Katehhoolamiinide tootmist neerukudede ja mesangiaalsete rakukultuuride poolt moduleerib diabeet erinevalt
Feb 21, 2022
Abstraktne
Sissejuhatus:Rahvusvahelise Diabeedi Föderatsiooni andmetel võib suhkurtõvega inimeste arv 2045. aastal ulatuda 700 miljonini. Katehhoolamiinid osalevad mitmeteneerufunktsioonid. Selles uuringus uuritakse hüperglükeemia mõju katehhoolamiinide metabolismileneerudkontroll-, diabeetiliste ja insuliiniga ravitud diabeetiliste rottide kude nii in vivo kui ka in vitro.Meetodid:Isased Wistar-Hannoveri rotid randomiseeriti kontroll-, diabeetikute ja insuliiniga ravitud diabeetikute rühmadesse. Diabeet kutsuti esile ühe streptotsototsiini süstiga ja diabeediga ravitud rühm sai ka insuliini. 60 päeva pärast vere- janeerukudekõikidest rühmadest koguti katehhoolamiinide kvantifitseerimiseks ja
mesangiaalsete rakkude kultuur.Tulemused:diabeetilistel rottidel oli madalam kehakaal, hüperglükeemia ning suurenenud veetarbimine ja diurees. Lisaks soodustas diabeet kontrollrühmaga võrreldes kreatiniini kliirensi järsku langust. Terviku osasneerudekstraktide puhul vähenes norepinefriini kontsentratsioon märkimisväärselt nii diabeetikute rühmas (ravitud kui ka ravimata). Mesangiaalses rakukultuuris oli katehhoolamiinide kontsentratsioon söötmes madalam kui intratsellulaarses kambris kõigis rühmades. Norepinefriini, epinefriini ja dopamiini keskmise tasemed tõusid diabeetikute rühmas.Järeldus:Käesoleva uuringu peamine järeldus oli, et 8 nädalat kestnud diabeedi esilekutsumine muutisneerudkatehhoolamiinergilise süsteemi väga spetsiifilisel viisil, kui katehhoolamiinide tootmine välja lõigatudneerukudediabeetilistelt rottidelt moduleeriti erinevalt, võrreldes kultiveeritud mesangiaalrakkude tootmise ja sekretsiooniga.
Märksõnad:Diabeet mellitus; katehhoolamiinid; norepinefriin; epinefriin; dopamiin; neerud
SissejuhatusRahvusvahelise Diabeedi Föderatsiooni andmetel võib suhkurtõvega (DM) inimeste arv 2045. aastal ulatuda 700 miljonini1. See arv on murettekitav, kuna diabeet mõjutab patsientide elukvaliteeti ja oodatavat eluiga. Haiguse ja, mis kõige tähtsam, selle tüsistuste paremaks mõistmiseks on tehtud mitmeid jõupingutusi. Kui hüperglükeemiat ei hoita range kontrolli all, põhjustab see paljusid kroonilisi makro- ja mikrovaskulaarseid haigusi, sealhulgas insult, neuropaatia, retinopaatia janeeruhaigus2 . Nende hulgas on kõige kahjulikum tüsistus diabeetneeruhaigus, mis kujutab endast suurt rahvatervise probleemi kogu maailmas, olenemata diabeedi tüübist3.
Diabeetikneeruhaiguson diabeediga patsientide suremuse ja haigestumuse peamine põhjus ning see koosneb glomerulaarskleroosist ja fibroosist, mis on põhjustatud diabeediga seotud metaboolsetest ja hemodünaamilistest muutustest. Pärast pikka "vaikuse" perioodi normaalse albumiini eritumise kiirusega uriiniga ilmnevad haiguse esimesed kliinilised tunnused3. Püsiv patoloogiline albuminuuria üle 300 mg/24 tundi (makroalbuminuuria), millega kaasneb ebanormaalselt kõrgenenud plasma kreatiniinisisaldus või vähenenud glomerulaarfiltratsiooni kiirus (GFR), määrab diabeedineeruhaigus4. Histoloogiliselt diabeetilineneeruhaigusavaldub difuusse või nodulaarse mesangiaalse ekspansioonina, tubulaarse ja glomerulaarse basaalmembraani paksenemisena, samuti interstitsiaalse fibroosina5.
Mesangiaalsed rakud on selle peamised koostisosadneeru-glomerulus. Neil on keskne roll GFR-i reguleerimisel ja nad osalevad funktsionaalsete ja morfoloogiliste glomerulaarsete kõrvalekallete tekkes6. Mesangiaalsed rakud vastavad ühele kolmandikule dekapsuleeritud glomerulaarrakkude populatsioonist ja võimaldavad normaalses glomerulaarfunktsioonis mitut füsioloogilist rolli, nagu rakuvälise maatriksi süntees ja sekretsioon. Lisaks pakuvad need filtreerimisele struktuuri ja stabiilsust
barjääri ja pealegi on nad paljude hormoonide ja kasvufaktorite sihtmärgiks7. See rakutüüp moodustab potentsiaalse koha katehhoolamiinide tootmiseks, ekspresseerides kõiki tootmiskaskaadi jaoks vajalikke sünteesivaid ja lagundavaid ensüüme8.
Katehhoolamiinid on hästi tuntud hormoonid, mis mängivad olulist rolli mitmesugusteneerudfüsioloogilised funktsioonid, nagu naatriumi ja vee metabolism ning arteriaalse rõhu kontroll, ning sellest tulenev põhjuslik roll mitmete levinud haiguste, sealhulgas hüpertensiooni, düslipideemia (metaboolne sündroom) ja diabeedi korral9. Mitmetes eksperimentaalsetes mudelites indutseerib DM-i streptozototsiin (STZ), mis hävitab selektiivselt inimese 1. tüüpi DM-i matkivaid pankrease saarerakke, mille tulemuseks on insuliinipuudus, hüperglükeemia, polüdipsia ja polüuuria10. Seda tüüpi eksperimentaalse DM-iga kaasneb katehhoolamiinide sisalduse suurenemine ajus, südames ja kõhunäärmes 11, 12.neerud, Marco et al. (2008)6 näitasid, et DM kutsus esile muutused katehhoolamiinides mitte-rasvunud diabeetilise hiire primaarses mesangiaalses rakukultuuris. Autorid täheldasid dopamiini ja norepinefriini tootmise/sekretsiooni suurenemist mesangiaalses rakukultuuris janeerudkude, mis võib kaasa aidata kahjustuseleneerufunktsioon. Autorid kirjeldasid, et diabeet muudab katehhoolamiinide tootmist, häirides nii ensüümide sünteesimist kui ka lagundamist, mis viitab katehhoolamiinide võimalikule rollile ägeda ja kroonilise haiguse patogeneesis.neerudDM6 tüsistused.
Seetõttu oli selle uuringu eesmärk uurida katehhoolamiinide profiili tervikunaneerukudeja ka primaarses mesangiaalses rakukultuuris, mis on saadud kontroll- ja STZ-ga ravitud Wistari rottidest, mis võivad aidata kaasa diabeetikutele.neeruhaigusarengut.
Materjalid ja meetodid
EetikaavaldusKõik katseprotseduurid järgisid laboriloomade hooldamise ja kasutamise institutsionaalseid juhiseid ning protokollid kiitis heaks Brasiilia Universidade Federal de São Paulo eetikakomitee (CEP/UNIFESP - 0240/08).
Eksperimentaalne disainKäesolev uuring viidi läbi selleks, et uurida hüperglükeemia mõju katehhoolamiinideleneerudSTZ-diabeediga ja insuliiniga ravitud STZ-diabeediga rottide kudedes nii in vivo kui ka in vitro. Isased Wistar-Hannoveri rotid said ühe STZ-süsti, et tekitada diabeet ja neid saatis 60 päeva pärast diabeedi algust. Koguti uriini- ja vereproovid ningneerudkude eemaldati.Neerudkasutati morfoloogiliseks analüüsiks, kudede katehhoolamiinide kvantifitseerimiseks ja mesangiaalseks rakukultuuriks. Katehhoolamiinide kontsentratsioon määrati mesangiaalses rakukultuuris kontroll- (CT), STZ-diabeetilistelt (D) ja insuliiniga ravitud STZ-diabeetilistelt rottidelt (TD).
Loomad ja katserühmadKogu selles uuringus kasutati juhuslikult kahekuuseid isaseid Wistar-Hannoveri rotte (n=8/rühm), kes saadi Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia of Universidade Federal de São Paulo (CEDEME). jagatud 3 rühma: kontroll (CT), diabeetik (D) ja insuliiniga ravitav diabeetik (TD). Loomi toideti standardse laboratoorse toiduga ja neile anti ad libitum kraanivett (4-5 puuri kohta) ruumis, kus temperatuur ja niiskus on kontrollitud (22 kraadi ja 60±5 protsenti), valguse-pimeduse tsükliga 12:12 h. (tuled põlevad kell 7 hommikul) 60 päevaks.
Diabeet kutsuti esile STZ ühekordse sabaveeni süstimisega pärast 12-tunnist tühja kõhuga (STZ, 60 mg/kg kehakaalu kohta; Sigma, Chemical, St. Louis, MO; värskelt valmistatud 0,01 M tsitraatpuhvris, pH 4.513. Vanustele vastavatele kontrollloomadele süstiti ainult tsitraatpuhvrit. STZ-ga süstitud loomadel lasti üleöö juua 5% glükoosilahust, et vältida esialgset ravimist põhjustatud hüpoglükeemilist suremust. Pärast seda perioodi hoiti loomi 3 päeva vaba juurdepääsuga toit ja vesi STZ-ga süstitud loomadel ilmnes mõne päeva jooksul massiivne glükosuuria ja hüperglükeemia ning diabeeti kinnitati tühja kõhu veresuhkru kontsentratsiooni mõõtmisega 4 päeva pärast ravimi süstimist.Tühja kõhu veresuhkru tase määrati sabatorkega võetud vereproovidest riba abil glükomeetriga (Accu-Check® Sensor, Roche, Šveits) ja rotte, kelle plasma glükoosisisaldus tühja kõhuga oli üle 250 mg/dl, loeti diabeetikuteks. TD rotid hakkasid saama 2 UI (päevas) Neutral Protamine Hagedorn insuliini (NPH Humulin® N, Eli Lilly Laboratory and Company, Brasiilia)13 pärast 4-päevast STZ süstimist.
Metaboolsed puurid ja proovide kogumineKatseprotokolli 8. nädalal paigutati rotid individuaalsetesse metaboolsetesse puuridesse. Pärast 1-päevast kohanemist mõõdeti vee ja toidu tarbimist ning 24-tunnist uriini mahtu. Uriin koguti ja tsentrifuugiti kiirusel 3, 000 p/min, glükoos, pH ja tihedus määrati kvalitatiivselt, kasutades kaubanduslikult saadavaid ribasid ning nende tasemeid hinnati tootja esitatud andmete alusel (Labor Strips-URS10® Urine Reagent Strips). 10, TECO Diagnostics, USA)14.
Katseperioodi lõpus tuimastati loomad intramuskulaarselt ketamiinvesinikkloriidiga (100 mg/kg)/ksülasiiniga (12 mg/kg). Vereproovid ja lahkusneerudkoguti ja säilitati -80 kraadi juures kuni kreatiniini ja katehhoolamiinide hindamise päevani. Õigeneerudeemaldati primaarse mesangiaalse rakukultuuri jaoks.
Glomerulaarfiltratsiooni kiirusUriini üldvalk (BioRad Protein Assay Reagent, BioRad Labs, Hercules, CA) mõõdeti ülalkirjeldatud viisil kogutud uriini alikvootides15. GFR-i hinnati kreatiniini kliirensi järgi. Kreatiniini mõõdeti uriini- ja plasmaproovides Jaffe meetodil, kasutades Creatinina K® komplekti (Labtest Diagnostica, Brasiilia)16.
Mesangiaalsete rakkude esmane kultuur Mesangiaalsed rakud(MC) saadi roti glomerulitest väljakasvu teel, mis eraldati diferentsiaalsõelumisega, nagu meie rühm on eelnevalt kirjeldanud 17, 18. Lühidalt, glomerulid eraldatineerudkasutades sorteeritud sõelumistehnikat roostevabast terasest ja nailonist võredega steriilsetes tingimustes. CT-, D- ja TD-rottide mesangiaalrakkude primaarsed kultuurid loodi isoleeritud glomerulite (300 glomeruli/cm) külvamisega Dubelcco modifitseeritud Eagle'i söötmesse (DMEM, Invitrogen, Carlsbad, CA)19, mis sisaldas 20 protsenti vasikaloote seerumit (FCS). penitsilliin (50 U/ml), HEPES (15 mM), glutamiin (2 mM) ja D-glükoos (5 mM). Rakkudel lasti rakukultuuri kolbides kasvada 37 kraadi juures 5% CO2 ja 95% õhus. Kultuurikeskkonda vahetati iga 36 tunni järel. 3 nädala pärast koguti rakud trüpsiiniga ja subkultuure kasvatati samas söötmes. Rakke kasutati kolmanda ja viienda subkultuuri vahel ja iseloomustati klassikaliste meetoditega, kasutades järgmisi kriteeriume: tähtrakkude morfoloogiline välimus, ekstratsellulaarse maatriksi immunofluorestsentsvärvimine IV tüüpi kollageeni ja fibronektiini jaoks, negatiivne immunofluorestsentsvärvimine inimese VIII faktori antigeenide (glomerulaarsete endoteelirakkude) jaoks. ) ja tsütokeratiin (parietaalsed epiteelirakud) ning aktiini ja müosiini positiivne immunofluorestsentsvärvimine.
Subkonfluentsusel plaaditi kõikide rühmade mesangiaalsed rakukultuurid ja neid hoiti ülalnimetatud söötmes. 72 tunni pärast loputati rakke kaks korda PBS-ga ja sööde asendati ilma FBS-ita söötmega, et hoida rakke rakutsükli G0 faasis. Seejärel koguti sööde viimase 24 tunni jooksul ja säilitati kuni kasutamiseni temperatuuril -80. Rakud loputati PBS-ga, lüüsiti 1 mM Tris-HCl puhvriga, pH 7,5, ja säilitati kasutamiseni -80 kraadi juures. Katehhoolamiinide kontsentratsioon rakulüsaadis ja söötmes määrati HPLC abil, nagu allpool kirjeldatud.
Katehhoolamiinide kvantifitseerimineTerveneerudhomogeniseeriti 15 ml 0,1 M perkloorhappes, Na2S2O5-s (naatriummetabisulfit) ja 10 µL sisestandardis dihüdroksübensüülamiinis (DHBA) (1 mM). Homogenaate hoiti külmkapis üleöö ja tsentrifuugiti kiirusel 12,000 p/min 50 minutit. Katehhoolamiinid ekstraheeriti kultuurisöötmest (2 ml) ja rakulüsaatidest (0,8 ml), kasutades Al2O3 (alumiiniumoksiid) ja DHBA-d. Katehhoolamiinid alatesneerukudeja mesangiaalseid rakukultuure (kultuurisööde ja rakulüsaat) mõõdeti, kasutades ioonpaaride pöördfaasikromatograafiat koos elektrokeemilise detekteerimisega (0,5 v), nagu on kirjeldanud Di Marco et al8. Kiire isokraatne eraldamine saadi kasutades RP 18 Aquapore katiooni F mikronit, Brownlee kolonni (Applied Biosystems, San Jose, CA) (4,6 x 250 mm), elueerides järgmise liikuva faasiga: {{10 }},02 M naatriumvesinikfosfaat, 0,02 M sidrunhape, pH 2,64, 10 protsenti metanooli, 0,12 mM Na2EDTA ja 566 mg/l heptaansulfoonhapet. Proovi koguanalüüs kestis 30 minutit. Rakuhomogenaatides ja vastavas söötmes leitud katehhoolamiinide tasemed normaliseeriti rakusisese valgusisaldusega.
Statistiline analüüsTulemused on väljendatud keskmistena ± SEM. Statistilised erinevused määrati ühesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) abil. Erinevusi peeti P-s olulisteks<0.05 comparing="" groups="" ct,="" d,="" and="">
Tulemused
In vivo uuringTabel 1 näitab, et D-loomade kehakaal vähenes võrreldes CT (266,90 vs 317,50 g) ja TD (266,90 vs 298{8}} g) rühmadega. Vere glükoosisisaldus D-s saavutas kolm korda kõrgema taseme kui CT (371,40 vs 113,40 mg/dL) rühmas ja insuliinravi aitas edukalt viia veresuhkru tase normaalsesse vahemikku (371,40 vs 114,50 mg/dl).
Erinevate füsioloogiliste ja metaboolsete parameetrite, näiteks veetarbimise ja uriinierituse hindamiseks kasutasime metaboolseid puure (tabel 2). D loomadel oli vee tarbimine 3,5 korda suurem võrreldes CT-ga (109,30 vs 31,30 ml päevas) ja 1,6 korda võrreldes TD rühmaga (109,30 vs 66,50 ml päevas). Uriini eritumisel ilmnes D-rottidel oluliselt suurem diurees võrreldes C-ga (9000 vs 14,70 ml/päevas), mis oli TD-rühmas osaliselt vastupidine (9000 vs 44,50 ml/päevas). päev).
Proteinuria and creatinine clearance were also affected by diabetes. A significant increase in proteinuria was observed in both diabetics groups, D and TD (27.9 ± 3.00 and 19.50 ± 3.10 mg/24hs respectively) compared to CT group (13.6 ± 1.00 mg/24hs). For the creatinine clearance, while CT and TD groups showed normal values (2.20 and 2.07 mL/min respectively), the D group had a sharp decrease in this parameter (0.80 mL/min). The urinary protein / creatinine ratio (rP/C), used to assess injury to the glomeruli when there is still no clinical evidence, demonstrated that group D had this parameter approximately twice as high as for groups CT and TD (rP/C: 1.61; 2.95 and 1.70 for CT, D and TD respectively). Both D and TD also showed decrease in urinary pH (CT= 7.90; D=6.80; TD=6.90) and increased urinary glucose (CT=negative; D>1000; TD<600 mg/dl)="" when="" compared="" to="" the="" control="" group="" (table="">
Joonisel 1 on näidatud katehhoolamiinide sisaldus tervikunaneerudväljavõtted. Nii D kui ka TD rühmas oli norepinefriini taseme oluline langus (CT{{0}},98 pluss 2,06; D=5.86 pluss 0,6*; TD=10 0,88 pluss 2,06* pg·g-1neerudhomogenaat, lk<0.05) as="" seen="" in="">
1A.Neerudepinefriin (CT{{0}},16 pluss 0.04; D=0,29 pluss 0,06; TD=0,33 pluss 0,01 pg ·g-1neerudhomogenaat) ja dopamiini kontsentratsioonid (CT{0}}.04 pluss 0,01; D=0,05 pluss 0,001; TD=0. 04 pluss 0,01 pg·g-1neerudhomogenaat) ei erinenud rühmade vahel.
Mesangiaalne rakukultuurKatehhoolamiinide tase oli kolmes rühmas (CT, D ja TD) kultiveerimissöötmes oluliselt madalam kui intratsellulaarses kambris. Diabeet suurendas norepinefriini, epinefriini ja dopamiini kontsentratsiooni D-rühma söötmes (vastavalt 43,50 pluss 5,70; 149.00 pluss 33,60 ja 57,90 pluss 11,20 pg·mg-1 rakuvalgust, p.<0.05) compared="" to="" ct="" (18.20+1.30;="" 13.30+1.90="" and="" 7.20+0.90="" pg·mg-1cellular="" protein,="" respectively,=""><0.05) and="" td="" (26.90+2.80;="" 17.60+2.3="" and="" 6.80+0.70="" pg·mg-1="" cellular="" protein,="" respectively,=""><0.05)>
AruteluKäesoleva uuringu peamine järeldus oli, et 8-nädalane diabeet muutusneerudkatehhoolamiinergilise süsteemi väga spetsiifilisel viisil, kui katehhoolamiinide tootmine on välja lõigatudneerukudeSTZ-diabeedi põdevatest rottidest saadud rakkude aktiivsust moduleeritakse erinevalt, võrreldes kultiveeritud mesangiaalrakkude tootmise ja sekretsiooniga.
Kuigi STZ-diabeediga rotil tekivad iseloomulikud kahjustused, mis on sarnased inimestel, kellel on diabeetneeruhaigus, see loommudel ei arenda hüpertensiooni, mistõttu on see hea mudel hüperglükeemia enda mõjude hindamiseks. Tegelikult tegid meie rühma eelmises uuringus sama loommudeli ja raviprotokolli Ronchi et al. on näidanud, et STZ-rottidel, keda on ravitud insuliiniga või mitte, ei esine vererõhku tõusu13. Seda kohanemist täheldati ka varem ja mõnel juhul kirjeldavad autorid vererõhu langust20. Hüpertensiooni puudumine selles mudelis võimaldaks meil keskenduda diabeedi metaboolsele mõjuleneerufunktsioonja katehhoolamiinide tootmine, sõltumata süsteemse hüpertensiooni mõjust.
Selles loommudelis täheldasime olulisi erinevusi diabeetikute uriini biomarkeritesneeruhaigus, nagu valgu kogueritumise suurenemine ja kreatiniini kliirensi oluline vähenemine. Oluline on mainida, et STZ-loomadel on progresseeruv proteinuuria ja selle varajane langusneerufunktsioon. Teisest küljest näitavad nad histoloogilisi muutusi, sealhulgas glomeruleid ja tubulointerstitsiaalseid kahjustusi, alles pärast 3-6 kuud kestnud diabeeti. See on kooskõlas meie rühma eelmise uuringuga, kasutades sama loommudelit, kus Ronchi et al. (2007)13 ei leidnud struktuurseid muutusi analüüsidesneeruddiabeetiliste loomade histoloogia haiguse varajases arengus21,22. Seda toetavad ka teised uuringud, mis näitavad, et STZ-loomad võivad olla resistentsed histoloogilise arengu suhtes.neerudkahju 23. Siiski on oluline mainida, et diabeediga kaasnevad struktuurilised patoloogilised muutusedneerudhaigusi, sealhulgas ekstratsellulaarse maatriksi ladestumist, glomerulaarse basaalmembraani paksenemist, proliferatiivsete radade aktiveerumist, tubulaarset atroofiat ja kerget kuni mõõdukat albuminuuriat, on kirjeldatud STZ-loomadel 6 kuud pärast diabeedi esilekutsumist24, 25.
STZ loommudel on kasulik diabeedi varajase patogeneesiga seotud mehhanismi selgitamiseksneerudhaigus25, arvestades, et hüperglükeemiaga kulub vaid paar päeva, et alustada selle tüsistuseni viivate radade ülesreguleerimist26. Selles uuringus iseloomustab polüuuriaga seotud diabeetiliste loomade glomerulaarfiltratsiooni muutused diabeedi algstaadiumis.neerudhaigus 13,27.
Mitmed tõendid viitavad sellele, et lämmastikoksiidi (NO) raja ja reniin-angiotensiini süsteemi (RAS) 28 vahelise tasakaaluhäire varane seisund, mis viib perifeerse sümpaatilise närvisüsteemi aktiivsuse suurenemiseni, on seotud patogeneesiga.neerudDM27-ga kaasnevad talitlushäired,29-31. Lisaks põhjustab angiotensiin II kui RAS-i peamine efektor ja võimas vasokonstriktor katehhoolamiinide vabanemiseni neerupealiste medullast ja prejunktsionaalsetest närvilõpmetest, mis soodustab DM31-ga seotud hüpertensiooni. Di Marco et al. (2008) 6 kasutasid mitterasvunud diabeetiliste hiirte mesangiaalseid rakke ja nende tulemused viitasid diabeedi mõjule nii katehhoolamiinide ensüümide sünteesimisel kui ka lagundamisel, mis viitab nende komponentide võimalikule rollile ägedate ja krooniliste haiguste patogeneesis.neerudDM tüsistused.
Tegelikult suureneb tsirkuleeriv norepinefriini hulk halvasti kontrollitud diabeedi või hüpoglükeemiaga inimestel32. Teisest küljest on teatatud, et katehhoolamiinide tase plasmas väheneb32,33 või ei muutu11,34 vastuseks
diabeet. Kuigi teave on olemas, on ainult tsirkuleerivate plasma katehhoolamiinide põhjal tehtud järelduste paikapidavus sümpaatilise närvisüsteemi aktiivsuse kohta diabeedi korral küsitav, kuna amiinide plasmatasemed ei pruugi tingimata esindada koespetsiifilist sümpaatilist aktiivsust35.
Lisaks vaidlustele, mis puudutavad katehhoolamiinide ringlevat taset vastusena diabeedile, on ka lahknevusi kudede katehhoolamiinide kontsentratsiooni osas, mis näivad sõltuvat diabeedi loommudelist, raskusastmest ja kestusest32, 36. Eelmises uuringus näitas meie rühm seda tervikutneerudMitterasvunud diabeetiliste (NOD) hiirte homogenaadid suurendavad norepinefriini tootmist ja sekretsiooni, võrreldes normoglükeemiliste NOD ja Šveitsi hiirtega6. Kuid Fushimi et al. (1988)37 on teatanud, et kui diabeetilise seisundi kestus rottidel pikeneb, väheneb plasma katehhoolamiini reaktsioon ajaga proportsionaalselt järk-järgult36. Giachetti (1978)38 kirjeldas samuti, kasutades
db/db hiired, mis olenevalt diabeedi kestusest,neerudNorepinefriini kontsentratsiooni ei mõjutata või see väheneb vastusena diabeedile38 ja seda tüüpi muutusi täheldati ka diabeetiliste rottide südamekoes39, 40. See sarnaneb inimestel diabeetikutel täheldatud kliinilisele kulgemisele, mis hõlmab ka katehhoolamiinide eritumise vähenemist pärast autonoomse neuropaatia ilmnemist. Autonoomse neuropaatiaga diabeetilistel patsientidel on sümpaatilise närviaktiivsuse indeksina kasutatud norepinefriini kontsentratsioon plasmas madal. Seda langust täheldatakse siiski ainult patsientidel, kellel on pikaajaline diabeet ja kliiniliselt raske autonoomne neuropaatia36.
Vastuseks insuliinist põhjustatud hüpoglükeemiale autonoomse neuropaatiaga diabeetilistel patsientidel oli epinefriini ja norepinefriini tase plasmas oluliselt madalam kui ilma autonoomse neuropaatiata diabeetikutel ja tervetel inimestel. Need tulemused näitasid, et autonoomse neuropaatiaga diabeetikutel on mõjutatud vastused insuliini poolt indutseeritud epinefriini ja norepinefriini hüpoglükeemiale41. Lisaks põhjustavad DM tüsistustest tulenevad muutused sümpaatilises närvisüsteemis erinevaid kliinilisi ilminguid, nagu posturaalne hüpotensioon ja muutused mitmesugustes vistseraalsetes funktsioonides. On teatatud, et autonoomne neuropaatia on seotud suurenenud suremusega 1. ja 2. tüüpi DM-is ning et kaugelearenenud diabeetilise autonoomse neuropaatiaga patsientidel on plasma norepinefriinisisaldus vähenenud36. Nagu on kirjeldanud Granados et al. (2000)43, on norepinefriini baastasemed langenud külmreaktsioonide ja ortostaatilise testiga patsientidel, kellel on kindel ja raske autonoomne neuropaatia, mis näitab stressi poolt moduleeritud vastust. Samas uuringus ei erinenud epinefriini tase autonoomse neuropaatiaga ja ilma diabeedihaigetel, mis viitab sellele, et neerupealiste funktsioon ei ole muutunud. Need autorid ei leidnud seost vere glükoosisisalduse või glükeeritud hemoglobiini taseme ja neuropaatia raskusastme vahel43.
Käesolevas uuringus ei olnud võimalik kindlaks teha, kas vähenemine onneerudnorepinefriini kontsentratsioon oli neuropaatia või kaitsva reaktsiooni tagajärgneerukahjustus, arvestades, et diabeetikutel on kirjeldatud suurenenud tundlikkust norepinefriini suhtesneerud44. Ikka seoses võimaliku kaitsereaktsiooniga, mis on seotud norepinefriini vähenenud kontsentratsiooniganeeru tSümpaatilise aktivatsiooni tagajärjel tõstab norepinefriin glükoosi taset, mis halvendab loomade metaboolset seisundit45. Oluline on mainida, et katehhoolamiinide kontsentratsiooni märgatav langusneerudkude võib samuti olla tagajärgneerudhüpertroofia, millega ei kaasne norepinefriini üldsisalduse proportsionaalne suurenemine; seega väheneb amiini kontsentratsioon (nanogrammi grammi kohta)38. Asjaomaste andmete lähem analüüsneerudNorepinefriini, epinefriini ja dopamiini kontsentratsioonid näitavad, et diabeet ei põhjusta kolme katehhoolamiini proportsionaalset vähenemist, mis viitab sellele, et norepinefriini kontsentratsiooni oluline langus on tõenäoliselt seotud muutustega perifeerse adrenergilise närvi funktsioonis, mis näib olevat korrelatsioonis katse raskusastmega. diabeetiline sündroom, nagu on täheldatud varasemates uuringutes38.
Luippold et al. (2004)46 teatasid, et kroonilineneeruddenervatsioonil enne STZ-indutseeritud DM indutseerimist oli märkimisväärne renoprotektiivne toime glomerulaarse hüperfifiltratsiooni vastu46. Need leiud toetavad seisukohta, et adrenergilised komponendid on otseselt seotud mõjuganeerudja hemodünaamilised funktsioonid kontrollimatu DM korral. Kliinilises kontekstis on Feyz et al. (2020)47 uuris selle mõjuneerudsümpaatiline denervatsioon 60 hüpertensiivsel patsiendil. Uuringus jõuti järeldusele, et hoolimata vererõhu olulisest langusest ei soodustanud denervatsioon olulisi muutusi ei katehhoolamiinide ega RAS-i komponentides. Kuid praeguseks on kaasatud nii vastutavad vahendajad kui ka nende aluseks olevad mehhanismidneerudsümpaatiline denervatsioon ei ole täielikult mõistetav.
Meie rühm ja teised on näidanud, et primaarsetel MC-del on in vitro katehhoolamiinide tootmiseks vajalik biosünteetiline mehhanism, mis viitab sellele, et nad võivad toimida parakriinse / autokriinse hormoonsüsteemina, aidates kaasa glomerulaarse hemodünaamika janeerudmikrotsirkulatsioon8,48. Arvestades MC tähtsust glomerulaarfunktsiooni säilitamisel, mängivad katehhoolamiinid diabeetilist põhjuslikku rolli.neeruhaigusNagu on näidatud joonisel 49 ja et selle patoloogiaga seotud mehhanismid pole täielikult teada, on meie rühm ka näidanud, et NOD hiirtest (I tüüpi DM) eraldatud MC produtseeris ja sekreteeris kõrgemaid dopamiini ja norepinefriini tasemeid, suurendades türosiini hüdroksülaasi aktiivsust ja pärssides. monoamiini oksüdaasi aktiivsus 6.
Siin kirjeldasime, et STZ-rottidest eraldatud kultiveeritud MC (rakulüsaat) tekitas kontrolliga võrreldes kõrgemat norepinefriini, epinefriini ja dopamiini taset ning insuliinravi suutis neid vähendada. Teisest küljest MC
STZ-diabeediga rottidest eritasid suurenenud kogused epinefriini ja dopamiini, kuid mitte norepinefriini (kultuuri söödet), ja see tasakaalustamatus korrigeeriti insuliiniga, näidates hüperglükeemia olulist rolli nende muutuste tekkes. On hästi teada, et MC kontrollib glomerulaarfunktsiooni tänu nende võimele kokku tõmmata ja vähendada glomerulaarkapillaaride pindala ning sünteesida mitmeid hormoone. Nende vasoaktiivsete ainete kohalik teke võib põhjalikult muutudaneerufunktsioon, sõltumatu süsteemsetest hemodünaamilistest muutustest6,50. Normaalses olekus neutraliseerib MC tooniline kokkutõmbumine intraglomerulaarset hüpertensiooni, et säilitada GFR konstantsena autoregulatsiooni abil. Esmakordselt esitasid Kimmelsteil ja kaastöötajad51 tõendeid MC osalemise kohta DM-is, kes näitasid, et mesangium oli diabeetilise nefropaatiaga seotud esialgne glomerulaarne sait. Hilisemad uuringud on näidanud, et diabeetilise seisundi korral tekib hüperfifiltratsioon, kui MC ei saaks isomeetriliselt ja isotooniliselt kokku tõmbuda, et neutraliseerida intraglomerulaarset rõhku. Seega näitavad mitmesuguste diabeedimudelite tõendid, et düsfunktsionaalne MC on osaliselt vastutav diabeetilise hüperfifiltratsiooni seisundi eest. Siiski on tõenäoline, et MC patoloogilises vastuses diabeedi korral ei osale mitte üks, vaid mitu signalisatsiooniteed.
Meie tulemused näitavad dopamiini kontsentratsiooni ja sekretsiooni märkimisväärset suurenemist kultiveeritud MC poolt ning see uuringukava võimaldas meil esimest korda näidata, et vastusena diabeedile toodab dopamiinineerudkoeekstrakt on erinevalt moduleeritud võrreldes MC produktsiooniga diabeetilistelt rottidelt. See erinevus viitab dopamiini võimalikule kaitsvale rollile MC-s vastusena haiguse progresseerumiseleneerudhaigus STZ loommudelis. Tegelikult on kirjeldatud, et suurenenud intrarenaalne dopamiini tase pärssis hüperfiltratsiooni, vähendas oksüdatiivse stressi markereid ja pärssis makrofaagide infiltratsiooni, samas kui vähenenud intrarenaalsel dopamiini tootmisel oli vastupidine mõju. Tõepoolest, Marwaha et al. (2004)52 näitas, et STZ-indutseeritud diabeetiliste rottide esinemissagedus vähenesneeruddopamiini D1 retseptori funktsiooni, mis omakorda on tingitud dopamiini D1 retseptori ekspressiooni vähenemisest ja retseptori sidestumise defektist G-valguga. Autorid kirjeldavad, et see kõrvalekalle D1-retseptori ekspressioonis koos retseptori G-valgu puuduliku sidestamise ja funktsiooniga on osaliselt põhjustatud hüperglükeemiast ja võib kaasa aidata I tüüpi diabeedi korral täheldatavale naatriumipeetusele. Kirjanduses on kirjeldatud, et dopamiinil on diabeetilise nefropaatia puhul keskset rolli49.
Kokkuvõttes näitasime, et STZ-i manustamine põhjustas märkimisväärselt vere glükoositaseme tõusu ja kehakaalu langust koos teiste tüüpiliste diabeedi sümptomitega, sealhulgas polüdipsia, polüfaagia ja polüuuria, mis insuliinraviga osaliselt tühistati. Diabeedi algusega täheldati kreatiniini kliirensi vähenemist, mis näitab diabeetiku edukat väljakujunemist.neeruhaigusmudel. Samuti näitasid tulemused, et 8 nädalat diabeeti muutisneerudkatehhoolamiinergilise süsteemi väga spetsiifilisel viisil, kui katehhoolamiinide tootmine on välja lõigatudneeruddiabeetiliste rottide kude on erinevalt moduleeritud, võrreldes kultiveeritud MC tootmise ja sekretsiooniga. Selle hormonaalse kaskaadi reguleerimine ja selle võimalik panus glomerulaarfunktsiooni neerusisesesse kontrolli diabeedi korral ei ole täielikult teada.
Kuid kuna genoomilised ja proteoomilised tööriistad muutuvad üha kättesaadavamaks, tuvastatakse selle rajaga seoses mitmeid transkriptsioonifaktoreid ja regulaatoreid, mis võiksid võimaldada paremini mõista panust, mida raku ja koe katehhoolamiinide muutused diabeedi patogeneesis annavad.neeruhaigus. Lisaks parem arusaamine patofüsioloogiastneeruddiabeediga seotud haigus aitab välja töötada uusi ja täiendavaid ravimi sihtmärke. Lõpuks tahaksime rõhutada ka MC-mudeli tähtsust, kuna see pakub mugavat mudelit selle uurimiseksneerudkatehhoolamiinide süntees ja vabanemine, millel puudub neuronaalne panus.
