The prevalence of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) quickly reached pandemic proportions, and knowledge about this virus and coronavirus disease 2019 (COVID-19) has expanded rapidly. This review focuses primarily on mechanisms that contribute to acute cardiac injury and dysfunction, which are common in patients with severe disease. The etiology of cardiac injury is multifactorial, and the extent is likely enhanced by pre-existing cardiovascular disease. Disruption of homeostatic mechanisms secondary to pulmonary pathology ranks high on the list, and there is growing evidence that direct infection of cardiac cells can occur. Angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) plays a central role in COVID-19 and is a necessary receptor for viral entry into human cells. ACE2 normally not only eliminates angiotensin II (Ang II) by converting it to Ang (1-7), but also elicits a beneficial response profile counteracting that of Ang II. Molecular analyses of single nuclei from human hearts have shown that ACE2 is most highly expressed by pericytes. Given the important roles that pericytes have in the microvasculature, infection of these cells could compromise myocardial supply to meet metabolic demand. Furthermore, ACE2 activity is crucial for opposing adverse effects of locally generated Ang II, so virus-mediated internalization of ACE2 could exacerbate pathology by this mechanism. While the role of cardiac pericytes in acute heart injury by SARS-CoV-2 requires investigation, expression of ACE2 by these cells has broader implications for cardiac pathophysiology.

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Congestive heart failure is commonly treated with a low sodium diet and diuretic. The purpose of this treatment is the reduction of preload, or blood volume presented to the diseased cardiac muscle. The purpose of this study was to assess the roles of dietary sodium and furosemide on cardiac function, plasma electrolyte concentrations, and the renin-angiotensin-aldosterone system, in healthy canines. Twenty mixed-breed canines were allotted to one of four groups, Group I - Dogs fed low sodium diet (0.08% sodium), Group II - Dogs fed high sodium diet (1.0% sodium), Group III - Dogs fed low sodium (0.08%) and treated with furosemide (2 mg/kg orally (PO) every twelve hours (BID)), and Group IV - Dogs fed high sodium (1.0%) and furosemide ( 2 mg/kg PO BID). Cardiac function was assessed via echocardiography on days 0, 21,and 53. Plasma electrolyte concentrations were measured on days 0, 21, and 35. Activation of the renin-angiotensin-aldosterone system was evaluated on days 0, 21, 35, and 53. Low and high sodium diet with and without furosemide treatment did not alter cardiac function, plasma sodium, or plasma potassium concentrations. However, furosemide treatment combined with a low sodium diet resulted in the lowest plasma chloride concentrations, on days 21 and 35 (p<0.05). Furthermore, furosemide treatment resulted in significant alterations in the renin-angiotensin-aldosterone system, on days 21, 35, and 53, (p < 0.0001). Furosemide treatment significantly increased renin activity and aldosterone concentration. The interaction between furosemide and the low sodium diet yielded a greater increase in plasma renin activity and plasma aldosterone concentrations than furosemide administration with the high sodium diet. These results suggest direct activation of the renin-angiotensin-aldosterone system by furosemide. Future research is warranted in congestive heart failure subjects, due to the adverse affects of decreased plasma chloride concentrations and activation of the renin-angiotensin-aldosterone system. / Master of Science

La stimulation du récepteur de la rénine/prorénine [(P) RR], un membre récemment découvert du système rénine-angiotensine (SRA), augmente l'activité du SRA et des voies de signalisation angiotensine II-indépendante. Pour étudier l'impact potentiel du (P)RR dans le développement de l`obésité, nous avons émis l'hypothèse que les souris déficientes en (P)RR uniquement dans le tissus adipeux (KO) auront une diminution du poids corporel en ciblant le métabolisme du tissu adipeux, l'activité locomoteur et/ou la prise alimentaire. Ainsi, des souris KO ont été générées en utilisant la technologie Cre/Lox. Le gain de poids et la prise alimentaire ont été évalués hebdomadairement dans les mâles et femelles KO et de type sauvage (WT) pendant 4 semaines alors qu’ils étaient maintenu sur une diète normal. De plus, un groupe de femelles a été placé pour 6 semaines sur une diète riche en gras et en glucides (HF/HC). La composition corporelle et l'activité ambulatoire ont été évaluées par l’EchoMRI et à l’aide de cages Physioscan, respectivement. Les tissus adipeux ont été prélevés et pesés. De plus, les gras péri-gonadaux ont été utilisés pour le microarray. Finalement, le niveaux d'expression d'ARNm du (P)RR ont été évalués. Comme le gène du (P)RR est situé sur le chromosome X, les mâles étaient des KOs complets et les femelles étaient des KOs partielles. Les souris KO avaient un poids corporel significativement plus petit par rapport à WT, les différences étant plus prononcées chez les mâles. De plus, les femelles KOs étaient résistantes à l'obésité lorsqu'elles ont été placées sur la diète HF/HC et donc elles avaient significativement moins de masse grasse par rapport aux WTs. L’analyse histologique des gras péri-gonadaux des KOs nous ont dévoilés qu’il avait une réduction du nombre d'adipocytes mais de plus grande taille. Bien qu'il n'y ait eu aucun changement dans la consommation alimentaire, une augmentation de près de 3 fois de l'activité ambulatoire a été détectée chez les mâles. De plus, nous avons observé que leurs tibias étaient de longueur réduite ce qui suggère fortement l'affection de leur développement. Les gras péri-gonadaux des souris KO avaient une expression réduite de l`ABLIM2 (Actin binding LIM protein family, member 2) qui est associé avec le diabète de type II chez l'humain. Ainsi, les données recueillies suggèrent fortement que le (P)RR est impliquée dans la régulation du poids corporelle. / Stimulation of the (pro)renin receptor [(P)RR], a recently discovered member of the renin-angiotensin system (RAS), increases the activity of the RAS and stimulates angiotensin II-independent signaling pathways. To investigate the possible impact of the (P)RR on obesity development, we hypothesized that mice deficient in the (P)RR specifically in their adipose tissue (KO) would have a decrease in body weight by targeting adipose tissue metabolism, locomotor activity and/or food intake. As such, KO mice were generated using the Cre/Lox technology. Weekly weight gain and food intake were assessed in both male and female KO and wild-type (WT) littermates for 4 weeks on a normal diet. A group of females were also placed for an additional 6 weeks on a high-fat/high-carbohydrate diet (HF/HC). Body composition and physical activity were evaluated using EchoMRI and Physioscan cages, respectively. Adipose tissues were collected and weighed at sacrifice. Moreover, perigonadal fat was used for Gene assay and histological analysis. (P)RR mRNA expression levels were evaluated using real-time PCR. Different circulating metabolites and proteinuria were measured by ELISA kits. As the (P)RR gene is located on the X chromosome, males were complete KOs and females were partial KOs. KO body weights were significantly lower compared to WTs, the differences being more pronounced in males. Female KOs were resistant to obesity development when placed on a HF/HC diet and as such, had significantly smaller fat mass as well as lower circulating leptin levels compared to WTs. All KO perigonadal fat had a reduced number of adipocytes but of bigger size. Although there were no changes in food intake, an almost 3-fold increase in activity was detected in males. Moreover, they presented with shorter tibial length which strongly suggests that they may have developmental issues. Gonadal fat of KO mice showed a reduced expression of ABLIM2 gene (Actin binding LIM protein family, member 2) which is associated with type II diabetes in humans. Conversely, no obvious changes in glycemia were detected while tendencies for lower proteinuria could be observed. The data collected thus strongly suggests that the (P)RR is implicated in body weight regulation.

L'obésité est une maladie associée à de nombreuses complications comme le diabète de type 2, l'hypertension et le cancer. De nos jours, les modifications au mode de vie, tels l’alimentation et le niveau d’activité physique, ne sont pas suffisants pour combattre les effets délétères de l'obésité. La pharmacothérapie est un traitement alternatif bien que les effets bénéfiques soient temporaires et ne peuvent être maintenus à long terme. Le besoin pour un traitement bénéfique à long terme sans effet secondaire n'est pas comblé. Mieux connu pour son rôle dans la régulation de la pression artérielle, le système rénine-angiotensine favorise l'entreposage du gras. Le récepteur à la prorénine et à la rénine est une composante du système rénine-angiotensine. Ainsi, le récepteur qui amplifie l'activation de celui-ci pourrait avoir un rôle clé dans le gain de masse grasse. Le but de ce projet de thèse est d'évaluer le rôle du récepteur à la prorénine et à la rénine dans le développement de l'obésité et de ses complications chez la souris et ce, en utilisant une combinaison de diète riche en gras et en hydrates de carbone et du handle region peptide, un bloqueur du récepteur à la prorénine à la rénine. Après une période de 10 semaines, nous avons constaté que l'expression et la protéine du récepteur à la prorénine et à la rénine augmentent spécifiquement dans le tissu adipeux sous-cutané et viscéral des souris obèses. Lorsqu'administré en concomitance avec une diète riche en gras et en hydrates de carbone, le handle region peptide favorise chez la souris des diminutions des gains des masses corporelles et adipeuses viscérales. Une diminution de l'expression de l'enzyme catalysant la dernière étape de la lipogenèse pourrait être responsable de la réduction de gras viscéral. Chez les mêmes animaux, l'expression de plusieurs adipokines est également diminuée dans le tissu adipeux suggérant une réduction de la résistance à l'insuline, de l'inflammation et de l'infiltration des macrophages localement dans le gras sous-cutané et viscéral. L'augmentation de l'expression d’un marqueur de l'adipogenèse dans le tissu adipeux sous-cutané pourrait suggérer un plus grand nombre d'adipocytes. Cela pourrait tamponner l'excès d'acides gras libres circulants puisque nous avons constaté une diminution de ce paramètre chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Nous avons émis l'hypothèse qu'un cycle futile pourrait être activé dans le gras sous-cutané car nous avons observé une augmentation de l'expression de plusieurs enzymes impliquées dans la lipogenèse et dans la lipolyse. Le ''brunissement'' du tissu adipeux est la présence de cellules similaires aux adipocytes bruns dans le tissu adipeux qui sont caractérisés par une grande densité mitochondriale et la thermogenèse. L'augmentation de l'expression des marqueurs de ''brunissement'' et de biogenèse de mitochondrie dans le gras sous-cutané suggère que le ''brunissement'' pourrait également être activé dans ce dépôt de gras. La sensibilité à l'insuline chez ces animaux pourrait être améliorée telle que suggérée en circulation par la diminution de l'insuline, par le glucose qui change peu, par l'augmentation du ratio glucose sur insuline ainsi que par un changement potentiel dans la corrélation entre le poids corporel de la souris et les niveaux d’adiponectine circulante. Nos travaux suggèrent que le handle region peptide pourrait augmenter la capacité du tissu adipeux sous-cutané à métaboliser les lipides circulants avec l'activation potentielle d'un cycle futile et le ''brunissement''. Cela préviendrait le dépôt ectopique de lipides vers les compartiments viscéraux comme le suggère la réduction de masse adipeuse viscérale chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Utilisant un modèle de souris, cette étude démontre le potentiel pharmacologique du handle region peptide comme un nouveau traitement pour prévenir l'obésité. / Obesity is a disease associated with multiple complications such as type 2 diabetes, hypertension and cancer. Nowadays, lifestyle modifications, such as eating habits and physical activity, are simply not enough to counter the deleterious effects of obesity. Pharmacotherapy is used as an alternative treatment although beneficial effects are temporary and cannot be maintained in the long run. The current medical need for a treatment with long term beneficial outcomes devoid of side effects is unmet. Best known for its role in blood pressure regulation, the renin-angiotensin system has recently been attributed a role in favouring fat storage. The prorenin and renin receptor is a component of renin-angiotensin system that amplifies its activation. Thus, the prorenin and renin receptor might play a key role in gaining fat mass. The aim of this thesis is to investigate the role of the prorenin and renin receptor in the development of obesity and its complications in mice using a combination of high-fat and high carbohydrate diet and the handle region peptide, a blocker of the prorenin and renin receptor. After a period of 10 weeks, we have found that the prorenin and renin receptor is increased specifically in subcutaneous and visceral adipose tissue of obese mice. When administered simultaneously with a high-fat and high-carbohydrate diet, the handle region peptide reduced body weight gain in mice with similar decrease in visceral fat mass. Decreased expression of the enzyme catalyzing the last step of lipogenesis could be responsible for the reduction in visceral fat mass. In the same animals, the expressions of several adipokines were also decreased in adipose tissue suggesting reduced insulin resistance, inflammation and macrophage infiltration locally in subcutaneous and visceral fat. Increased expression of a marker of adipogenesis in subcutaneous adipose tissue could suggest higher adipocyte number. This would buffer excess circulating free fatty acid since we have noticed a reduction in the latter in mice on a high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. We hypothesized that a futile cycle could be activated in subcutaneous fat because we have observed increased expression of several enzymes implicated in lipogenesis and lipolysis. « Beiging » is defined as the presence of brown-like adipocytes in adipose tissue which is characterized by high mitochondrial density and thermogenesis. Increased expression of markers for « beiging » and mitochondrial biogenesis in subcutaneous fat suggests that « beiging » could also be activated in this fat pad. Insulin sensitivity in these animals could be improved as suggested in the circulation by decreased insulin, similar glucose, increased glucose on insulin ratio as well as a possible change in the correlation between mouse body weight and circulating adiponectin levels. Our work suggests that the handle region peptide could increase the capacity of subcutaneous adipose tissue to metabolize circulating lipids with a potential activation of a futile cycle and « beiging ». This would prevent ectopic deposition of fat in visceral compartments as suggested by the reduction in visceral fat mass in mice on high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. Using a mice model, this study demonstrates the pharmacological potential of the handle region peptide as a novel treatment to prevent obesity.

Der (Pro)Renin Rezeptor (PRR) ist ein hoch konservierter Transmembranrezeptor, der ursprünglich beschrieben wurde Renin und Prorenin zu binden. Durch Bindung an Renin und Prorenin beeinflusst der PRR das Renin-Angiotensin-Systems und induziert eine MAP-Kinase-Signaltransduktion. Teile des PRR sind assoziiert mit der vakuolären H+-ATPase (vATPase), welche wichtig für die Azidifizierung zellulärer Organellen ist. Kürzlich wurde eine neue Funktion des PRR für den WNT/β-catenin Signalweg beschrieben. Hier dient der PRR als Verbindungsglied zwischen den WNT Rezeptoren und der vATPase. Die Mechanismen der Funktionen des PRR sind noch nicht verstanden, aber es wird angenommen, dass der PRR in die Regulation verschiedenster zellulärer Mechanismen involviert ist. Es gibt bis jetzt keine biochemische und strukturelle Charakterisierung des PRR. In der vorliegenden Arbeit wurden strukturelle Studien mit verschiedenen Konstrukten des extrazellulären Teils des PRR durchgeführt. Alle PRR Konstrukte (hsPRR (170-303), hsPRR (101-257) und hsPRR (166-257)) zeigten eine alpha-helikale Faltung und konnten nicht an Renin oder Prorenin binden. Der hsPRR (101-257) liegt in einem Konzentrations- und pH-abhängigen Monomer-/Oligomerequilibrium vor, während der hsPRR (166-257) als Monomer/Dimerequilibrium vorkommt. Diese Daten bilden die Grundlage für weitere strukturelle und funktionelle Untersuchungen. Konditionelle KO Mäuse sind eine exzellente Methode, um die physiologische Rolle des PRR in vivo zu untersuchen. Eines der wichtigsten Proteine des Wnt/β-catenin Signaltransduktionsweges, β-catenin, ist fundamental für die T-Zell Entwicklung. Aus diesem Grund wurde untersucht, ob die Deletion des PRR in T-Zellen ebenfalls zu einem Verlust von T-Zellen und zu einer Entwicklungsstörung führt. Die Ergebnisse zeigen, dass der PRR wichtig für eine vollständige T-Zellentwicklung ist und unterstützen die Hypothese, dass der PRR eine Rolle für Wnt/β-catenin Singaltransduktion in T-Zellen spielt. / The (pro)renin receptor (PRR) is an evolutionary conserved transmembrane receptor that was first discovered to bind renin and prorenin. Upon binding, PRR was shown to influence the activity of the renin-angiotensin-system (RAS) and to induce MAP kinase signalling. It was previously shown that a truncated, transmembrane part of PRR was associated to vacuolar H+-ATPase (vATPase), a proton pump which is important for acidification. Recently, a new function of PRR in the WNT/β-catenin signalling pathway was described. Here, the PRR was shown to be an adaptor between WNT receptors and the vATPase. The precise mechanisms by which PRR functions, are still elucidative but the PRR is supposed to regulate various cellular processes. Currently, no biochemical characterization or structural analysis is available for PRR. In order to gain understanding of the function of the PRR, structural studies were performed with several truncated proteins of the extracellular part of the PRR. All PRR proteins (hsPRR170-303, hsPRR 101-257 or hsPRR 166-257) showed an overall alpha helical folding and did not bind renin or prorenin. The oligomeric assembly of the proteins was investigated. The hsPRR (101-257) was shown to be in a concentration and pH dependent monomer/oligomer equilibrium, whereas hsPRR (166-257) is only present in a monomer/dimer equililibrium. These data are the basics for further structural and functional studies. Additionally, conditional KO animals are an excellent tool to investigate the physiological role of the PRR in vivo. As the major mediator of the Wnt/β-catenin signaling pathway, β-catenin, is crucial for T cell maturation, a conditionel deletion of PRR in T cells was analyzed. PRR deletion resulted in a loss of mature T cells. Moreover, a defect in T cell maturation in the thymus was determined. Our data showed that PRR is critical for proper T cell development and support the hypothesis that PRR contributes to Wnt/β-catenin signaling in T cells.

Wie sich in den letzten Jahren gezeigt hat, ist Fettgewebe nicht nur ein inerter Fettspeicher, sondern produziert auch eine Vielzahl endokrin wirksamer Substanzen, die unter anderem auch an der Blutdruckregulation beteiligt sind. Da Adipositas ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung der Hypertonie ist, sollte im Rahmen dieser Dissertation ein System zur quantitativen Untersuchung der Genexpression in Primärkulturen humaner Adipocyten entwickelt werden und dessen Funktionalität am Beispiel der hormonellen Regulation der Gene des Renin-Angiotensin-Systems demonstriert werden. Dies beinhaltete die Etablierung der Adipocytenisolierung und -kultivierung, eines Stimulationsassays, die Entwicklung einer der besonderen Größe und dem hohen Fettgehalt der Zellen angepaßten Zellzahl- und Vitalitätsbestimmungsmethode, die Untersuchung vier verschiedener RNA-Extraktionsmethoden auf ihre Eignung für Adipocyten und die Etablierung eines besonders sensitiven RT-PCR Systems zur Untersuchung der Genexpression mittels einer fluoreszenzmarkierten Sonde. Exemplarisch konnte anhand der Renin-Angiotensin-System-Gene die Funktionalität der Methoden demonstriert werden, indem nicht nur die Genexpression aller Komponenten des Renin-Angiotensin-Systems in humanen Adipocyten nachgewiesen wurden, sondern auch gezeigt werden konnte, dass Hydrocortison sowohl die Genexpression als auch die Dichte des Angiotensin II Typ 1-Rezeptors in der Adipocytenmembran stimuliert. Dieser Aspekt könnte möglicherweise nicht nur bei der besonderen Adipositasform des Cushing-Syndroms, sondern auch für die Entstehung der zentralen Adipositas von Bedeutung sein. / Adipose tissue has functions above-and-beyond storing fat. It also produces a variety of different endocrine substances, some of which influence blood pressure regulation. Obesity is a well known risk factor for the development of hypertension Thus, the genes regulating expression of vasoactive molecules in adipose tissue, possibly contributing to an increase in blood pressure are of great interest. The aim of this work was to develope a system for quantitative gene expression analysis in primary cultured human adipocytes and to demonstrate its utility for studying the hormonal regulation of genes encoding the renin-angiotensin-system. We established procedures for the isolation and culture of human adipocytes, as well as a stimulatory assay. We also developed methods for the determination of cell number and vitality. Above this, four RNA extraction protocols were evaluated regarding their suitability for adipocytes, and a very sensitive RT-PCR system for gene expression analysis using fluorescent labeled probes was established. As an example for the functionality of these methods we showed that all genes of the renin-angiotensin-system are expressed in human adipocytes. We also demonstrated that hydrocortisone stimulates the gene expression as well as the density of the angiotensin II receptor type 1 on cultured human adipocytes. This finding may be of interest for the development of the obesity phenotype found in cushing syndrome, but could also contribute to the development of central obesity.

Vor zehn Jahren wurde der (Pro)Renin-Rezeptor [(P)RR] entdeckt und als neuer Bestandteil des Renin-Angiotensin-Systems beschrieben. Neuere Studien ergaben, dass der (P)RR mit der vakuolären H+-ATPase (V-ATPase) assoziiert sein kann, weshalb er auch V-ATPase associated protein 2 (ATP6ap2) genannt wird. In Osteoklasten befinden sich V-ATPase hauptsächlich an der zur Knochenoberfläche gerichteten Plasmamembran und transportieren Protonen in den extrazellulären Raum. Mäuse mit genetischer Deletion verschiedener V-ATPase-Untereinheiten charakterisiert durch einen Anstieg von Knochenmasse (Osteopetrose). In der vorliegenden Arbeit fanden wir heraus, dass (P)RR stark in reifen Osteoklasten in vitro und in vivo exprimiert wird. Mäuse mit genetischer Deletion des (P)RR in Osteoklasten wurden durch einen komplexen Knochen-Phänotyp mit reduzierter Knochendichte charakterisiert. (P)RR-defiziten Osteoklasten wiesen vermehrte Differenzierung und/oder Aktivität in vitro und in vivo auf. Wir postulieren deshalb, dass der (P)RR die in der Plasmamembran lokalisierten V-ATPase nicht direkt reguliert, sondern mit der physiologischen Aktivität der Osteoklasten durch andere Mechanismen interferiert. Macrophagen sind speziell auf die Immunabwehr ausgerichtete Fresszellen (Phagozyten). Phagozytose ist ein wesentlicher Zellprozess der die V-ATPase in Lysosomen braucht um die eingeschlossenen Pathogen zu zerstören. Wir generierten transgene Ratten mit konditionellen knockdown von (P)RR unter Nutzung eines Doxyzyclin-induzierten shRNA-Expressionssystems. Eine effiziente (P)RR-Depletion in Makrophagen wurde durch Behandlung mit Doxyzyclin in vivo im Trinkwasser und in vitro im Kulturmedium erreicht. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Verschiebung des vesikulären pHs erst ziemlich spät nach (P)RR-Depletion auftritt. Wir fanden heraus, dass (P)RR-Depletion weder Phagozytose noch Endozytose beeinträchtigte, sondern für das Recycling des Transferrin-Rezeptors zur Plasmamembran wichtig ist. / A decade ago, the (pro)renin receptor [(P)RR] was discovered and depicted as a new component of the renin-angiotensin system. However, recent studies have put in evidence that the (P)RR associate with and regulate the vacuolar H+-ATPase (V-ATPase), hence its other name vacuolar H+-ATPase associated protein 2 (ATP6ap2). In osteoclasts, V-ATPases are mainly located at the plasma membrane facing the bone surface and extrude protons into the extracellular space. Mice with genetic deletion of various V-ATPase subunits are characterized by an increase of bone mass (osteopetrosis). In this work, we found that the (P)RR is highly expressed in mature osteoclasts in vitro and in vivo. Mice with genetic deletion of the (P)RR in osteoclasts developed a complex bone phenotype characterized by a reduced bone density. Osteoclasts lacking (P)RR displayed increased differentiation and/or activity in vitro and in vivo. We therefore suggest that the (P)RR does not directly regulate V-ATPases located at the plasma membrane but rather interferes with osteoclast physiology through other mechanisms. Macrophages are professionalized phagocytes crucial for immune response. Phagocytosis is an essential cellular process, which requires lysosomal V-ATPases for degradation of engulfed pathogens. We generated transgenic rats with a conditional depletion of the (P)RR with the use of a doxycycline-induced shRNA expression system. Efficient (P)RR depletion in macrophages was accomplished by doxycycline treatment in vivo in drinking water and in vitro in culture medium. In this work, we found that the impairment of vesicular pH occurs lately after (P)RR deletion. Also, we found that (P)RR deletion did not impair neither phagocytosis nor endocytosis but rather perturbed the recycling of the transferrin receptor to the plasma membrane.

Diese kumulative Habilitation untersucht die Rolle des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS) bei chronischen und akuten Regelvorgänge im Salz-Wasser-Haushalt an wachen Hunden. Nach einer Einführung in die Methodik der Langzeitstudien werden zunächst die zirkardianen und ultradianen Veränderungen der Natriumausscheidung beschrieben, die wir bei den Hunden beobachten konnten. Es scheint, als sei das Natriumausscheidungsmuster bei Hunden das Resultat endogener Rhythmizität und exogen, reaktiver Prozesse. Beide Komponenten scheinen zur Aufrechterhaltung der Natriumhomöostase beizutragen. Bei der Infusion natriumretinierender Hormone wie Aldosteron und Angiotensin II verschob sich ein größerer Anteil der täglichen Natrium- und Wasserausscheidung in die Abend- und Nachtstunden. Wir haben dieses Phänomen als "Nachtverschiebung" bezeichnet. In Bilanzstudien über vier Tage wurde dann der Frage nachgegangen, ob das Ganz-Körper-(GK)-Natrium eine kontrollierte Variable ist. Wir konnten zeigen, dass zwei Faktoren bei der Kontrolle des GK-Natriums eine wesentliche Rolle spielen, die Aktivität des RAAS und der renale Perfusionsdruck. Ist nur eine dieser Komponenten gestört, kann sie durch die andere - was das Einstellen eines 24-Stunden Bilanzgleichgewichtes angeht - ausgeglichen werden, allerdings nur unter Inkaufnahme eines veränderten GK-Natriumbestands. Ebenfalls über vier Tage wurde die Bedeutung des NO (Stickoxid) für die langfristige Regelung des Natriumbestandes untersucht. Dabei wurde gefunden, dass die Plasma-Renin-Aktivität (PRA) während NO-Synthase-Inhibition durchweg niedriger als bei intaktem NO-System war. Der Aldosteron / PRA Quotient war unter NOS-Inhibition deutlich größer als in den jeweiligen Protokollen ohne NOS-Inhibition. In Kurzzeitstudien (3-4 Stunden) wurden wache Hunde während akuter Hypoxie, die akut mit einer Verminderung des Natrium- und Wasserbestandes einhergehen kann ("Höhendiurese"), sowie während kontrollierter maschineller Beatmung mit hohen positiv-end-exspiratorischen (PEEP) Drucken, die zur Natrium- und Wasserretention führen kann, untersucht. Unter Hypoxie zeigte sich, dass das in niedrigen Plasma-Konzentrationen als Adenosin-1-Rezeptorantagonist wirkende Theophyllin den Abfall der PRA und des Angiotensin II unter Hypoxie verhindern kann. Auf der anderen Seite fiel die Plasma-Aldosteron-Konzentration während Hypoxie unabhängig davon, ob Theophyllin infundiert wurde, wahrscheinlich wegen einer verminderten Aktivität der 18-Hydroxylase während Hypoxie. Die Untersuchungen unter PEEP-Beatmung ergaben u.a., dass bei bilateral denervierten, wachen Hunden, deren Natriumzufuhr normal ist, den Nierennerven keine wesentliche Rolle für die zu beobachtende Wasser- und Natriumretention während maschineller Beatmung zukommt. / This cumulative thesis investigates on conscious dogs the role of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) during chronic and acute challenges of salt and water homeostasis. After introducing the methods of long term studies in dogs, circadian and ultradian oscillations of sodium excretion are being described. We demonstrated, that the sodium excretion pattern in dogs is the result of endogenous rhythms and exogenous reactive processes. Both components seem to contribute to sodium homeostasis. When infusing sodium retaining hormones, such as aldosterone and angiotensin II, a greater share of the daily sodium and water excretion was shifted towards the evening and the night. This phenomenon was termed "night shift". In balance studies over four days it was investigated whether the total body sodium is a controlled variable. Two factors were identified to play a pivotal role in controlling total body sodium: the activity of the RAAS and renal perfusion pressure. If only one of these components is disturbed, the respective other component is able to equilibrate the 24 h sodium balance, but only on a different level of total body sodium. Also over a period of four days the significance of NO (nitric oxide) for the long-term regulation of sodium balance was investigated. Among others, it was found that compared to an intact NO system, the plasma-renin activity (PRA) was always lower during NO synthase (NOS) inhibition, and the aldosterone / PRA ratio was greater during NOS inhibition. In short-term studies (lasting 3-4 hours) awake dogs were studied during hypoxia - which is usually combined with a reduced total body sodium and water ("high altitude diuresis") - as well as during controlled mechanical ventilation with positive-end-expiratory pressure (PEEP) - which often leads to sodium and water retention. It was demonstrated that the decline in PRA and angiotensin II during hypoxia - which is a typical finding in conscious dogs - can be prevented by theophyllin, which acts as an adenosin-1-receptor antagonist in lower concentrations. On the other hand, plasma aldosterone concentration declined during hypoxia independent of whether theophyllin was infused or not, probably due to a reduced 18-hydroxylase activity during hypoxia. The PEEP studies demonstrated among others, that in bilaterally denervated conscious dogs - whose sodium intake was normal - the renal nerves play no substantial role for the water and sodium retention observed during PEEP ventilation.