Liečba ochorení obličiek: Ako oxid dusnatý (NO) autoreguluje funkciu obličiek?

Ďalšie informácie:{0}}

Časť Ⅰ: Signalizácia oxidu dusnatého pri regulácii obličiek a kardiometabolickom zdraví

Mattias Carlström

Prevalencia kardiovaskulárnych porúch, vrátane hypertenzie, a metabolických porúch, ako je diabetes mellitus 2. typu (T2DM), celosvetovo narastá. Tieto poruchy sú úzko spojené s vývojom a progresiouochorenie obličiek, čo výrazne zvyšuje morbiditu a mortalitu pacientov. Výsledná spoločenská ekonomická záťaž je obrovská a na umožnenie vývoja nových preventívnych a terapeutických nutričných a farmakologických stratégií je naliehavo potrebné ďalšie pochopenie základných patofyziologických mechanizmov. Theobličkykardiovaskulárne a metabolické fenotypy (t.j.ochorenie obličiek, kardiovaskulárne ochorenie a T2DM) sú vzájomne prepojené, čo naznačuje, že táto triáda porúch zdieľa spoločné základné patologické mechanizmy. Presné príčiny týchto porúch, interakcie medzi orgánovými systémami a komplexné patofyziologické mechanizmy, ktoré sú základom iniciácie, udržiavania a progresie ochorenia, sú zložité a nie sú úplne pochopené.

Kliknutím zobrazíte výhody prášku cistanche pre zdravie a liek Cistanche na ochorenie obličiek

Potenciálne mechanizmy, ktoré by mohli prispieť k rozvojuochorenie obličiek, kardiovaskulárne ochorenia a T2DM zahŕňajú hyperglykémiu, zmenený metabolizmus lipidov, zápal nízkeho stupňa, nadmernú aktivitu systému renín-angiotenzín-aldosterón (RAAS), zvýšenú aktivitu sympatických nervov a zmenenú mikroflóru{5}}. Okrem toho niekoľko štúdií naznačilo podstatný príspevok zvýšenej tvorby reaktívnych foriem kyslíka (ROS) odvodených od NADPH oxidázy a mitochondrií a oxidačného stresu spojeného so zníženýmoxid dusnatý(NO) bioaktivita a endoteliálna dysfunkcia7-1. NIE (oxid dusnatý) je dvojatómová signálna molekula s krátkou životnosťou, ktorá má viacero účinkov naobličkykardiovaskulárnych a metabolických funkcií vrátane modulácieobličkovéautoregulácia, transport tubulárnych tekutín a elektrolytov, vaskulárny tonus, krvný tlak, agregácia krvných doštičiek, aktivácia imunitných buniek, homeostáza inzulínu a glukózy a funkcia mitochondrií. Klasický pohľad je takýoxid dusnatýSystémy syntázy (NOS) sú hlavným zdrojom endogénneho NO (oxid dusnatý)tvorenie. Existuje však alternatívna cesta, ktorou sú údajne inertné oxidačné produkty NO (oxid dusnatý), teda anorganické dusičnany a dusitany, prechádzajú sériovou redukciou za vzniku NO a iných blízko príbuzných bioaktívnych druhov oxidov dusíka-1.

Dôležitá úloha NO (oxid dusnatý)v reguláciiobličkykardiovaskulárne a metabolické funkcie v zdraví a chorobe viedli k podstatnému záujmu o identifikáciu spôsobov terapeutickej modulácie NO (oxid dusnatý)bioaktivita. V tomto prehľade diskutujem o fyziologických úlohách NO (oxid dusnatý), priame a nepriame účinky, ktorými táto molekula ovplyvňujeobličkyfunkciua jeho súvislosť s kardiometabolickými komplikáciami. Zdôrazňujem tiež nové prístupy k obnove NO (oxid dusnatý)homeostázy počas deficitu NOS so zameraním na alternatívu dusičnan-dusitan-NO (oxid dusnatý)cestu, ktorú možno podporiť príjmom v strave, najmä konzumáciou zelenej listovej zeleniny.

Reguluje a zlepšuje funkciu obličiek: oxid dusnatý (NO) a cistanche

Klasické NIE (oxid dusnatý)syntázové systémy

NIE (oxid dusnatý)je endogénne generovaný mnohými bunkami v tele prostredníctvom troch rôznych systémov NOS (obr. 1)1-1. Neurónová NOS (nNOS; tiež známa ako NOS1) a endoteliálna NOS (eNOS; tiež známa ako NOS3) sú konštitutívne exprimované, zatiaľ čo indukovateľná NOS (iNOS; tiež známa ako NOS2) je spojená hlavne so zápalovými stavmi6,17.L-Arginín, molekulárny kyslík, NADPH a tetrahydrobiopterín (BH) sú rovnako dôležité substráty alebo kofaktory, ktoré vedú k ekvimolárnej tvorbe NO (oxid dusnatý)a L-citrulín18,19. V endoteli je NO odvodený od eNOS (oxid dusnatý)má ústrednú úlohu pri regulácii prietoku krvi a udržiavaní integrity endotelu. Aktivita eNOS a nNOS je regulovaná intracelulárnym vápnikom, ktorý aktivuje kalmodulín. Kalmodulín sa zase viaže a zvyšuje aktivitu enzýmu NOS. Výsledkom tohto procesu je NO (oxid dusnatý)-sprostredkovaná aktivácia rozpustnej guanylátcyklázy (sGC) a zvýšená tvorba cyklického GMP (cGMP), ktorý aktivuje cGMP-dependentné proteínkinázy. Táto signalizačná dráha NO-sGC-cGMP sprostredkúva mnohé z účinkov NO (oxid dusnatý)bioaktivita na kardiovaskulárne, B a metabolické funkcie20. Avšak iné bioaktívne druhy oxidov dusíka tvorené reakciami NO (oxid dusnatý)môže indukovať ďalšie dôležité fyziologické signálne dráhy, vrátane posttranslačných modifikácií proteínov, nezávisle od cGMP signalizácie21-23 (obr. 1). Tieto bioaktívne druhy oxidov dusíka zahŕňajú mobilný nitrozyl-hém (hém-NO (oxid dusnatý))2, komplexy dinitrosylirón25, S-nitrózotioly,noxid dusičitý（NO）7, oxid dusný, nitrózopersulfidy8, nitroxyl a peroxynitrit3. Oxidácia NO (oxid dusnatý)na vytvorenie stabilnejších aniónov dusitan a dusičnan poskytuje aj vzdialenejší NO (oxid dusnatý)- ako bioaktivita.

NOS je tiež modulovaný prostredníctvom komplexných posttranslačných modifikácií vrátane acylácie, nitrozylácie, fosforylácie, acetylácie, glykozylácie a glutationylácie na rôznych miestach, ako aj prostredníctvom interakcií proteín-proteín a regulácie subcelulárnej lokalizácie, čo môže zvýšiť alebo znížiť ich enzymatickú aktivitu{ {2}}. Akútne zmeny v aktivite nNOS a eNOS vo vaskulatúre a vobličkysú modulované najmä posttranslačnými mechanizmami, zatiaľ čo chronické zmeny v syntéze NOS sú regulované zmenenou transkripciou a transláciou eNOS alebo nNOS183435. Aktivácia iNOS je spojená so zápalovými procesmi a vedie k výrazne vyšším hladinám NO (oxid dusnatý)než tie, ktoré sú produkované konštitutívnou aktiváciou iných izoforiem NOS. Výsledné akútne zvýšenie NO (oxid dusnatý)majú priaznivé antimikrobiálne účinky proti baktériám, vírusom a plesniam. Indukcia iNOS je však spojená aj s chronickým zápalom nízkeho stupňa pri kardiovaskulárnych, metabolických aobličky poruchy*.

Konštitutívne systémy NOS sa všeobecne považujú za hlavný zdroj endogénneho NO (oxid dusnatý)produkciu a signalizáciu za normálnych, zdravých podmienok, ale sú často dysfunkčné pri patologických stavoch vrátane kardiovaskulárnych porúch achronický obličkychoroba(CKD)7,8. Táto dysfunkcia je spojená so zníženým NO (oxid dusnatý)bioaktivita. Mechanizmy, ktoré prispievajú k zníženiu NO (oxid dusnatý)tvorba a narušená signalizácia sú multifaktoriálne a zahŕňajú zníženú expresiu NOS, obmedzenú dostupnosť substrátu, odpojenie NOS, zvýšené hladiny endogénnych inhibítorov NOS, ako je asymetrický dimetylarginín a narušenú signalizáciu v stavoch oxidačného stresu v dôsledku priameho vychytávania ROS alebo oxidácie hemovej skupiny v sGC (Fe² až Fe plus), čo ho robí necitlivým na aktiváciu NO9,9.

Obr. 1|Dráha NoS a potenciálne účinky No na kardiovaskulárne, renálne a metabolické funkcie.

Oxid dusnatý(NO) je endogénne tvorený tromi rôznymi izoformami syntázy oxidu dusnatého (NOS): neuronálna NOS (nNOS), indukovateľná (iNOS) a endoteliálna NOS (eNOS). Aktivita týchto enzýmov je závislá od kyslíka a vyžaduje l-arginín a niekoľko kofaktorov (kalmodulín, nikotínamidadeníndinukleotid fosfát (NADPH), tetrahydrobiopterín (BH4), flavínadeníndinukleotid (FAD) a flavínmononukleotid (FMN)). NIE (oxid dusnatý)sa viaže na redukované hemové miesto (Fe2 plus ) rozpustnej guanylylcyklázy (sGC), ktorá aktivuje tento enzým, čo vedie k vytvoreniu druhého posla cyklického GMP (cGMP) z GTP. NIE (oxid dusnatý)je molekula s krátkou životnosťou, ktorá sa oxiduje v krvi a tkanivách za vzniku dusitanov (NO3-), dusičnanov (NO2-) a iných bioaktívnych foriem dusíka. NIE (oxid dusnatý)bioaktivita je spojená s mnohými priaznivými účinkami na kardiovaskulárny systém,obličkovéa metabolické systémy, najmä prostredníctvom mechanizmov závislých od cGMP, hoci boli hlásené aj mechanizmy nezávislé od cGMP. Tieto mechanizmy sú multifaktoriálne a zahŕňajú moduláciu funkcie proteínov a imunitných buniek, zníženie signalizácie angiotenzínu II (Ang II), oxidačný stres a aktivitu sympatických nervov a moduláciu mitochondriálnej funkcie. GFR, rýchlosť glomerulárnej filtrácie.

Expresia izoforiem NOS v obličkách

Expresia všetkých troch NOSizoforiem a sGC bola hlásená vobličky, aj keď existujú určité nezrovnalosti týkajúce sa hladín expresie pozdĺž nefrónu pri porovnaní údajov zo štúdií na ľuďoch a zvieratách. Navyše, zostrihové varianty nNOS a iNOS40,41 môžu ovplyvniť ich aktivitu a funkciu. V macula densa sa uvádza, že zostrihové varianty (izoformy a, a y) majú podstatný vplyv na funkciu nNOS, čím modulujú sekréciu renínu a autoregulačné mechanizmy.

Expresia nNOS v macula densa a eNOS vobličkyvaskulatúra bola dôsledne zdokumentovaná; niektoré, ale nie všetky štúdie tiež uvádzajú expresiu eNOS v tubulárnych epiteliálnych bunkách. U normálneho, zdravého človekaobličkyvzoriek tkaniva, expresia proteínu nNOS a mRNA bola detegovaná vo väčšine segmentov nefrónu, vrátane macula densa, proximálneho tubulu, hrubej vzostupnej končatiny (TAL) Henleho slučky, distálneho tubulu a zberného kanálika. eNOS sa exprimoval iba v endoteli a iNOS sa nezistil v žiadnom z testovaných segmentov. Expresia NOS, ktorá bola potvrdená pomocou štúdií enzýmovej aktivity, bola vo všeobecnosti vyššia v kortexe ako v dreni. Údaje z Human Protein Atlas podporujú tieto zistenia, čo naznačuje, že nNOS je exprimovaný v kortikálnych tubuloch, ale nie v glomeruloch a že eNOS je exprimovaný v glomeruloch, ale nie v tubuloch. Okrem toho je iNOS exprimovaný v nízkych hladinách v tubuloch, ale nie v glomeruloch. Či má alebo nemá konštitutívna expresia iNOS funkčnú úlohu u zdravýchobličkyje kontroverzný, ale značné množstvo dôkazov preukazuje zvýšenú expresiu a aktivitu iNOS počas patologických stavov spojených so zápalom, ako je ischemicko-reperfúzne poškodenie (IRI)4, ureterálna obštrukcia4, endotoxémia alebo sepsa vyvolaná lipopolysacharidmi a CKD47,48

Dusičnan-dusitan-NO (oxid dusnatý)chodník

Redoxné reakcie s inými radikálmi a prechodnými kovmi, ako sú tie v hemových proteínoch, rýchlo metabolizujú NO (oxid dusnatý)(t~0.05-1 s), aby sa vytvorili ďalšie stabilnejšie druhy oxidov dusíka vrátane dusitanov a dusičnanov051. Keďže tieto anióny vylučujú najmäobličkysúčet ich celkového vylučovania močom (označované ako NOx) počas 24-h obdobia sa často používa na odhad celotelovej aktivity NOS. Cirkulujúci dusičnan a dusitan sa však môžu tiež premeniť späť na bioaktívny NO (oxid dusnatý)druhov prostredníctvom endogénnej sériovej redukcie, to znamená dusičnan-dusitan-NO (oxid dusnatý)cesta1-13 (OBR. 2).

Okrem toho príjem zo stravy výrazne prispieva k zásobe tela dusičnanmi a dusitanmi-5. Požité dusičnany, ktoré sa dostanú do obehu, sú aktívne prijímané slinnými žľazami a potom sa koncentrujú a vylučujú v slinách (tento proces je známy ako enterosalivárna cirkulácia dusičnanov)45. Hromadné dôkazy ukazujú, že komenzálne baktérie v ústnej dutine majú kľúčovú úlohu v prvom kroku redukcie dusičnanov na dusitany34. V kyslom prostredí žalúdka sa prehltnuté dusitany rýchlo protónujú a neenzymaticky tvoria NO (oxid dusnatý)a iné druhy dusíka s nitrozačnými a nitračnými vlastnosťami7. Väčšina prehltnutých dusičnanov/dusitanov sa však rýchlo a účinne reabsorbuje v gastrointestinálnom systéme a vstupuje do obehu, kde sa ďalej nachádza niekoľko neenzymatických (deoxyhemoglobín, oxymyoglobín) a enzymatických systémov (xantín oxidoreduktáza (XOR), mitochondriálne komplexy a pečeňové cytochrómy). znížiť dusitany na NO (oxid dusnatý) 859. Dusičnany a dusitany môžu signalizovať nielen klasickou cestou NO-sGC-cGMP, ale aj nitračnými a nitróznymi (yl) mechanizmami, ktoré sú sprostredkované inými bioaktívnymi dusíkatými druhmi nezávisle od signalizácie sGC-cGMP (obr. 3). . Tieto bioaktívne druhy dusíka môžu ovplyvňovať rôzne bunkové funkcie prostredníctvom modifikácie proteínov, lipidov, nukleozidov, kovov a tranzitnej rotácie/transnitrozylácie.

Na rozdiel od NOS závislého NO (oxid dusnatý)generácie, dusičnan-dusitan-NO (oxid dusnatý)dráha je nezávislá od kyslíka a potencuje sa v podmienkach nízkeho napätia kyslíka (tj hypoxie a ischémie) a nízkeho pH-. Tento efekt možno vysvetliť efektívnejšou neenzymatickou redukciou dusitanov protonáciou za kyslejších podmienok3. Počas hypoxických podmienok zvýšená aktivita enzýmov ako XOR a tvorba deoxyhemoglobínu tiež prispievajú k zvýšenej bioaktivite NO (oxid dusnatý)uľahčením redukcie dusitanov a potenciálne aj dusičnanov na NO (oxid dusnatý) 34. Signalizácia bioaktívnymi druhmi odvodenými od dusičnanov a dusitanov sa však vyskytuje aj počas normoxie u ľudí, o čom svedčí zníženie krvného tlaku a vazodilatácia po liečbe dusičnanmi a dusitanmi (o čom sa hovorí ďalej nižšie).

Obr. 2|Generovanie bioaktívneho NO (oxid dusnatý)u cicavcov. Oxid dusnatý(NO) sa klasicky považuje za tvorený cestou NO syntázy (NOS), ale môže byť tiež generovaný zásadne odlišným mechanizmom, cestou dusičnanov (NO3-)-dusitanov (NO2-)-NO. Počas podmienok normálneho napätia kyslíka a pH dochádza k oxidácii NO a iných bioaktívnych foriem dusíka za vzniku anorganických dusitanov a dusičnanov v krvi a tkanivách. Cirkulujúci NO3- a NO2- možno redukovať späť na NO a iné bioaktívne dusíkaté druhy prostredníctvom neenzymatických a enzymatických systémov. Táto alternatívna cesta tvorby NO je obzvlášť dôležitá počas nízkeho napätia kyslíka (to znamená ischémie a hypoxie) a kyslých podmienok. Okrem NO3- odvodeného od NOS, ktorý sa tvorí po oxidácii NO, je anorganický dusičnan z potravy hlavným prispievateľom k zásobe tohto aniónu v tele. Najmä zelená listová zelenina a červená repa obsahujú vysoké množstvo anorganických dusičnanov. Komenzálne orálne baktérie sú kľúčové pre redukciu NO3- na NO2-, zatiaľ čo konverzia NO2- na NO prebieha v kyslom prostredí žalúdka a obehu v dôsledku neenzymatických a enzymatických systémov (napríklad deoxyhemoglobín (deoxy -Hb), deoxymyoglobín (deoxy-Mb), xantín oxidoreduktáza (XOR) a mitochondriálne komplexy). eNOS, epiteliálna NOS; iNOS, indukovateľný NOD; nNOS, neurónová NOS.

Obr. 3|cgMp-nezávislá signalizácia prostredníctvom bioaktívnych druhov dusíka. Theoxid dusnatýsyntázové (NOS) systémy a sériové redukcie dusičnanov (NO3−) a dusitanov (NO2−vedú k tvorbe oxidu dusnatého (NO•) a iných bioaktívnych dusíkatých látok. Tieto druhy môžu podliehať nitrácii alebo nitrozácii/nitrozylácii nezávisle od cyklického GMP (cGMP) signalizácia a modifikácia proteínov, lipidov, nukleozidov a kovov, ako aj indukcia transliterácie, ktorá môže zmeniť expresiu génov, signalizáciu receptorov, aktivitu enzýmov a mitochondriálne funkcie a vyvolať antioxidačné, protizápalové, antifibrotické a inotropné účinky. DNIC, komplex dinitrosyliron ; eNOS, epiteliálny NOS; hem-NO, nitrozyl-hem; iNOS, indukovateľný NOS; N2O3, oxid dusný; nNOS, neurónový NOS; NO2•, dusík oxid; ONOO-, peroxydusitan; SNO, S-nitrózotioly.

Úloha NO (oxid dusnatý)pri autoregulácii obličiek

Renálnaautoregulačné mechanizmy spolupracujú na udržaní relatívne konštantného prietoku krvi a rýchlosti glomerulárnej filtrácie (GFR) napriek zmenám vobličkovéperfúzny tlak v širokom rozsahu (80-180 mmHg). Tieto mechanizmy sú rozhodujúce pre prevenciu barotraumy5.

Myogénna odozva a tubuloglomerulárna spätná väzba Autoregulácia je do značnej miery sprostredkovaná myogénnou odpoveďou, tubuloglomerulárnou spätnou väzbou odvodenou od macula densa (TGF) a ich interakciami5. Oba mechanizmy regulujú preglomerulárny tonus primárne prostredníctvom zmien aferentného arteriolárneho priemeru, ktorý je efektorovým miestom. Navyše tonus a kontraktilita aferentných arteriol sú modulované koncentráciou a interakciou niekoľkých endogénnych vazoaktívnych látok, vrátane NO (oxid dusnatý)angiotenzínu II (Ang II) a adenozínu v juxtaglomerulárnom aparáte, ako aj aktivitou sympatického nervového systému-7.

Mechanizmy, ktoré prispievajú k myogénnym a TGF odpovediam a ich komplexným interakciám v zdraví, hypertenzii,ochorenie obličieka diabetes, zahŕňajú zmeny v NO (oxid dusnatý)a ROS signalizácia. Myogénny TGF, ako aj ich interakcia sú mod-response a Tiulated NOS-odvodeným NO (oxid dusnatý). Účinky neselektívnych a selektívnych inhibítorov NOS naobličkovéautoregulácia, sprostredkovaná myogénnymi a TGF odpoveďami, boli hodnotené v rôznych experimentálnych modeloch. U potkanaobličkyin vivo, počiatočné zvýšenie vobličkovévaskulárna rezistencia počas prvých 5 s po zvýšení perfúzneho tlaku, ktorá zodpovedá myogénnej odpovedi, bola značne prehnaná v nastavení neselektívnej inhibície NOS48. V neskoršej fáze (5-25 s) po zvýšení perfúzneho tlaku, zodpovedajúcej odpovedi TGF, sa však nepozoroval žiadny väčší účinok inhibície NOS. Ďalšia štúdia na potkanoch in vivo preukázala, že inhibícia NOS znížila vaskulárnu vodivosť a zosilnila myogénnu odpoveď, čo dokazuje prudšie zníženie prírastku vaskulárnej admitancie (v oblasti zodpovedajúcej myogénnej odpovedi) a strmšia regresia admitancie na frekvencii. Okrem toho selektívna inhibícia nNOS v macula densa nevyvolala podstatnú vazokonstrikciu, ale zosilnila myogénnu odpoveď, čo naznačuje interakciu medzi dvoma autoregulačnými odpoveďami. U potkanov hydronefrotickýchobličkypreparáty, ktorým chýba funkčný TGE, inhibícia NOS nemala žiadny vplyv na tlakovo indukované zmeny priemeru aferentnej arterioly (to znamená myogénnu odpoveď). Experimenty ex vivo s použitím izolovaných a perfundovaných jednotlivých arteriol nepreukázali žiadne rozdiely v arteriolárnych odpovediach po zvýšenom perfúznom tlaku (tj myogénnej odpovedi) medzi cievami z eNOS knockout myší a kontrolami divokého typu*. Ďalšia štúdia využívajúca in vitro krvou perfundované prípravky juxtamedulárneho nefrónu ukázala, že inhibícia nNOS zvýšila arteriolárnu autoregulačnú odpoveď na zvýšený perfúzny tlak7.

Tieto zistenia jasne naznačujú dôležitú úlohu NO odvodeného od NO (oxid dusnatý)vobličkovéautoregulácia. O príspevku eNOS oproti nNOS pri modulácii myogénnych reakcií sa diskutuje v dôsledku rôznych zistení v závislosti od experimentálneho prostredia. Dostupné údaje však podporujú prevládajúcu úlohu NO odvodeného od macula densa nNOS (oxid dusnatý)pri tlmení rýchlosti a sily myogénnej odozvy5. Presné bunkové udalosti, ktorými NO (oxid dusnatý)tlmí kontrakciu buniek hladkého svalstva aferentných arteriolových ciev počas myogénnych reakcií nie sú úplne pochopené5. NO, cGMP alebo jej cieľová proteínkináza G(PKG; tiež známa ako PRKG1) a cyklický adenozínmonofosfát alebo proteínkináza A by mohli tlmiť signalizáciu alebo citlivosť Ca2², a tým zmierňovať arteriolárne tonusy73, prostredníctvom viacerých mechanizmov, napríklad inhibíciou napäťovo ovládanej vápnikové kanály alebo prechodné katiónové kanály s potenciálnym receptorom, aktiváciou vysoko vodivých vápnikovo aktivovaných draslíkových kanálov, potlačením aktivity ADP-ribozylcyklázy, čo vedie k zníženej mobilizácii Ca2* sprostredkovanej ryanodínovým receptorom alebo interakciou a/alebo vychytávaním NO. ROS.

Mechanizmy TGF sú do značnej miery aktivované zvýšenou tubulárnou záťažou chloridu sodného v macula densa, čo zvyšuje aktivitu apikálneho Na'-Kt-2Cl-kotransportéra (NKCC2; tiež známeho ako SLC12A1) a následne iných tubulárnych transportérov čo vedie k tvorbe a/alebo metabolizmu ATP a tvorbe adenozínu. Výsledná aktivácia adenozínových A,(REFS3,74) a/alebo purinergných P,(REF7) receptorov na susedných vaskulárnych bunkách hladkého svalstva stimuluje vápnikovo závislú signalizáciu a kontrakciu aferentnej arteriole76 (obr. 4). Dostupné dôkazy naznačujú, že nNOS je vo veľkej miere exprimovaný v bunkách macula densa a má funkčnú úlohu pri regulácii TGF a prinajmenšom v krátkodobej regulácii objemovej homeostázy. Včasné in vivo mikropunkčné štúdie na potkanoch ukázali, že lokálna farmakologická inhibícia NOS v macula densa bola spojená so zníženým glomerulárnym kapilárnym tlakom, čo poukazuje na senzibilizovanú a prehnanú odpoveď TGF. Toto zníženie glomerulárneho kapilárneho tlaku po inhibícii NOS bolo zrušené súčasným tubulárnym podávaním blokátora NKCC2 furosemidu. Následné štúdie využívajúce rôzne prístupy (napríklad prípravky ex vivo s dvojitou mikroperfúziou JGA a transgénne nNOS knockout myši0) poskytli ďalší dôkaz, že nNOS tlmí reakcie TGF. Ohrozená funkcia nNOS v macula densa sa podieľa na hypertenzii,obličkychorobaa diabetes 81. Skoré experimentálne štúdie ukázali, že spontánne hypertenzné potkany a milánsky hypertenzný kmeň potkanov majú abnormálnu funkciu nNOS a že chronická inhibícia nNOS zvýšila citlivosť TGF, znížila GFR a vylučovanie soli a vody a následne viedla k hypertenzii. Hoci nNOS je exprimovaný u človekaobličky3, jeho funkčnú úlohu počasobličkovéautoregulácia v oblasti zdravia a chorôb je stále do značnej miery nepreskúmaná oblasť.

Celkovo možno povedať, že fyziologický význam interakcií medzi vaskulárnymi a tubulárnymi mechanizmami, ktoré sprostredkúvajú autoreguláciu vobličkyzostáva nepolapiteľný. Tieto interakcie sú ovplyvnené rovnováhou pozitívnych a negatívnych modulátorov vazomotorického tonusu aferentných arteriol, ktoré môžu generovať macula densa a tubulárne bunky. NIE (oxid dusnatý)vplyvovobličkovémyogénna odpoveď a TGF, ako aj ich interakcie, ale primárny zdroj NO (oxid dusnatý)generácie sa stále diskutuje.

Medulárny prietok krvi a tlaková natriuréza Theobličkymedulla je perfundovaná z kortikálnych arteriol a kapilárneho systému vasa recta juxtamedulárnych nefrónov. Meranie medulárneho prietoku krvi je podstatne zložitejšie ako meranie kortikálneho prietoku krvi, čo by mohlo čiastočne vysvetliť premenlivé výsledky týkajúce sa účinnosti medulárnej autoregulácie v rôznych štúdiách a druhoch. Zostupujúce vasa recta sú obklopené kontraktilnými pericytmi, ktoré môžu vyvolať myogénnu odpoveď8. Rôzne autoregulačné reakcie boli opísané v ľudskej vonkajšej medulárnej zostupnej vasa recta rôznych priemerov. V segmentoch s veľkým priemerom sa pozorovali kontrakcie v reakcii na zvýšený luminálny tlak, zatiaľ čo NO (oxid dusnatý)významná zmena bola pozorovaná u tých s malým priemerom. Rovnaká štúdia ukázala na koncentrácii závislú konstrikciu zostupnej vasa recta v reakcii na Ang II. Ukázalo sa tiež, že inhibícia NOS indukuje konstrikciu izolovanej krysej zostupnej vasa recta; túto vazokonstrikciu možno zvrátiť pomocou NO (oxid dusnatý)darcu alebo farmakologickou inhibíciou oxidačného stresu pomocou inhibítora NOX alebo mimetika superoxiddismutázy87.

Parakrinné látky vrátane NO (oxid dusnatý), prostaglandíny a ATP boli navrhnuté na moduláciu medulárnych autoregulačných a tlakových natriuretických reakcií. V prípravkoch juxtamedulárneho nefrónu u potkanov viedla inhibícia macula densa nNOS k významnému zvýšeniu aferentnej arteriolovej myogénnej kontrakcie v reakcii na zvýšený perfúzny tlak1,889. Naproti tomu stimulácia NO (oxid dusnatý)produkcia v týchto nefrónových prípravkoch tlmila tlakovo indukovanú kontrakciu kortikálnej radiálnej artérie a aferentných arteriol znížením autoregulačných reakcií.

Existujú dve hlavné hypotézy týkajúce sa interakcií medzi nimiobličkovéautoregulácia a tlaková natriuréza ako odpoveď na zvýšenúobličkovéperfúzny tlak s vynikajúcou autoreguláciou kortikálneho prietoku krvi v prítomnosti alebo neprítomnosti účinnej autoregulácie medulárneho prietoku krvi. Hlavný rozdiel medzi týmito hypotézami sa týka sprostredkujúceho faktora (faktorov) a relatívnej dôležitosti primárnej zmeny vobličkovékor-tikálne NIE (oxid dusnatý)generácie oproti primárnej zmene medulárneho prietoku krvi. Vo všeobecnosti sa sklon natriuretickej odozvy zvýšilobličkovéperfúzny tlak je oslabený inhibíciou NOS. Okrem toho zvýšená aktivita RAAS, aktivita sympatických nervov a nadmerná tvorba ROS, najmä vobličkymedulla, môže inhibovať tlakovú natriurézu.

Abnormálne NIE (oxid dusnatý)homeostáza spojená so zvýšením Ang I a ROS a anomálnaobličkovéautoregulácia (buď zvýšená aktivita prispievajúca k hypertenzii alebo znížená aktivita v chronickom stave) bola preukázaná na experimentálnych modeloch hypertenzie (napríklad spontánne hypertenzný potkan, Milan hypertenzný kmeň potkana, Dahlov potkan citlivý na soľ, Goldblattova renovaskulárna hypertenzia, Ang II-indukovaná hypertenzia, DOCA-soľná hypertenzia, hnedý nórsky potkan), CKD (napr.obličkovémasové modely) a T2DM (napríklad obézny diabetický potkan Zucker a chronická diéta s vysokým obsahom tukov). Spoločne tieto štúdie naznačujú, že sa to zvýšiloobličkovéautoregulácia (najmä TGF) môže prispieť k rozvoju hypertenzie, zatiaľ čo zníženáobličkovéautoregulácia môže viesť k nefropatiám vyvolaným hypertenziou aj diabetom.

Obr. 4|účinky č (oxid dusnatý)na sodíkových transportéroch v nefróne.

Oxid dusnatý(NO) sa vo všeobecnosti považuje za inhibítor tubulárnej reabsorpcie sodíka pozdĺž nefrónu. Rozdielne výsledky sa však získali pri akútnych a chronických stavoch, v rôznych experimentálnych podmienkach (in vivo verzus ex vivo alebo in vitro) a u rôznych druhov. Navyše, účinky NO (oxid dusnatý)Zdá sa, že manipulácia s tubulárnym sodíkom (Na plus ) závisí od hormonálnej aktivity, najmä prostredníctvom interakcie so systémom renín-angiotenzín-aldosterón. V proximálnom tubule sa neurónový NO (oxid dusnatý)Bolo hlásené, že syntáza (nNOS) a NO odvodený od endotelu (eNOS) inhibujú bazolaterálnu sodíkovo-draslíkovú pumpu (Na plus /K plus -ATPáza) a apikálny výmenník sodík/vodík 3 (NHE3), ako aj modulujú aktivita bazolaterálneho kotransportéra Na plus /HCO3−. V hrubej vzostupnej končatine (TAL) Henleho slučky sa NO odvodený od eNOS (oxid dusnatý)inhibuje NHE3 a môže tiež inhibovať apikálny kotransportér Na plus -K plus -2Cl− (NKCC2). NO odvodený od eNOS tiež inhibuje NKCC2 v bunkách macula densa. Aktivácia nNOS v macula densa môže inhibovať parakrinnú signalizáciu sprostredkovanú adenozíntrifosfátom (ATP) a adenozínom (ADO), ktorý tvorí súčasť tubuloglomerulárneho mechanizmu spätnej väzby po aktivácii purinergných receptorov P2 a/alebo adenozínu A1 umiestnených na bunkách hladkého svalstva ciev v aferentná arteriola. Expresia nNOS bola preukázaná v distálnom tubule, ale potenciálne účinky NO (oxid dusnatý)o špecifických transportéroch v tomto segmente nefrónu (napríklad kotransportér Na plus /Cl−) nie sú v súčasnosti jasné. Nakoniec, pri zbere buniek z kanálov, NO odvodený od nNOS (oxid dusnatý)môže inhibovať epiteliálny sodíkový kanál (ENaC).

KLIKNITE SEM PRE PART Ⅱ