Experimentelle Untersuchungen über die Bedeutung des Renin-Angiotensin-Systems in der Netzhaut - Eine Übersicht

Zusammenfassung

Hintergrund Das Renin-Angiotensin-System (RAS) ist ein endokriner Regelkreis, der primär das Volumen des Extrazellulärraumes reguliert. Von verschiedenen Autoren wird darüberhinaus auch eine Beteiligung an spezifischen zentralnervösen Funktionen diskutiert, u.a. bei der Signalverarbeitung auf neuroretinaler Ebene. Eigene, einander ergänzende, experimentelle Untersuchungen, welche auf die Existenz eines lokalen RAS am Auge hinweisen, werden in Form einer Übersicht ausführlich beschrieben und mit Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen in Beziehung gesetzt. Biochemische Grundlagen und methodische Aspekte der durchgeführten Experimente werden hierbei näher erläutert.

Methode Mit fluorimetrischen Messungen wurden Enzymaktivitäten des RAS biochemisch in den verschiedenen okulären Geweben bestimmt. Elektroretinographische in-vitro- und in-vivo-Messungen unter variierenden Aktivitätszuständen des RAS lieferten neurophysiologische Ergebnisse. Ein entsprechendes morphologisches Korrelat zu den funktionsdiagnostischen Messungen ließ sich anhand immunhistochemischer Untersuchungen zeigen.

Ergebnisse Fluorimetrisch wurden die höchsten Angiotensin-Converting-Enzyme-(ACE)-Konzentrationen in der Neuroretina gefunden. Variierte Angiotensinaktivitäten führten zu reversiblen Änderungen elektroretinographischer Parameter, ohne die okuläre Plasmadurchflußrate zu beeinflussen. In-vitro- und in-vivo-Untersuchungen lieferten übereinstimmende Ergebnisse. Immunhistochemisch ließen sich spezifische Zellen in der Neuroretina markieren, die möglicherweise auch in der Lage sind, wesentliche Bestandteile des RAS zu synthetisieren und zu speichern.

Schlußfolgerungen Die vorliegenden Untersuchungen deuten auf die Existenz eines okulären Renin-Angiotensin-Systems, das möglicherweise unabhängig vom peripheren, im Dienste der Vasomotorik stehenden RAS auch auf neuronaler Netzhautebene spezifische, neuromodulatorische Funktionen erfüllt. Vereinzelte Berichte über okuläre Nebenwirkungen der weit verbreiteten Gruppe blutdrucksenkender Medikamente, den ACE-Inhibitoren, sollten daher auch unter diesen Gesichtspunken augenärztlicherseits Berücksichtigung finden.

Summary

Background Many peptides now identified in the brain were previously thought of as exclusively peripheral hormones. Among those, the renin-angiotensin system (RAS) is not only found to be of great importance in peripheral vasomotor and electrolyte homeostasis but also acts as neurotransmitter or modulator in the central nervous system. Here we review a number of experiments performed by us pointing to a modulation effect of the RAS unrelated to its vasoactive mechanisms. The biochemical basis as well as the different methods employed will be described in detail.

Methods RAS enzyme activity within the different ocular structures were determined by means of fluorimetric measurements. Possible neurophysiological effects of the RAS on retinal function were established through electroretino-graphic in-vitro and in-vivo recordings. Immunocytochemical staining was employed to morphologically identify possible sites involved.

Results The performed fluorimetric measurements revealed highest Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) activity within the neuroretina. Electroretinographic experiments have shown that variation in angiotensin-Il activity is followed by reversible, dose-dependent effects on inner retinal signals. Clear evidence was found by immunohistochemistry that there is a descrete subpopulation of angiotensin-positive cells in the inner retina.

Conclusions These findings demonstrate that the Renin-Angiotensin-System has neuronal sources and is physiologically active in the mammalian retina not purely related to vasoactive mechanisms. The RAS effector hormone angiotensin-II might therefore be a putative neurotransmitter in a subpopulation of retinal neurons. Reported side-effects of vasoactive substances, such as ACE-inhibitors on the visual function might be explained hereby.

Schlüsselwörter

Retina - Neurotransmitter - Angiotensin-Renin-System - Elektroretinogramm - Immunhistochemie

Key words

Retina - neurotransmitter - angiotensin renin system - electroretinogram - immunhistochemistry