Pengeluaran Katekolamin Oleh Tisu Buah Pinggang Dan Kultur Sel Mesangial Dimodulasi Secara Berbeza Oleh Diabetes
Feb 21, 2022
Abstrak
pengenalan:Menurut Persekutuan Diabetes Antarabangsa, bilangan penghidap diabetes mellitus mungkin mencapai 700 juta pada tahun 2045. Katekolamin terlibat dalam pengawalan beberapafungsi buah pinggang. Kajian ini menyiasat kesan hiperglikemia pada metabolisme katekolamin dalambuah pinggangtisu daripada tikus kencing manis kawalan, kencing manis dan dirawat insulin, kedua-duanya secara in vivo dan in vitro.Kaedah:Tikus Wistar-Hannover jantan telah rawak kepada: kumpulan kawalan, kencing manis, dan diabetes yang dirawat dengan insulin. Diabetes disebabkan oleh satu suntikan streptozotocin, dan kumpulan yang dirawat diabetes juga menerima insulin. Selepas 60 hari, darah dantisu buah pinggangdaripada semua kumpulan telah dikumpulkan untuk kuantifikasi katekolamin dan
kultur sel mesangial.Keputusan:tikus diabetes mempunyai berat badan yang lebih rendah, hiperglisemia, dan meningkatkan pengambilan air dan diuresis. Di samping itu, diabetes menggalakkan penurunan mendadak dalam pelepasan kreatinin berbanding kumpulan kawalan. Mengenai keseluruhannyabuah pinggangekstrak, kedua-dua kumpulan diabetes (dirawat dan tidak dirawat) mempunyai pengurangan ketara dalam kepekatan norepinephrine. Dalam kultur sel mesangial, kepekatan katekolamin lebih rendah dalam medium kultur berbanding dalam petak intrasel untuk semua kumpulan. Norepinephrine, epinephrine, dan tahap sederhana dopamin telah meningkat dalam kumpulan diabetes.Kesimpulan:Penemuan utama kajian ini ialah 8 minggu induksi diabetes telah mengubahbuah pinggangsistem katekolaminergik dengan cara yang sangat khusus, apabila pengeluaran katekolamin dalam dikeluarkantisu buah pinggangdaripada tikus diabetes dimodulasi secara berbeza berbanding dengan pengeluaran dan rembesan oleh sel mesangial yang dikultur.
Kata kunci:Diabetes Melitus; Katekolamin; Norepinephrine; Epinefrin; Dopamin; buah pinggang
pengenalanMenurut Persekutuan Diabetes Antarabangsa, bilangan penghidap diabetes mellitus (DM) mungkin mencapai 700 juta pada tahun 20451. Jumlah ini membimbangkan kerana diabetes mempengaruhi kualiti hidup dan jangka hayat pesakit. Pelbagai usaha telah dilakukan dalam mencari pemahaman yang lebih baik tentang penyakit ini dan yang paling penting komplikasinya. Jika tidak dikawal ketat, hiperglikemia membawa kepada pelbagai penyakit makro dan mikrovaskular kronik termasuk strok, neuropati, retinopati, danpenyakit buah pinggang2 . Antaranya, komplikasi yang paling memudaratkan ialah diabetespenyakit buah pinggang, mewakili kebimbangan utama kesihatan awam di seluruh dunia, tanpa mengira jenis diabetes3.
Penghidap kencing manispenyakit buah pinggangadalah penyebab utama kematian dan morbiditi pada pesakit diabetes dan terdiri daripada sklerosis dan fibrosis glomerular yang disebabkan oleh perubahan metabolik dan hemodinamik yang berkaitan dengan diabetes. Selepas tempoh lama 'diam' dengan kadar perkumuhan albumin urin yang normal, tanda klinikal pertama penyakit ini muncul3. Kehadiran albuminuria patologi yang berterusan lebih daripada 300mg/24jam (macroalbuminuria) disertai dengan peningkatan kreatinin plasma secara tidak normal atau kadar penapisan glomerular yang berkurangan (GFR) menentukan diabetes.penyakit buah pinggang4. Secara histologi, kencing manispenyakit buah pinggangdimanifestasikan sebagai pengembangan mesangial meresap atau nodular, penebalan membran bawah tanah tiub dan glomerular, serta fibrosis interstisial5.
Sel mesangial adalah konstituen utamabuah pinggangglomerulus. Mereka memainkan peranan penting dalam pengawalan GFR dan mengambil bahagian dalam pembangunan keabnormalan glomerular berfungsi dan morfologi6. Sel-sel mesangial sepadan dengan satu pertiga daripada populasi sel glomerular terdekapsul dan membenarkan pelbagai peranan fisiologi dalam fungsi glomerular normal seperti sintesis dan rembesan matriks ekstraselular. Selain itu, ia memberikan struktur dan kestabilan kepada penapisan
penghalang dan, lebih-lebih lagi, mereka adalah sasaran pelbagai jenis hormon dan faktor pertumbuhan7. Jenis sel ini membentuk tapak yang berpotensi untuk pengeluaran katekolamin, menyatakan semua enzim mensintesis dan merendahkan yang diperlukan untuk lata pengeluaran8.
Katekolamin adalah hormon terkenal yang memainkan peranan penting dalam pengawalseliaan pelbagaibuah pinggangfungsi fisiologi, seperti metabolisme natrium dan air serta kawalan tekanan arteri, dan peranan penyebab akibat dalam beberapa penyakit biasa termasuk hipertensi, dislipidemia (sindrom metabolik), dan diabetes9. Dalam beberapa model eksperimen, DM diinduksi oleh streptozotocin (STZ) yang secara selektif memusnahkan sel-sel pulau kecil pankreas yang meniru DM jenis 1 manusia, mengakibatkan kekurangan insulin, hiperglikemia, polidipsia dan poliuria10. Jenis DM eksperimen ini disertai dengan peningkatan katekolamin dalam otak, jantung, dan pankreas 11, 12. Dalambuah pinggang, Marco et al. (2008) 6 menunjukkan bahawa DM menyebabkan perubahan pada katekolamin dalam kultur sel mesangial primer daripada tikus diabetes yang tidak obes. Penulis memerhatikan peningkatan pengeluaran/rembesan dopamin dan norepinephrine dalam kultur sel mesangial danbuah pinggangtisu, yang boleh menyumbang kepada kerosakanfungsi buah pinggang. Penulis menggambarkan bahawa diabetes mengubah pengeluaran katekolamin dengan mengganggu kedua-dua enzim sintesis dan merendahkan, mencadangkan kemungkinan peranan katekolamin dalam patogenesis akut dan kronik.buah pinggangkomplikasi DM6.
Oleh itu tujuan kajian ini adalah untuk menyiasat profil katekolamin secara keseluruhantisu buah pinggangdan juga dalam kultur sel mesangial primer yang diperoleh daripada kawalan dan tikus Wistar yang dirawat STZ yang boleh menyumbang kepada diabetes.penyakit buah pinggangpembangunan.
Bahan dan Kaedah
Kenyataan etikaSemua prosedur percubaan mengikut Garis Panduan Institusi untuk Penjagaan dan Penggunaan Haiwan Makmal, dan protokol telah diluluskan oleh Jawatankuasa Etika Universidade Federal de São Paulo, Brazil (CEP/UNIFESP - 0240/08).
Reka bentuk eksperimenKajian semasa telah dijalankan untuk menyiasat kesan hiperglikemia pada katekolamin dalambuah pinggangtisu daripada tikus STZ-diabetes dan insulin yang dirawat STZ-diabetes, kedua-dua in vivo dan in vitro. Tikus Wistar-Hannover jantan menerima suntikan STZ tunggal untuk menjadikan mereka diabetes dan ditemani selama 60 hari selepas permulaan diabetes. Sampel air kencing dan darah telah dikumpul danbuah pinggangtisu dikeluarkan.buah pinggangdigunakan untuk analisis morfologi, kuantifikasi katekolamin tisu, dan kultur sel mesangial. Kepekatan katekolamin ditentukan dalam kultur sel mesangial daripada kawalan (CT), STZ-diabetik (D) dan tikus STZ-diabetes (TD) yang dirawat dengan insulin.
Haiwan dan kumpulan eksperimenTikus Wistar-Hannover jantan berusia dua bulan (n=8/kumpulan) yang diperoleh daripada Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia of Universidade Federal de São Paulo (CEDEME), telah digunakan sepanjang kajian ini, dan secara rawak dibahagikan kepada 3 kumpulan: kawalan (CT), diabetes (D), dan diabetes yang dirawat insulin (TD). Haiwan diberi makanan makmal standard dan diberi air paip secara ad libitum semasa ditempatkan (4-5 setiap sangkar) dalam bilik terkawal suhu dan kelembapan (22 darjah dan 60±5 peratus ), dengan kitaran gelap terang selama 12:12 jam (lampu menyala pada 7 pagi) selama 60 hari.
Diabetes disebabkan oleh suntikan vena ekor tunggal STZ selepas berpuasa 12 jam (STZ, 60 mg/kg berat badan; Sigma, Chemical, St. Louis, MO; dalam penimbal sitrat 0.01 M yang baru disediakan, pH 4.513 Haiwan kawalan yang dipadankan dengan umur disuntik dengan penimbal sitrat sahaja. Haiwan yang disuntik STZ dibenarkan meminum larutan glukosa 5 peratus semalaman untuk mengelakkan kematian hipoglisemik akibat dadah awal. Selepas tempoh ini, haiwan dipelihara selama 3 hari dengan akses percuma kepada makanan dan air. Haiwan yang disuntik STZ menunjukkan glikosuria dan hiperglikemia yang besar dalam masa beberapa hari, dan diabetes disahkan dengan mengukur kepekatan glukosa darah puasa 4 hari selepas suntikan dadah. Glukosa darah puasa ditentukan dalam sampel darah yang diperolehi dengan cucuk ekor, menggunakan jalur glukometer yang dikendalikan (Accu-Check® Sensor, Roche, Switzerland), dan tikus dengan glukosa plasma berpuasa lebih daripada 250 mg/dL dianggap sebagai diabetes. Tikus TD mula menerima 2 UI (setiap hari) insulin Neutral Protamine Hagedorn (NPH Humulin® N, Eli Lilly Laboratory and Company, Brazil)13 selepas 4 hari suntikan STZ.
Sangkar metabolik dan pengumpulan sampelPada minggu ke-8 protokol eksperimen, tikus ditempatkan di dalam sangkar metabolik individu. Selepas 1 hari penyesuaian, pengambilan air dan makanan, serta jumlah air kencing 24 jam diukur. Urin dikumpul dan disentrifugasi pada 3,000 rpm, glukosa, pH dan ketumpatan ditentukan secara kualitatif menggunakan jalur yang tersedia secara komersil dan tahapnya telah digredkan berdasarkan butiran yang diberikan oleh pengilang (Labor Strips-URS10® Urine Reagent Strips 10, Diagnostik TECO, Amerika Syarikat)14.
Pada akhir tempoh percubaan, haiwan telah dibius secara intramuskular dengan ketamin hidroklorida (100 mg/kg)/ xylazine (12 mg/kg). Sampel darah dan kiribuah pinggangtelah dikumpul dan disimpan pada -80 darjah sehingga hari penilaian kreatinin dan katekolamin. Betulbuah pinggangtelah dikeluarkan untuk kultur sel mesangial primer.
Kadar penapisan glomerularJumlah protein air kencing (BioRad Protein Assay Reagent, BioRad Labs, Hercules, CA) diukur dalam aliquot air kencing yang dikumpul seperti yang diterangkan di atas15. GFR dianggarkan oleh pelepasan kreatinin. Kreatinin diukur dalam sampel air kencing dan plasma dengan kaedah Jaffe menggunakan kit Creatinina K® (Labtest Diagnostica, Brazil)16.
Kultur utama sel mesangial Sel mesangial(MC) diperolehi dengan hasil daripada glomeruli tikus, diasingkan dengan penyaringan pembezaan, seperti yang diterangkan sebelum ini oleh kumpulan kami17,18. Secara ringkas, glomeruli telah diasingkan daripadabuah pinggangmenggunakan teknik penapisan berperingkat dengan keluli tahan karat dan jerat nilon di bawah keadaan steril. Kultur utama sel mesangial daripada tikus CT, D, dan TD telah ditubuhkan dengan menyadurkan glomeruli terpencil (300 glomeruli/cm) dalam Medium Helang Modified Dubelcco (DMEM, Invitrogen, Carlsbad, CA)19 yang mengandungi 20 peratus serum anak lembu janin (FCS), penisilin (50 U/mL), HEPES (15 mM), glutamin (2 mM), dan D-glukosa (5 mM). Sel dibenarkan berkembang pada 37 darjah dalam 5 peratus CO2 dan 95 peratus udara dalam kelalang kultur sel. Medium kultur diganti setiap 36 jam. Selepas 3 minggu, sel dituai dengan trypsin dan subkultur ditanam dalam medium kultur yang sama. Sel digunakan antara subkultur ketiga dan kelima dan dicirikan oleh kaedah klasik menggunakan kriteria berikut: penampilan morfologi sel stellate, pewarnaan imunofluoresensi matriks ekstraselular untuk kolagen dan fibronektin jenis IV, pewarnaan imunofluoresensi negatif untuk antigen faktor VIII manusia (sel endothelial glomerular). ) dan sitokeratin (sel epitelium parietal), dan pewarnaan imunofluoresensi positif untuk aktin dan miosin.
Pada subconnfluence, kultur sel mesangial dari semua kumpulan disalut dan dikekalkan dalam medium kultur yang ditunjukkan di atas. Selepas 72 jam, sel dibilas dua kali dengan PBS dan media kultur digantikan dengan medium tanpa FBS, untuk mengekalkan sel dalam fasa G0 kitaran sel. Medium kultur kemudiannya dikumpul selama 24 jam yang lalu dan disimpan pada -80 darjah sehingga digunakan. Sel telah dibilas dengan PBS, dilisiskan dengan penimbal Tris-HCl 1 mM, pH 7.5, dan disimpan pada -80 darjah sehingga digunakan. Kepekatan katekolamin dalam lisat sel dan medium kultur ditentukan oleh HPLC, seperti yang diterangkan di bawah.
Kuantifikasi katekolaminKeseluruhanbuah pinggangtelah dihomogenkan dalam 15 mL 0.1 M asid perklorik, Na2S2O5 (natrium metabisulfit), dan 10 µL standard dalaman dihydroxybenzylamine (DHBA) (1 mM). Homogenat disimpan di dalam peti sejuk semalaman dan disentrifugasi pada 12,000 rpm selama 50 minit. Katekolamin diekstrak daripada medium kultur (2 mL) dan lisat sel (0.8 mL) menggunakan Al2O3 (alumina) dan DHBA. Katekolamin daripadatisu buah pinggangdan kultur sel mesangial (media kultur dan lisat sel) diukur menggunakan kromatografi fasa songsang pasangan ion ditambah dengan pengesanan elektrokimia (0.5 v) seperti yang diterangkan oleh Di Marco et al8 . Pemisahan isokratik pantas diperoleh menggunakan mikron RP 18 Aquapore kation F, Lajur Brownlee (Applied Biosystems, San Jose, CA) (4.6x250 mm) yang dicairkan dengan fasa mudah alih berikut: {{10 }}.02 M natrium dibasic fosfat, 0.02 M asid sitrik, pH 2.64, 10 peratus metanol, 0.12 mM Na2 EDTA dan 566 mg/L asid heptanesulfonic. Jumlah analisis sampel berlangsung selama 30 minit. Tahap katekolamin yang terdapat dalam homogenat sel serta dalam medium kultur koresponden telah dinormalkan oleh kandungan protein intraselular.
Analisis statistikKeputusan dinyatakan sebagai min ± SEM. Perbezaan statistik ditentukan oleh analisis varians sehala (ANOVA). Perbezaan dianggap penting di P<0.05 comparing="" groups="" ct,="" d,="" and="">
Keputusan
Dalam Kajian VivoJadual 1 menunjukkan bahawa haiwan D menunjukkan pengurangan berat badan berbanding kumpulan CT (266.90 lwn 317.50 g) dan TD (266.90 lwn 298.00 g). Glukosa darah dalam D mencapai paras setinggi 3 kali ganda daripada kumpulan CT (371.40 vs 113.40 mg/dL) dan rawatan insulin berjaya membawa glukosa darah kembali ke julat normal (371.40 vs 114.50 mg/dL).
Kami menggunakan sangkar metabolik untuk menilai parameter fisiologi dan metabolik yang berbeza seperti pengambilan air dan pengeluaran air kencing (Jadual 2). Haiwan D mempunyai peningkatan 3.5 kali ganda dalam pengambilan air jika dibandingkan dengan CT (109.30 vs 31.30 mL/hari) dan 1.6 kali berbanding kumpulan TD (109.30 vs 66.50 mL/hari). Mengenai perkumuhan air kencing, tikus D menunjukkan diuresis yang jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan C (90.00 lwn 14.70 mL/hari), yang sebahagiannya terbalik dalam kumpulan TD (90.00 lwn 44.50 mL/ hari).
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="">
Rajah 1 menunjukkan kandungan katekolamin secara keseluruhanbuah pinggangekstrak. Kedua-dua kumpulan D dan TD mengalami penurunan ketara dalam tahap norepinephrine (CT{{0}}.98 campur 2.06; D=5.86 tambah 0.6*; TD=10 .88 tambah 2.06* pg·g-1buah pingganghomogenat, hlm<0.05) as="" seen="" in="">
1A.buah pinggangepinefrin (CT{{0}}.16 tambah 0.04; D=0.29 tambah 0.06; TD=0.33 tambah 0.01 pg ·g-1buah pingganghomogenat) dan kepekatan dopamin (CT{{0}}.04 campur 0.01; D=0.05 campur 0.001; TD=0. 04 tambah 0.01 pg·g-1buah pingganghomogenat) tidak berbeza antara kumpulan.
Kultur sel MesangialTahap katekolamin jauh lebih rendah dalam medium kultur berbanding dalam petak intrasel dalam tiga kumpulan (CT, D dan TD). Diabetes meningkatkan kepekatan norepinephrine, epinephrine, dan dopamine dalam medium kultur daripada kumpulan D (43.50 campur 5.70; 149.00 tambah 33.60 dan 57.90 tambah 11.20 pg·mg-1 protein selular, 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)>
PerbincanganPenemuan utama kajian ini ialah 8 minggu diabetes berubahbuah pinggangsistem katekolaminergik dengan cara yang sangat khusus, sebaik sahaja pengeluaran katekolamin dengan dikeluarkantisu buah pinggangdaripada tikus STZ-diabetes dimodulasi secara berbeza berbanding dengan pengeluaran dan rembesan oleh sel mesangial yang dikultur.
Walaupun tikus STZ-diabetes mengalami lesi ciri yang serupa dengan yang terdapat dalam diabetes manusiapenyakit buah pinggang, model haiwan ini tidak mengembangkan hipertensi, menjadikannya model yang baik untuk menilai kesan hiperglisemia itu sendiri. Malah, dalam kajian terdahulu dari kumpulan kami menggunakan model haiwan dan protokol rawatan yang sama, Ronchi et al. telah menunjukkan bahawa tikus STZ yang dirawat atau tidak dengan insulin, tidak menunjukkan peningkatan tekanan darah13. Penyesuaian ini juga pernah diperhatikan sebelum ini, dan dalam beberapa kes, penulis menggambarkan penurunan tekanan darah20. Ketiadaan hipertensi dalam model ini akan membolehkan kita menumpukan pada kesan metabolik diabetes padafungsi buah pinggangdan pengeluaran katekolamin, secara bebas daripada kesan hipertensi sistemik.
Dalam model haiwan ini kami memerhatikan perbezaan ketara dalam biomarker kencing kencing manispenyakit buah pinggang, seperti peningkatan jumlah perkumuhan protein dan penurunan penting dalam pelepasan kreatinin. Adalah penting untuk menyebut bahawa haiwan STZ menunjukkan proteinuria progresif dan penurunan awalfungsi buah pinggang. Sebaliknya, ia menunjukkan perubahan histologi, termasuk glomeruli dan lesi tubulointerstitial, hanya selepas 3-6 bulan diabetes. Ini adalah selaras dengan kajian terdahulu dari kumpulan kami, menggunakan model haiwan yang sama, di mana Ronchi et al. (2007)13 tidak menemui sebarang analisis perubahan strukturbuah pingganghistologi haiwan kencing manis semasa perkembangan awal penyakit21,22. Ini juga disokong oleh kajian lain, menunjukkan bahawa STZ-haiwan boleh tahan terhadap perkembangan histologi.buah pinggangkerosakan23. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menyebut bahawa perubahan patologi struktur yang berkaitan dengan diabetesbuah pinggangpenyakit, termasuk pemendapan matriks ekstraselular, penebalan membran bawah tanah glomerular, pengaktifan laluan proliferatif, atrofi tiub, dan albuminuria ringan hingga sederhana, telah diterangkan dalam haiwan STZ 6 bulan selepas induksi pada diabetes24,25.
Model haiwan STZ berguna untuk menjelaskan mekanisme yang berkaitan dengan patogenesis awal diabetesbuah pinggangpenyakit25 memandangkan ia hanya mengambil masa beberapa hari sahaja untuk hiperglisemia untuk mula mengawal selia laluan yang membawa kepada komplikasi ini26. Dalam kajian ini, perubahan penapisan glomerular haiwan diabetes yang dikaitkan dengan poliuria mencirikan peringkat awal diabetes.buah pinggangpenyakit13,27.
Beberapa baris bukti telah mencadangkan bahawa keadaan awal ketidakseimbangan antara laluan nitrik oksida (NO) dan sistem renin-angiotensin (RAS)28 yang membawa kepada peningkatan dalam aktiviti sistem saraf simpatetik periferi terlibat dalam patogenesisbuah pinggangdisfungsi yang mengiringi DM27,29-31. Di samping itu, angiotensin II sebagai pengesan utama RAS dan vasoconstrictor yang kuat, membawa kepada pembebasan katekolamin dari medulla adrenal dan ujung saraf prejunctional, yang terdedah kepada hipertensi yang dikaitkan dengan DM31. Di Marco et al. (2008)6 menggunakan sel mesangial daripada tikus diabetes yang tidak obes dan keputusannya mencadangkan implikasi diabetes pada kedua-dua enzim katekolamin yang mensintesis dan merendahkan, mencadangkan kemungkinan peranan komponen ini dalam patogenesis akut dan kronik.buah pinggangkomplikasi DM.
Malah, norepinephrine yang beredar meningkat pada orang yang menghidap diabetes atau hipoglikemia32 yang kurang dikawal. Sebaliknya, telah dilaporkan bahawa paras katekolamin plasma menurun32,33, atau tidak berubah11,34 sebagai tindak balas kepada
kencing manis. Walaupun maklumat wujud, kesahihan inferens tentang aktiviti sistem saraf simpatetik pada diabetes hanya berdasarkan katekolamin plasma yang beredar boleh dipersoalkan kerana paras plasma amina tidak semestinya mewakili aktiviti simpatetik khusus tisu35.
Selain daripada kontroversi mengenai tahap peredaran katekolamin sebagai tindak balas kepada diabetes, terdapat juga percanggahan mengenai kepekatan katekolamin tisu yang nampaknya bergantung pada model haiwan, keterukan, dan tempoh diabetes32,36. Dalam kajian terdahulu, kumpulan kami menunjukkan keseluruhannyabuah pingganghomogenat daripada tikus diabetes bukan obes (NOD) menunjukkan peningkatan pengeluaran dan rembesan norepinephrine berbanding NOD normoglikemik dan tikus Switzerland6. Walau bagaimanapun, Fushimi et al. (1988)37 telah melaporkan bahawa apabila tempoh keadaan diabetik memanjang pada tikus, terdapat penurunan berperingkat berkadar masa dalam tindak balas katekolamin plasma36. Giachetti (1978)38 juga menerangkan, menggunakan
tikus db/db, yang bergantung pada tempoh diabetes,buah pinggangkepekatan norepinephrine tidak dipengaruhi atau dikurangkan sebagai tindak balas kepada diabetes38, dan jenis perubahan ini juga diperhatikan dalam tisu jantung daripada tikus diabetes39,40. Ini adalah serupa dengan kursus klinikal yang diperhatikan dalam pesakit kencing manis manusia, yang juga termasuk pengurangan perkumuhan katekolamin selepas kemunculan neuropati autonomi. Pada pesakit diabetes dengan neuropati autonomi, kepekatan norepinephrine plasma, digunakan sebagai indeks aktiviti saraf simpatetik, adalah rendah. Penurunan ini, walau bagaimanapun, hanya ditemui pada pesakit dengan tempoh diabetes yang lama dengan neuropati autonomi yang teruk secara klinikal36.
Sebagai tindak balas kepada hipoglikemia yang disebabkan oleh insulin dalam pesakit diabetes dengan neuropati autonomi, paras plasma epinefrin dan norepinefrin adalah jauh lebih rendah daripada pesakit diabetes tanpa neuropati autonomi dan individu yang sihat. Keputusan ini menunjukkan bahawa tindak balas kepada hipoglikemia yang disebabkan oleh insulin bagi epinefrin dan norepinefrin terjejas dalam pesakit diabetes dengan neuropati autonomi41. Lebih-lebih lagi, perubahan dalam sistem saraf simpatetik akibat komplikasi DM membawa kepada manifestasi klinikal yang berbeza, seperti hipotensi postur dan perubahan dalam pelbagai fungsi visceral. Telah dilaporkan bahawa neuropati autonomi berkaitan dengan peningkatan kematian dalam jenis 1 dan jenis 2 DM dan bahawa pesakit dengan neuropati autonomi diabetes lanjutan telah menurunkan norepinefrin plasma36. Seperti yang diterangkan oleh Granados et al. (2000) 43, tahap basal norepinephrine berkurangan pada pesakit di bawah tindak balas sejuk dan ujian ortostatik dengan neuropati autonomi yang pasti dan teruk, membuktikan tindak balas yang dimodulasi oleh tekanan. Dalam kajian yang sama, tahap epinefrin dalam pesakit diabetes dengan dan tanpa neuropati autonomi tidak berbeza, menunjukkan bahawa fungsi adrenal tidak diubah. Pengarang ini tidak menemui perkaitan glukosa darah atau paras hemoglobin terglikasi dengan keterukan neuropati43.
Dalam kajian ini, tidak mungkin untuk menentukan sama ada penurunan padabuah pinggangkepekatan norepinephrine adalah akibat daripada neuropati atau tindak balas perlindungan kepadakerosakan buah pinggang, memandangkan peningkatan sensitiviti kepada norepinephrine telah diterangkan dalam diabetesbuah pinggang44. Masih mengenai tindak balas perlindungan yang mungkin berkaitan dengan pengurangan kepekatan norepinephrine dalambuah pinggang tisu, akibat pengaktifan bersimpati, norepinephrine meningkatkan tahap glukosa memburukkan keadaan metabolik haiwan45. Adalah penting untuk menyebut bahawa penurunan ketara pada kepekatan katekolamin dalambuah pinggangtisu juga boleh menjadi akibat daripadabuah pingganghipertrofi, tidak disertai dengan peningkatan berkadar dalam jumlah kandungan norepinephrine; oleh itu, kepekatan amina (nanogram per gram) berkurangan38. Analisis lebih dekat data berkenaanbuah pinggangkepekatan norepinephrine, epinephrine, dan dopamine menunjukkan bahawa diabetes tidak menyebabkan penurunan berkadar dalam tiga katekolamin, menunjukkan bahawa penurunan penting dalam kepekatan norepinephrine mungkin berkaitan dengan perubahan dalam fungsi saraf adrenergik periferal, yang nampaknya berkorelasi dengan keterukan eksperimen. sindrom diabetik, seperti yang diperhatikan dalam kajian terdahulu38.
Luippold et al. (2004)46 melaporkan bahawa kronikbuah pinggangdenervasi sebelum induksi DM yang disebabkan oleh STZ mempunyai tindakan renoprotektif yang besar terhadap hiperfifiltrasi glomerular46. Findings ini menyokong pandangan bahawa komponen adrenergik secara langsung berkaitan dengan kesan ke atasbuah pinggangdan fungsi hemodinamik dalam DM yang tidak terkawal. Dalam konteks klinikal, Feyz et al. (2020)47 mengkaji kesan daripadabuah pinggangdenervasi simpatetik pada 60 pesakit hipertensi. Kajian itu menyimpulkan bahawa walaupun pengurangan ketara dalam tekanan darah, denervasi tidak menggalakkan perubahan ketara dalam katekolamin mahupun komponen RAS. Walau bagaimanapun, sehingga kini, pengantara yang bertanggungjawab serta mekanisme asas yang terlibat dalambuah pinggangdenervasi simpatik tidak difahami sepenuhnya.
Kumpulan kami dan yang lain telah menunjukkan bahawa MC primer mempunyai jentera biosintetik yang diperlukan untuk menghasilkan katekolamin secara in vitro, menunjukkan bahawa mereka boleh bertindak sebagai sistem hormon paracrine/autokrin, menyumbang kepada pengawalan hemodinamik dan glomerular.buah pinggangperedaran mikro8,48. Memandangkan kepentingan MC dalam mengekalkan fungsi glomerular, katekolamin memainkan peranan penyebab dalam diabetes.penyakit buah pinggang49, dan mekanisme asas yang terlibat dalam patologi ini tidak difahami sepenuhnya, kumpulan kami juga telah menunjukkan bahawa MC diasingkan daripada tikus NOD (jenis I DM) menghasilkan dan merembeskan tahap dopamin dan norepinephrine yang lebih tinggi dengan meningkatkan aktiviti tyrosine hydroxylase dan menghalang. aktiviti monoamine oxidase 6.
Di sini, kami menerangkan bahawa MC berbudaya yang diasingkan daripada tikus STZ (lisat sel), menghasilkan paras norepinefrin, epinefrin, dan dopamin yang lebih tinggi berbanding dengan kawalan, dan rawatan insulin mampu mengurangkannya. Sebaliknya, MC
daripada tikus kencing manis STZ merembeskan peningkatan jumlah epinefrin dan dopamin, tetapi bukan norepinephrine (media kultur), dan ketidakseimbangan ini telah diperbetulkan oleh insulin, menunjukkan peranan penting hiperglikemia pada perkembangan perubahan ini. Telah diketahui umum bahawa MC mengawal fungsi glomerular kerana keupayaannya untuk mengecut dan mengurangkan luas permukaan kapilari glomerular, dan mensintesis beberapa hormon. Generasi tempatan bahan vasoaktif ini boleh berubah dengan ketarafungsi buah pinggang, bebas daripada pengubahsuaian hemodinamik sistemik6,50. Dalam keadaan normal, penguncupan tonik oleh MC mengatasi hipertensi intraglomerular untuk mengekalkan pemalar GFR oleh autoregulasi. Bukti untuk penglibatan MC dalam DM pertama kali dibentangkan oleh Kimmelsteil dan rakan sekerja51, yang menunjukkan bahawa mesangium adalah tapak glomerular awal yang dikaitkan dengan nefropati diabetik. Kajian seterusnya telah menunjukkan bahawa dalam keadaan diabetik, hiperfifiltrasi akan terhasil jika MC tidak dapat mengecut secara isometrik dan isotonik untuk mengatasi tekanan intraglomerular. Oleh itu, bukti daripada pelbagai model diabetes menunjukkan bahawa MC yang tidak berfungsi sebahagiannya bertanggungjawab terhadap keadaan hiperfifiltrasi diabetes. Walau bagaimanapun, kemungkinan bukan satu, tetapi beberapa laluan isyarat terlibat dalam tindak balas patologi MC dalam diabetes.
Keputusan kami menunjukkan peningkatan ketara kepekatan dan rembesan dopamin oleh MC berbudaya, dan reka bentuk kajian ini membolehkan kami menunjukkan buat kali pertama bahawa, sebagai tindak balas kepada diabetes, pengeluaran dopamin olehbuah pinggangekstrak tisu dimodulasi secara berbeza berbanding dengan pengeluaran MC daripada tikus diabetes. Perbezaan ini menunjukkan kemungkinan peranan pelindung dopamin dalam MC, sebagai tindak balas kepada perkembanganbuah pinggangpenyakit dalam model haiwan STZ. Malah, telah diterangkan bahawa peningkatan tahap dopamin intrarenal menghalang hiperfiltrasi, menurunkan penanda tekanan oksidatif, dan menghalang penyusupan makrofaj, manakala penurunan pengeluaran dopamin intrarenal mempunyai kesan sebaliknya. Sesungguhnya, Marwaha et al. (2004) 52 menunjukkan bahawa tikus diabetes yang disebabkan oleh STZ berkuranganbuah pinggangfungsi reseptor dopamine D1, yang seterusnya disebabkan oleh penurunan ekspresi reseptor D1 dopamin dan kecacatan pada gandingan reseptor kepada protein G. Pengarang menerangkan bahawa keabnormalan dalam ekspresi reseptor D1 ini bersama-sama dengan gandingan protein G reseptor yang rosak dan fungsi sebahagiannya disebabkan oleh hiperglisemia dan mungkin menyumbang kepada pengekalan natrium yang dilihat dalam diabetes jenis I. Dalam kesusasteraan diterangkan bahawa dopamin memainkan peranan penting dalam nefropati diabetik49.
Ringkasnya, kami menunjukkan bahawa pentadbiran STZ menghasilkan peningkatan yang ketara dalam paras glukosa darah dan pengurangan berat badan, bersama-sama dengan gejala tipikal diabetes yang lain, termasuk polidipsia, polifagia dan poliuria, yang sebahagiannya diterbalikkan oleh rawatan insulin. Dengan permulaan diabetes, ia diperhatikan penurunan dalam pelepasan kreatinin, menunjukkan kejayaan penubuhan pesakit diabetes.penyakit buah pinggangmodel. Juga, keputusan menunjukkan bahawa 8 minggu diabetes mengubahbuah pinggangsistem katekolaminergik dengan cara yang sangat khusus, sebaik sahaja pengeluaran katekolamin dengan dikeluarkanbuah pinggangtisu daripada tikus diabetes dimodulasi secara berbeza berbanding dengan pengeluaran dan rembesan oleh MC yang dikultur. Peraturan lata hormon ini dan potensi sumbangannya kepada kawalan intrarenal fungsi glomerular dalam diabetes tidak difahami sepenuhnya.
Walau bagaimanapun, dengan alat genomik dan proteomik semakin tersedia, beberapa faktor transkripsi dan pengawal selia sedang dikenal pasti mengenai laluan ini, yang boleh membenarkan pemahaman yang lebih besar tentang sumbangan yang perubahan dalam katekolamin selular dan tisu mewakili dalam patogenesis diabetes.penyakit buah pinggang. Selain itu, pemahaman yang lebih baik tentang patofisiologibuah pinggangpenyakit yang berkaitan dengan diabetes akan membantu pembangunan sasaran ubat baru dan pelengkap. Akhir sekali, kami juga ingin menekankan kepentingan model MC, kerana ia menyediakan model yang mudah untuk kajianbuah pinggangsintesis dan pembebasan katekolamin yang tidak mempunyai sumbangan neuron.
