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4.  Ergebnisse

4.1. Ergebnisse der Ausgangswerte

Tabelle 1 : Ausgangswerte für die Relativwertberechnung

 

f=0

f=0,005 Hz

f =0,01Hz

f =0,02Hz

LFC [AU]

240 +/- 21,8

239,7 +/- 18,9

259,3 +/- 14,4

241,7 +/- 18,6

LFM [AU]

137,2+/- 19,7

155,9 +/- 24,9

145,7 +/- 17,7

110,1 +/- 16,2

RBF [ml/min]

4,4 +/- 0,4

4,2 +/- 0,6

5,1 +/- 0,4

4,2 +/- 0,4

RPP [mmHg]

98,8 +/- 3,4

103,1 +/- 3,6

104,1 +/- 2,7

104,6 +/- 3,5

Es lassen sich trotz unterschiedlicher Frequenz keine größeren Unterschiede zwischen den einzelnen Messwerten vor den Versuchen erkennen. Die gemessenen Werte der Rinde (LFC) sind durchgehend signifikant höher als die Messungen im äußeren Nieren­mark (LFM).


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4.2.  Ergebniskurven der absoluten Mittelwerte

Abb. 10: Auf der x-Achse ist der mittlere RPP dargestellt, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist der jeweilige aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als Mittelwert (mean ± SEM, n=25) dargestellt (schwarz) mit einer Skalierung an der rechten Diagrammseite. Die absoluten Mittelwerte (mean ± SEM, n=25) der Blutflussmesswerte bei einer Versuchs­frequenz f=0,01 Hz sind mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farblich hervorgehoben: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nieren­oberfläche, die des äußeren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nieren­gesamt­flusses (rot / unten) wurden durch Ultraschallflussmessung der Nierenarterie ge­won­nen.

Mit zunehmender Reduktion des mittleren RPP ist zu erkennen, dass ab einem bestimmten Wert an allen drei Messorten (LFC, LFM und RBF) eine Blutfluss­schwingung zu verzeichnen ist, die in gleicher Phase zur eingegebenen Oszillation des aktuellen RPP schwingt. Der Druckwert des mittleren RPP für den Beginn der Syn­chronisation scheint jedoch bei den drei verschiedenen Messungen unterschiedlich zu sein. Diese Schwingung bleibt bis zu den tiefsten Werten des RPP erhalten. Deutlich zeigen sich unterschiedliche Amplituden der Blutflussantwortschwingungen. Allgemein sieht man eine Erhöhung der Amplitude im Verlauf des absteigenden Teils. Beim RBF geht die Amplitude in den untersten Druckwerten wieder leicht zurück.

Ein ähnliches Bild zeigt sich bei zunehmender Erhöhung des mittleren RPP. Bei niedrigem mittlerem RPP ist eine synchrone Schwingung zur Eingangsschwingung zu erkennen, die bei höheren Druckwerten ausbleibt. Der Umschlagpunkt ist nicht exakt zu erkennen, scheint aber bei ansteigendem und abfallendem Druck unterschiedlich zu sein. Die Amplituden der Antwortschwingung nehmen mit steigenden Druck­werten ab.

Die Frequenz f=0,01 Hz steht beispielhaft für die Ergebnisse der Schwingungen mit f=0,005 Hz sowie f=0,02, bei denen die absoluten Mittelwerte ähnliche Ergebnisse zeigten.


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4.3.  Ergebniskurven der relativen Mittelwerte

Abb. 11: Dargestellt ist auf der x-Achse der mittlere RPP, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist in jedem Diagramm der jeweis aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als relativer Mittelwert (mean ± SEM, n= 25) schwarz und mit einer Skalierung an der rechten Diagramm­seite dargestellt. Auch hier sind dazu die relativen Mittelwerte (mean ± SEM, n=25) der aktuellen Messungen bei einer Versuchsfrequenz f=0,01 Hz mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farbig markiert: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nierenoberfläche, die des äußeren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nierengesamtflusses (rot / unten) wurden durch Ultra­schall­flowmessung der Nierenarterie gewonnen.

Mit zunehmender Reduktion des mittleren RPP ist ebenso wie bei den Mittelwerten der absoluten Messwerte (Abb.10) zu erkennen, dass ab einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP die relativen Blutflüsse in eine synchrone Schwingung mit dem sinus­schwingungs­artigen aktuellen RPP übergeht. Der Umschlagpunkt ist auch hier bei unter­schiedlichen Druckwerten zu vermuten. Auch eine Vergrößerung der Amplituden mit fallendem Mitteldruck ist wiederum erkennbar. Bei zunehmender Erhöhung des mittleren RPP sind ebenfalls die gleichen Auffälligkeiten wie bei den absoluten Mittel­werten zu erkennen.


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4.4.  Ergebnisse nach Berechnung der relativen Leitwerte

Abb. 12: Auf der x-Achse ist der mittlere RPP dargestellt, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist der jeweilige aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als relativer Mittelwert (mean ± SEM, n=25) dargestellt (schwarz) mit einer Skalierung an der rechten Diagrammseite. Die Mittel­werte (mean ± SEM, n=25) der relativen Leitwerte der Versuche ohne Schwingungsüberlagerung sind mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farblich hervorgehoben: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nieren­oberfläche, die des äußeren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nierengesamtflusses (rot / unten) wurden durch Ultra­schall­flussmessung der Nierenarterie gewonnen.

Die Versuche ohne Schwingungsüberlagerung zeigen in der Rinde, dem Mark sowie im gesamten Nierenfluss bei langsamer rampenförmiger Absenkung des mittleren RPP zunächst einen annähernd gleichbleibenden Blutflusswert des relativen Leitwertes, beim LFC sogar mit ansteigender Tendenz, bevor die Messwerte in stärkerem Maße als der RPP abfallen. Bei rampenförmigem Wiederanstieg des mittleren RPP steigen die Mittelwerte zunächst stark an, erreichen ein Maximum und fallen dann wieder leicht ab, um sich am Ende des Versuches einem Druckwert unterhalb des RPP-Wertes anzu­gleichen. Dieser RPP-Wert ist jeweils geringer als der Ausgangswert des Versuches.


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Abb. 13: Dargestellt ist auf der x-Achse der mittlere RPP, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist in jedem Diagramm der jeweis aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als relativer Mittel­wert (mean ± SEM, n= 25) schwarz und mit einer Skalierung an der rechten Diagramm­seite dargestellt. Auch hier sind dazu die Mittelwerte (mean ± SEM, n= 25) der relativen Leitwerte der Versuche mit einer Versuchsfrequenz f=0,005 Hz (A=20 mmHg) mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farbig markiert: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nierenoberfläche, die des äusseren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nieren­gesamt­flusses (rot / unten) wurden durch Ultraschallflowmessung der Nierenarterie ge­wonnen.

Bei einer Überlagerung mit der Frequenz f=0,005 Hz reagieren die Leitwertkurven anfänglich mit einer Schwingung, die zur der aufgezwungenen Sinusschwingungen des RPP einen Phasenwinkel φ~180° hat. Ab einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP, der bei allen drei Messorten unterschiedlich zu sein scheint, geht die gegensätzliche Schwingung in eine gleichartige Schwingung ( φ ~ 0°) über, die bis zum Ende der langsamen rampenförmigen Absenkung des mittleren RPP erhalten bleibt. Die Amplitude der Antwortschwingung vergrößert sich sowohl für die Leitwerte des RBF, als auch für die Leitwerte der lokalen Blutflüsse bei sinkenden mittleren RPP Druck­­werten. Beim rampenförmigen Wiederanstieg des mittleren RPP zeigt sich jeweils eine etwa spiegelbildliche Darstellung zu den abfallenden Flanken. Zu Beginn wurde eine gleichartige Schwingung (φ~0°)mit großer Amplitude gemessen, die im Verlauf des Versuches kleiner wurde. Ab einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP ist ein Wechsel vom Phasenwinkel φ ~ 0° zu einem Phasenwinkel φ ~ 180° erkennbar. Die erreichten relativen Mittelwerte der Leitwerte am Ende des Wiederanstiegs liegen alle unterhalb der Ausgangswerte zu Beginn der Versuche.


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Abb. 14: Dargestellt ist auf der x-Achse der mittlere RPP, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist in jedem Diagramm der jeweis aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als relativer Mittel­wert (mean ± SEM, n= 25) schwarz und mit einer Skalierung an der rechten Diagramm­seite dargestellt. Auch hier sind dazu die Mittelwerte (mean ± SEM, n= 25) der relativen Leitwerte der Versuche mit einer Versuchsfrequenz f=0,01 Hz (A=20 mmHg) mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farbig markiert: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nierenoberfläche, die des äusseren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nieren­gesamt­flusses (rot / unten) wurden durch Ultraschallflowmessung der Nierenarterie gewonnen.

Auch bei der Frequenz f=0,01 Hz lassen die Antwortkurven der Mittelwerte der relativen Leitwerte generell eine Schwingung mit der gleichen Frequenz erkennen. Zu Beginn der langsamen rampenförmigen Absenkung des mittleren RPP sind wieder Schwingungen zu erkennen, die zur der aufgezwungenen Sinusschwingungen des RPP einen Phasen­winkel φ~180° aufweisen. Außerdem lässt sich ein Anstieg der Amplituden erkennen. Ab einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP geht die gegensätzliche Schwingung in eine gleichartige Schwingung (φ~0°) über.

Beim rampenförmigen Wiederanstieg des mittleren RPP zeigt sich wieder anfänglich eine gleichartige Schwingungsreaktion mit großer Amplitude, die bei einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP einen Wechsel vom Phasenwinkel φ~0° zu einem Phasen­winkel φ~180° zeigt. Hierbei zeigt die Amplitude ein abnehmendes Verhalten.

Die mittleren Werte der drei errechneten Kurven zeigen ein ähnliches Verhalten wie die Versuche ohne Schwingung im Sinne eines initialen Anstiegs in den ab­steigenden Teilen und einem anschließenden stärkeren Abfall der Werte unter die Eingangsschwingung des RPP. In den ansteigenden Versuchsteilen ist ein über­schießendes Verhalten der mittleren Werte zu beobachten, bevor die Werte wieder abfallen. Die Endwerte befinden sich wieder stets unterhalb der Ausgangs­werte.


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Abb. 15: Dargestellt ist auf der x-Achse der mittlere RPP, links bei langsamer rampen­förmiger Absenkung, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. Darüber ist in jedem Diagramm der jeweis aktuelle sinusschwingungsartig überlagerte RPP als relativer Mittel­wert (mean ± SEM, n= 25) schwarz und mit einer Skalierung an der rechten Diagramm­seite dargestellt. Auch hier sind dazu die Mittelwerte (mean ± SEM, n= 25) der relativen Leitwerte der Versuche mit einer Versuchsfrequenz f=0,02 Hz (A=20 mmHg) mit einer Skalierung an der linken Diagrammseite farbig markiert: Die Werte der Nierenrinde (blau / oben) wurden 2 mm unterhalb der Nierenoberfläche, die des äusseren Nierenmarks (grün / Mitte) in 4 mm Tiefe gemessen. Die Daten des Nieren­gesamt­flusses (rot / unten) wurden durch Ultraschallflowmessung der Nierenarterie gewonnen.

Bei einer Überlagerung mit f=0,02 Hz zeigt sich wieder eine Antwortschwingung mit gleicher Frequenz der Eingangsoszillation. Am Anfang der langsamen rampenförmigen Absenkung des mittleren RPP ist wiederum eine Schwingung mit dem Phasenwinkel φ~180° zur Eingangsschwingung zu erkennen, die bei einem bestimmten Druckwert des mittleren RPP in eine synchrone Schwingung (φ~0°) übergeht. Alle drei Kurven zeigen die Tendenz, in ihren mittleren Werten zunächst ein wenig anzusteigen, bevor sie annähernd parallel zur Eingangsschwingung auf niedrigere Werte abfallen. Deutlich ist die Amplitudenvergrößerung zu erkennen. Beim rampen­förmigen Wiederanstieg des mittleren RPP nimmt diese Amplitude wieder ab und die synchrone Schwingung (Phasenwinkel φ~0°) wechselt in eine gegenläufige (φ~180°) der gleichen Frequenz. Die erreichten Endwerte liegen ebenfalls unterhalb der Ausgangs­werte.


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4.5.  Aus den Ergebnissen errechnete Kurven

Abb. 16: Errechnete Kurven der Sinusfunktionsteile der relativen Leitwerte bei den Frequenzen f=0,005 Hz (oben), f=0,01 Hz (Mitte) und f=0,02 Hz (unten); links jeweils bei langsamer rampenförmiger Absenkung des mittleren RPP, rechts bei rampenförmigem Wiederanstieg. In jedem Bild ist der Nierengesamtfluss sowie die beiden Gewebeflüsse farblich voneinander unterschieden. Die Kurvenberechnung wurde wie in Kapitel 3.7. dargestellt durchgeführt. Bei allen Graphiken wurde für jeden RPP-Wert eine Signifikanztestung nach Kruskall-Wallis durchgeführt. Die signifikant unterschiedlichen Abschnitte sind durch schwarze Balken markiert bzw. durch rote Balken bei signifikanten Unterschieden der Frequenzen des Nierengesamtflusses. Die Schnittpunkte der Kurven mit der x-Achse, als Zeichen des Übergangs von der überwiegend aktiven Regulation zur überwiegend passiven Reaktion, sind ebenfalls schwarz hervorgehoben.

Zur weiteren Auswertung der Ergebniskurven wurden die in Kapitel 3.7. beschriebenen Berechnungen durchgeführt und deren Ergebnisse nach Signifikanztestung graphisch dargestellt.

Es ist in den drei jeweils linken Abbildungen zu erkennen, dass bei langsamer rampen­förmiger Absenkung des mittleren RPP größtenteils ein signifikanter Unterschied des gemessenen Nierengesamtflusses gegenüber den Blutflüssen im Nierenmark und in der Nierenrinde besteht. Bei rampenförmigem Wiederanstieg des mittleren RPP ist diese Signifikanz nur bei den Frequenzen f=0,005 Hz sowie f=0,02 Hz zu verzeichnen. Bei f=0,01 Hz ließ sich bei den aufsteigenden Flanken zu keinem Zeitpunkt ein signifi­kanter Unterschied ermitteln.

Im Nierenfluss ist eine signifikante Differenz der Frequenz f=0,005 Hz gegenüber
f=0,01 Hz und f=0,02 Hz im tiefen Druckbereich der abfallenden Flanken zu erkennen.

Die Schnittwerte mit der x-Achse (Nullwerte) wurden in allen Versuchen ermittelt, statistisch zusammengefasst und im Folgenden graphisch dargestellt.


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Abb. 17: Mittelwerte der Nullwerte in den abfallenden (A,C) und in den ansteigenden Versuchsteilen (B,D). A und B sind nach Frequenzen sortiert, C und D nach dem Nieren­gesamt­fluss sowie den beiden Gewebeflüssen. Die ermittelten signifikanten Unterschiede (p<0,05) sind mit „x“ markiert, signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen abfallendem und ansteigendem Teil mit „>“ und „<“.

Die Nullwerte des Nierengesamtflusses liegen in den abfallenden Flanken an allen Messorten bei signifikant höheren Druckwerten des RPP als bei LFC und LFM (A). Eine Signifikanz der einzelnen Messorte bezüglich der Frequenz der überlagernden Sinusschwingung bestand nicht (C). In den ansteigenden Flanken war lediglich unter den Frequenzen f=0,01 Hz sowie f=0,02 Hz ein signifikanter Unterschied des RBF gegenüber LFC und LFM zu verzeichnen, was bei f=0,005 Hz nicht zu beobachten war [Seite 47↓](B). Allerdings gab es hier einen signifikanten Unterschied des RBF bezüglich der Frequenzen. So lagen die Nullwerte bei f=0,02 Hz signifikant über denen bei f=0,005 Hz sowie f=0,01 Hz (D).

Außerdem waren die Nullwerte des RBF bei der Frequenz f=0,005 Hz in den ab­fallenden Flanken bei signifikant höheren Druckwerten des mittleren renalen Perfusions­drucks zu finden als in den ansteigenden Flanken.

Des Weiteren wurden die Amplituden der einzelnen Versuche statistisch zusammen­gefasst woraus sich folgende Abbildung ergab:


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Abb. 18: Mittelwerte der Amplitudengröße der Antwortschwingungen der relativen Leit­werte über dem mittleren renalen Perfusionsdruck (RPP) der Frequenzen f=0,005 Hz (oben), f=0,01 Hz (Mitte) und f=0,02 Hz (unten) (Berechnungen in Kap. 3.7. beschrieben). In jedem Abbildungsteil ist der Nierengesamtfluss sowie die beiden Gewebeflüsse farblich voneinander unterschieden. Die maximalen Amplitudenwerte des Nieren­gesamt­flusses sind auf der y-Achse markiert.

In einzelnen Versuchsteilen sind signifikante Unterschiede des Nierengesamtflusses gegenüber der Nierenrinde und des –marks zu beobachten. Auch bestehen in den Versuchen mit langsamer rampenförmigen Absenkung des mittleren RPP signifikante Unterschiede des Nierengesamtflusses zwischen allen drei Frequenzen bei niedrigen Druckwerten.

Deutlich ist zu erkennen, dass bei erhöhter Frequenz auch der maximale Amplituden­wert zunimmt, sowohl in den absteigenden als auch in den aufsteigenden Flanken. Um dies genauer verarbeiten zu können und eine exakte Lokalisation des maximalen Amplituden­wertes sowie eventuelle signifikante Unterschiede zu ermitteln, wurde aus allen Versuchen der Mittelwert der maximalen Amplitude sowohl auf der x-Achse als auch auf der y-Achse berechnet. Daraus ergaben sich die folgenden Abbildungen.


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Abb. 19: Mittelwerte der maximalen x-Werte der Amplituden in den abfallenden (A,C) und aufsteigenden (B,D) Flanken. A und B sind nach Frequenzen sortiert, C und D nach dem Nierengesamtfluss sowie den beiden Gewebeflüssen. Die ermittelten signifikanten Unter­schiede (p<0,05) sind mit „x“ markiert, signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen abfallendem und ansteigendem Teil mit „>“ und „<“.


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In den abfallenden Flanken wird ersichtlich, dass die mittleren renalen Perfusions­drücke, an denen die Amplituden ihr Maximum erreichen, beim RBF mit steigender Frequenz von 58 mmHg auf 46 mmHg kleiner werden, das heißt zu einem späteren Zeitpunkt des Versuchs stattfinden (C). Beim LFC zeigt sich kein signifi­kanter Unterschied, der LFM weist nur zwischen der größten und der kleinsten Frequenz signifikante Differenzen auf.

In den ansteigenden Flanken weist der Gesamtnierenfluss keine signifikanten Unter­schiede auf. Nur beim Blutfluss in der Nierenrinde ist zwischen der schnellsten und der langsamsten Frequenz eine Signifikanz zu erkennen (D).

Bei den Messwerten für die Gewebeflüsse in Rinde und Mark waren die x-Werte der maximalen Amplitude in den abfallenden Flanken bei signifikant niedrigeren Werten zu finden als in den ansteigenden Flanken. Eine Ausnahme bildet hier lediglich der Mess­wert des Nierenmarks bei f=0,005 Hz.


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Abb. 20: Mittelwerte der maximalen y-Werte der Amplituden in den abfallenden (A,C) und ansteigenden (B,D) Flanken. A und B sind nach Frequenzen sortiert, C und D nach dem Nierengesamtfluss sowie den beiden Gewebeflüssen. Die ermittelten signifikanten Unter­schiede (p<0,05) sind mit „x“ markiert, signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen abfallendem und aufsteigendem Teil sind mit „>“ und „<“.


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Die abfallenden Flanken zeigen innerhalb der Frequenzen bezüglich des Nieren­gesamt­flusses sowie der beiden Gewebeflüssen keine signifikanten Unterschiede (A). Bei der Betrachtung des Nierengesamtflusses findet sich eine deutliche Steigerung des Maximalwertes der Leitwerte mit Erhöhung der Frequenz (C). So ist der Maximal­wert bei f=0,02 Hz doppelt so hoch wie bei f=0,005 Hz. Bei Betrachtung der lokalen Nieren­flüssen ist kein signifikanter Unterschied nachweisbar, es lässt sich jedoch tendenziell eine Erhöhung der Werte bei steigender Frequenz erkennen.

In den aufsteigenden Flanken hingegen bestehen keine signifikanten Unter­schiede zwischen den einzelnen Frequenzen des Nierengesamtflusses (D). Der deutliche Unterschied, der in den abfallenden Versuchsteilen beobachtet wurde, ist hier aufgehoben, die lokalen Nierenflüsse lassen keine aufsteigende Tendenz er­kennen.

Im Vergleich von abfallendem und ansteigendem Versuchsteil ist ein signifikanter Unter­schied bei der Frequenz f=0,02 Hz bezüglich des Nierengesamtflusses und im Nieren­mark zu messen gewesen. Die Amplituden sind in den abfallenden Flanken jeweils höher als bei Wiederanstieg des mittleren renalen RPP.


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13.05.2005