Kompartiment für Metformin beschrieben worden, für Sitagliptin waren dieses die ersten Daten die zeigten, dass der Arzneistoff ebenfalls eine relevante Verteilung in die Blutzellen zeigt. In Kooperation mit einer diabetologischen Schwerpunktpraxis wurde eine erste klinische Studie (Basisstudie) durchgeführt, die zum Ziel hatte, aus den DBS die Nierenfunktion abzuschätzen. In DBS von 70 Patienten wurden Metformin, und/oder Sitagliptin sowie Kreatinin quantifiziert. Mit Hilfe der von der Praxis übermittelten Serumkreatinin-konzentration konnte durch den Vergleich mit der Konzentration im Kapillarbut erstmalig ein Korrelationsfaktor bestimmt und verifiziert werden, um die Kapillarblut- in die Serumkonzentration des Kreatinins umzurechnen (F = cKapillarblut/cPlasma = 0,916 ± 0,088). So war es möglich, die Nierenfunktion über die Formel nach Cockcroft und Gault abzuschätzen. In der Basisstudie fiel auf, dass die Konzentration des Sitagliptins im Blut der Patienten signifikant mit steigendem Hämatokrit korrelierte (Pearson R = 0,396; p < 0,05). Die nähere Untersuchung dieser Beobachtung mittels in-vitro Verteilungsversuchen zeigte eine sehr stark inter-individuell schwankende Verteilung des Sitagliptins zwischen Plasma und den Blutzellen und eine vom Hämatokrit (Hct) linear abhängige Verteilung. In Blut mit einem höheren Hct fand sich mehr Arzneistoff in den Blutzellen als in Blut mit niedrigerem Hct, was die höheren Gesamtkonzentrationen an Sitagliptin im DBS erklärte. Dialyseversuche in-vitro bestätigten, dass die Eliminationszeit mit steigendem Hämatokrit des Blutes anstieg. Damit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Blutzellen ein tiefes Kompartiment für Sitagliptin darstellen. Eine zweite klinische Studie (Feldstudie) wurde in Kooperation mit 14 öffentlichen Apotheken mit dem Ziel, repräsentative Konzentrationen für die Kapillarblutspiegel der beiden Medikamente unter Alltagsbedingungen zu ermitteln, durchgeführt. In DBS von 84 Patienten wurden wiederum Metformin, Sitagliptin und Kreatinin quantifiziert. Aus den Daten der beiden Studienpopulationen (n = 134) wurde für Metformin eine mittlere Konzentration von 2,22 ± 1,16 µg/mL und für Sitagliptin von 432,20 ± 268,79 ng/mL bestimmt. Mittels populationspharmakokinetischer Methoden konnten für beide Arzneistoffe zum ersten Mal Eliminationshalbwertszeiten (t1/2) aus Kapillarblut für Patienten mit einer Kreatininclearance größer und kleiner als 60 mL/min bestimmt werden. Erwartungsgemäß waren die t1/2 bei besserer Nierenfunktion kürzer, sowohl für Metformin (11,9 h versus 18,5 h) als auch für Sitagliptin (8,4 h versus 13,0 h). Für Sitagliptin waren dies erstmalige klinische Belege für eine ansteigende Eliminationszeit mit sinkender Nierenfunktion. Die gewonnenen Daten boten zudem Gelegenheit, den literaturbekannten ungünstigen Effekt einer kombinierten Einnahme von Diuretika, NSAIDs, ACE-Inhibitoren und/oder Angiotensinrezeptorantagonisten („target drugs“) auf die Nierenfunktion („triple whammy“) zu betrachten. Tatsächlich korrelierten die Anzahl der eingenommenen „target drugs“ und auch die Dosis der Diuretika mit einer sinkenden Kreatininclearance der Patienten. Mit vorliegender Arbeit wurden zum einen neue Erkenntnisse über die Pharmakokinetik des Sitagliptins gewonnen, zum anderen wurde die Grundlage geschaffen, um aus einem DBS die Blutspiegel von Metformin und Sitagliptin im Zusammenhang mit der Nierenfunktion zu betrachten. In Zukunft könnte diese Methode für ein Therapeutisches Drug Monitoring der beiden Arzneistoffe eingesetzt werden um dieses für Patienten aufgrund der minimalinvasiven Blutabnahme wesentlich angenehmer zu gestalten. / Patients´ kidney function should frequently be monitored under therapy with the oral antidiabetics metformin and sitagliptin due to their renal elimination. The creatinine clearance or the glomerular filtration rate can be estimated using serum creatinine-based equations such as the Cockcroft-Gault equation. Aiming at simplifying drug monitoring a method was developed to quantify creatinine, metformin and sitagliptin in dried blood spots (DBS). For sample collection blotting paper showed the best results regarding handling and extraction efficiency. A single DBS was used to quantify creatinine and metformin with HPLC-UV and sitagliptin with LC-MS/MS. Both chromatographic methods were subjected to a full validation following the current FDA and EMA guidelines. The lower limits of quantification (LLOQ) were 0.2 µg/mL for metformin, 1.5 µg/mL for creatinine and 3 ng/mL for sitagliptin. Since reference intervals for drug concentrations are typically reported for plasma/serum, in-vitro experiments were performed to investigate the distribution of the drugs between plasma (cP) and blood cells (cBC). For metformin the mean ratio of plasma to blood cell concentration cP/cBC was 4.65 ± 0.73, for sitagliptin 5.58 ± 0.98. Thus, both drugs were present at more than four times higher concentrations in plasma compared to blood cells. The erythrocytes had been identified as deep compartment of metformin before, but for sitagliptin these were the first data showing a drug distributing into blood cells. In collaboration with a physician specialized in diabetology a first clinical study (basic study) was performed to estimate the kidney function using DBS. In blood spots of 70 patients metformin, creatinine and sitagliptin were quantified. For the first time a correlation factor (F = ccapillary blood/cplasma = 0.916 ± 0.088) was determined and verified to translate capillary blood concentrations of creatinine into plasma concentrations. Thereby, the Cockcroft-Gault equation could be used to estimate the kidney function. In capillary blood samples of patients participating in the basic study the concentration of sitagliptin statistically significantly correlated with increasing hematocrit values (Pearson R = 0.396; p < 0,05). In-vitro experiments revealed a strong inter-individual variability of sitagliptin distribution between blood cells and plasma and also a distribution depending on the hematocrit (hct). With a higher hematocrit a bigger amount of the drug resided within the cells compared to blood with a lower hematocrit. In in-vitro dialysis experiments an increasing elimination time from venous blood was demonstrated with rising hct. Based on these results blood cells were identified as deep compartment for sitagliptin. A second clinical study (field study) was performed in cooperation with 14 community pharmacies to determine representative capillary blood concentrations under real-life conditions. In DBS of 84 patients metformin and/or sitagliptin and creatinine were quantified. In the cohort of both studies (n = 134) mean concentrations of 2.22 ± 1.16 µg/mL for metformin and 432.20 ± 268.79 ng/mL for sitagliptin were detected. Population pharmacokinetic methods were applied to calculate elimination half-lives (t1/2) from capillary blood for patients with creatinine clearances higher and lower than 60 mL/min. As expected, t1/2 were shorter in patients with a better renal function, both for metformin (11.9 h vs. 18.5 h) and for sitagliptin (8.4 h vs. 13. 0 h). For the first time an increasing elimination time with decreasing renal function was demonstrated for sitagliptin. The collected data provided the opportunity to examine the influence of drugs with known unfavorable impact on kidney function. The effect of the combined therapy with diuretics, NSAIDs, ACE-inhibitors and angiotensin receptor antagonists (“target drugs”) on the renal function has been termed “triple whammy”. Indeed, in the present study both the number of the target drugs as well as the dose of the diuretics correlated with a decreasing creatinine clearance. With the herein presented work new insights into the pharmacokinetics of sitagliptin were gained. Additionally, a basis was created to use a single dried-blood-spot for appraisal of the blood levels of metformin and sitagliptin in relation to the kidney function. This method might facilitate an easier and more pleasant future therapeutic drug monitoring of the compounds due to minimal invasive blood collection.

Ulm, Univ., Diss., 2007.

Wie diese und auch weitere Studien gezeigt haben, ist die Prävalenz der PatientInnen mit einer LVEF zwischen 36-49% und einem begleitenden LSB nicht zu unterschätzen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zum einen, zu untersuchen, ob ein LSB einen signifikanten Einfluss auf die Mortalität und kardiovaskuläre Sterblichkeit bei sowohl HFmrEF- als auch HFrEF-PatientInnen hat und zum anderen, ob es einen Zusammenhang zwischen einem LSB und der Nierenfunktion gibt. Methoden: Unsere retrospektive Studie untersuchte 2152 PatientInnen mit echokardiographisch bestätigter HI, die sich zwischen 2009 und 2017 in der Universitätsklinik Würzburg vorstellten. Das mittleres Alter betrug 69 Jahre (±13 Jahre) und 72,5% der HFmrEF-Gruppe und 75,7% der HFrEF-Gruppe waren männlich. Jeder Patient erhielt ein durchschnittliches Follow-Up-von 25 Monaten (13-39 Monate). Zunächst wurden beide Gruppen direkt bezüglich des Vorhandenseins eines LSB miteinander verglichen. Die mit in die Studie aufgenommenen PatientInnen wurden anschließend in zwei größere Gruppen eingeteilt. Dabei konnten 1011 PatientInnen der HFmrEF-Gruppe zugeteilt werden, 125 PatientInnen mit und 886 ohne LSB. In der HFrEF-Gruppe befanden sich 1141 PatientInnen, 281 mit und 860 ohne LSB. Die HFrEF-Gruppe wurde zudem erneut hinsichtlich der Nierenfunktion aufgeteilt. Von den 1141 HFrEF-PatientInnen wurden 648 in die Gruppe mit erhaltener Nierenfunktion aufgeteilt und 493 HFrEF-PatientInnen in die Gruppe mit eingeschränkter Nierenfunktion. Ergebnisse: In der HFmrEF-Subgruppe zeigten sich keine relevanten Auswirkungen durch das Vorhandensein oder Fehlen eines LSB auf die Gesamtmortalität und die kardiovaskuläre Mortalität. Auch in der HFrEF-Gruppe hatte das Vorhandensein eines LSB keine signifikante Relevanz für die Gesamtmortalität (34,5% vs. 31,6%, p=0,165). Das Risiko an einem kardiovaskulären Ereignis zu versterben war allerdings für HFrEF-PatientInnen mit LSB deutlich höher als für PatientInnen ohne LSB (86,3% vs. 82,2%, p=0,041). Nach Adjustierung von Alter, Geschlecht, BMI, KHK sowie Schlaganfall war der Einfluss eines LSB nicht mehr signifikant. Es zeigte sich jedoch, dass HFrEF-PatientInnen mit LSB und normaler Nierenfunktion eine mehr als zweifach erhöhte kardiovaskuläre Sterblichkeit haben (8,2% vs. 16,2%, p=0,002). Nach dieser Feststellung wurde gesondert auf weitere Komorbiditäten als mögliche Einflussfaktoren eingegangen. Unabhängig von dem Vorhandensein eines LSB hatten PatientInnen mit eingeschränkter Nierenfunktion eine deutlich erhöhte Mortalität verglichen mit PatientInnen ohne Nierendysfunktion. Hingegen beeinflusste ein LSB bei HFrEF-PatientInnen mit erhaltener Nierenfunktion das Überleben deutlich. LSB-PatientInnen mit erhaltener Nierenfunktion verstarben häufiger an einem kardiovaskulären Ereignis als HFrEF-PatientInnen mit normaler Nierenfunktion ohne LSB (86,3% vs. 82,2%, p=0,041). Um diese Untersuchung weiter zu vertiefen, wurde die HFrEF-Gruppe anhand der EF erneut in drei Subgruppen eingeteilt. Hierbei konnte eindeutig festgestellt werden, dass PatientInnen mit LSB, erhaltener Nierenfunktion und einer BLEF ≤ 30% vor Adjustierung von Alter, Geschlecht, BMI, Schlaganfall und KHK signifikant häufiger kardiovaskulär verstarben als PatientInnen ohne LSB. Des Weiteren fiel besonders die Subgruppe mit einer BLEF zwischen 36 und 39% auf. Denn vor Adjustierung der kardiovaskulären Mortalität zeigte sich ein signifikant erhöhte Mortalitätsrate für PatientInnen mit LSB. Nach Adjustierung der Einflussfaktoren war der prozentuale Anteil immer noch erhöht, lediglich nicht mehr signifikant. Somit gibt diese Studie den Anreiz, weitere prospektive Studien mit einem größeren Stichprobenumfang durchzuführen, um diese Annahme zu bestätigen. Zudem sollte in weiteren Studien untersucht werden, ob speziell für HFrEF-PatientInnen mit LSB und einer EF zwischen 36 und 39% eine CRT einen positiven therapeutischen Effekt bringen könnte. / As these and other studies have shown, the prevalence of patients with an left ventricular ejection fraction (LVEF) between 36-49% and a concomitant left bundle branch block (LBBB) should not be underestimated. The aim of the present study was to investigate whether LBBB has a significant impact on mortality and cardiovascular mortality in both heart failure with midrange ejection fraction (HFmrEF) and heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF) patients and whether there is an association between LBBB and renal function. Methods: Our retrospective study examined 2152 patients with echocardiographically confirmed heart failure (HI) who presented to the University Hospital of Würzburg between 2009 and 2017. The mean age was 69 years (±13 years) and 72.5% of the HFmrEF group and 75.7% of the HFrEF group were male. Each patient received an average follow-up of 25 months (13-39 months). Initially, both groups were directly compared for the presence of LBBB. The patients included in the study were then divided into two larger groups. A total of 1011 patients were assigned to the HFmrEF group, 125 patients with and 886 without LBBB. There were 1141 patients in the HFrEF group, 281 with and 860 without LBBB. The HFrEF group was also divided again according to renal function. Of the 1141 HFrEF patients, 648 were divided into the group with preserved renal function and 493 HFrEF patients into the group with impaired renal function. Results: In the HFmrEF subgroup, there were no relevant effects of the presence or absence of LBBB on all-cause mortality and cardiovascular mortality. In the HFrEF group, the presence of an LBBB also had no significant relevance for all-cause mortality (34.5% vs. 31.6%, p=0.165). However, the risk of dying from a cardiovascular event was significantly higher for HFrEF patients with LBBB than for patients without LBBB (86.3% vs. 82.2%, p=0.041). After adjustment for age, gender, body mass index, coronary heart disease (CHD) and stroke, the influence of LBBB was no longer significant. However, it was found that HFrEF patients with LBBB and normal renal function had a more than two-fold increase in cardiovascular mortality (8.2% vs. 16.2%, p=0.002). After this finding, further comorbidities were separately discussed as possible influencing factors. Regardless of the presence of LBBB, patients with impaired renal function had a significantly higher mortality rate compared to patients without renal dysfunction. In contrast, an LBBB in HFrEF patients with preserved renal function had a significant impact on survival. LBBB patients with preserved renal function were more likely to die from a cardiovascular event than HFrEF patients with normal renal function without LBBB (86.3% vs. 82.2%, p=0.041). To further investigate this study, the HFrEF group was again divided into three subgroups based on ejection fraction. It was clearly established that patients with LBBB, preserved renal function and a BLEF ≤ 30% before adjustment for age, gender, BMI, stroke and CHD died significantly more frequently from cardiovascular causes than patients without LBBB. Furthermore, the subgroup with a baseline ejection fraction between 36 and 39% was particularly striking. Before adjustment for cardiovascular mortality, the mortality rate for patients with LBBB was significantly higher. After adjustment of the influencing factors, the percentage was still increased, but no longer significantly. This study therefore provides an incentive to conduct further prospective studies with a larger sample size in order to confirm this assumption. In addition, further studies should investigate whether cardiac resynchronization therapy (CRT) could have a positive therapeutic effect specifically for HFrEF patients with LBBB and an EF between 36 and 39%.

Introduction: Extracorporeal shock wave lithotripsy (ESWL) is the standard stone treatment. Increased excretion of tubular enzymes and hypercalciuria has been reported after ESWL. We investigated the importance of renally induced hypercalciuria after ESWL. Material and Methods: 30 calcium oxalate stoneformers (23 men, 7 women), mean age 53.3 (range 30–71) years, were evaluated prospectively. Plasma calcium and creatinine concentrations and 8-hour overnight urine were measured before ESWL and on the 1st and 2nd days after ESWL. To estimate the changes of tubular reabsorption, the calcium/creatinine clearance ratios were calculated. Results: Hypercalciuria (>5 mmol/24 h) was seen in 5/30 (16.7%) before, in 12/30 (40.0%) on day 1 and in 13/30 (43.3%) on day 2 after ESWL. The mean plasma levels of calcium were significantly decreased from 2.36 mmol/l before to 2.28 mmol/l on day 2 after ESWL (p< 0.01). The mean calcium/creatinine clearance ratio was significantly increased from 0.012 before to 0.019 after ESWL (p< 0.01). Before and on day 2 after ESWL, the calcium/creatinine clearance ratio was significantly correlated with the age of the patients (r = 0.33, p< 0.04). Conclusion: Our data show an age-related significantly increased urine calcium excretion after ESWL possibly due to decreased tubular calcium reabsorption. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Das metabolische Syndrom beschreibt einen Symptomkomplex, bei welchem ein erhöhtes Körpergewicht, erhöhter Blutdruck sowie Glukose- und Fettstoffwechselstörungen gemeinsam auftreten. Insbesondere Personen mit viszeraler Adipositas sind gefährdet, atherosklerotische Erkrankungen zu entwickeln. In den letzten Jahrzehnten wurde überzeugend dargestellt, dass das vermehrte Fettgewebe bei Adipositas verschiedene Proteinhormone, sogenannte Adipokine, ausschüttet, welche metabolische und vaskuläre Komplikationen bei pathologisch erhöhtem Körpergewicht direkt beeinflussen. Im Jahr 2000 wurde fasting-induced adipose factor/angiopoietin-like protein 4 (FIAF/Angptl4) als ein neuartiges Adipokin eingeführt, welches eine wichtige Rolle im Lipid- und Glukosestoffwechsel ausübt. In der vorliegenden Studie wurde erstmals der Zusammenhang zwischen FIAF/Angptl4-Serumspiegeln und der Nierenfunktion untersucht. Rekrutiert wurden insgesamt 120 Patienten, davon 62 Männer und 58 Frauen im Alter von 32 bis 85 Jahren. Verglichen wurden 60 dialysepflichtige Patienten (CD) mit 60 Kontrollpatienten mit einer glomerulären Filtrationsrate > 50 ml/min. Die mediane Serumkonzentration des Adipokins FIAF/Angptl4 war in der Gruppe der CD-Patienten um mehr als das 5-fache höher als in der Kontrollgruppe (48,3 μg/l versus 8,4 μg/l, p<0,001). In multivariaten Regressionsanalysen war Serum-Kreatinin ein unabhängiger positiver Prädiktor für FIAF/Angptl4 in Kontrollprobanden (p=0,006). In der CD-Patientengruppe war der CRP-Wert unabhängig und positiv assoziiert mit FIAF/Angptl4 (p=0,001). Diese Ergebnisse sind vereinbar mit der Hypothese, dass FIAF/Angptl4 renal eliminiert wird. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um eine Kausalität zwischen Niereninsuffizienz und Inflammation einerseits sowie erhöhten FIAF/Angptl4-Spiegeln andererseits nachzuweisen.:1. Bibliografische Beschreibung 2. Einführung in die Thematik 2.1 Das metabolische Syndrom als Wohlstandserkrankung 2.2 Adipokine als Verbindung zwischen Adipositas und metabolischem Syndrom 2.3 FIAF/Angptl4 als weiteres Adipokin mit potenzieller Rolle in der Pathogenese des metabolischen Syndroms 2.4 Untersuchungen im Rahmen der Dissertation 3. Publikation 4. Zusammenfassung 5. Literaturverzeichnis A. Abkürzungsverzeichnis B. Erklärung über die eigenständige Verfassung der Arbeit C. Darstellung des wissenschaftlichen Werdeganges D. Danksagung E. Nachweis über Anteile der Co-Autoren