Produkce katecholaminů ledvinovou tkání a kulturou mesangiálních buněk je rozdílně modulována diabetem

edmund.chen@wecistanche.com

Abstraktní

Úvod:Podle Mezinárodní diabetologické federace může počet lidí s diabetes mellitus v roce 2045 dosáhnout 700 milionů. Katecholaminy se podílejí na regulaci několikafunkce ledvin. Tato studie zkoumá účinky hyperglykémie na metabolismus katecholaminů vledvinatkáň z kontrolních, diabetických a inzulínem léčených diabetických potkanů, jak in vivo, tak in vitro.Metody:Samci potkanů ​​Wistar-Hannover byli randomizováni do: kontrolní, diabetické a inzulínem léčené diabetické skupiny. Diabetes byl indukován jedinou injekcí streptozotocinu a diabetická léčená skupina také dostávala inzulín. Po 60 dnech krev aledvinová tkáňze všech skupin byly odebrány pro kvantifikaci katecholaminů a

kultura mesangiálních buněk.Výsledek:diabetické krysy měly nižší tělesnou hmotnost, hyperglykémii a zvýšený příjem vody a diurézu. Kromě toho diabetes podporoval prudký pokles clearance kreatininu ve srovnání s kontrolní skupinou. Ohledně celkuledvinaextrakty měly obě skupiny diabetiků (léčených i neléčených) signifikantní snížení koncentrace norepinefrinu. V kultuře mesangiálních buněk byly koncentrace katecholaminů nižší v kultivačním médiu než v intracelulárním kompartmentu pro všechny skupiny. Hladiny norepinefrinu, epinefrinu a dopaminu byly ve skupině diabetiků zvýšeny.Závěr:Hlavním zjištěním této studie bylo, že 8 týdnů indukce diabetu změniloledvinakatecholaminergní systém velmi specifickým způsobem, jakmile produkce katecholaminů v excidovanéledvinová tkáňz diabetických potkanů ​​byla odlišně modulována ve srovnání s produkcí a sekrecí kultivovanými mesangiálními buňkami.

klíčová slova:diabetes mellitus; katecholaminy; norepinefrin; epinefrin; dopamin; ledvina

ÚvodPodle Mezinárodní diabetologické federace může počet lidí s diabetes mellitus (DM) v roce 2045 dosáhnout 700 milionů1. Toto číslo je alarmující, protože diabetes ovlivňuje kvalitu života a délku života pacientů. Bylo vynaloženo mnoho úsilí při hledání lepšího pochopení nemoci a především jejích komplikací. Není-li hyperglykémie udržována pod přísnou kontrolou, vede k řadě chronických makro- a mikrovaskulárních onemocnění včetně mrtvice, neuropatie, retinopatie anemoc ledvin2. Z nich je nejškodlivější komplikací diabetickánemoc ledvin, představující hlavní problém veřejného zdraví na celém světě, bez ohledu na typ diabetu3.

Diabetiknemoc ledvinje hlavní příčinou mortality a morbidity u pacientů s diabetem a zahrnuje glomerulární sklerózu a fibrózu způsobenou metabolickými a hemodynamickými změnami spojenými s diabetem. Po dlouhém období „ticha“ s normální rychlostí vylučování albuminu močí se objevují první klinické příznaky onemocnění3. Přítomnost přetrvávající patologické albuminurie vyšší než 300 mg/24 hodin (makroalbuminurie) doprovázená abnormálně zvýšeným plazmatickým kreatininem nebo sníženou rychlostí glomerulární filtrace (GFR) určuje diabetesnemoc ledvin4. Histologicky, diabetickánemoc ledvinse projevuje jako difuzní nebo nodulární mesangiální expanze, tubulární a glomerulární ztluštění bazální membrány, stejně jako intersticiální fibróza5.

Mesangiální buňky jsou hlavními složkamiledvinovéglomerulus. Hrají klíčovou roli v regulaci GFR a podílejí se na vzniku funkčních a morfologických glomerulárních abnormalit6. Mesangiální buňky odpovídají jedné třetině populace dekapsulovaných glomerulárních buněk a umožňují mnohočetné fyziologické role v normální glomerulární funkci, jako je syntéza a sekrece extracelulární matrix. Kromě toho poskytují filtraci strukturu a stabilitu

bariérou a navíc jsou cílem široké škály hormonů a růstových faktorů7. Tento typ buněk představuje potenciální místo pro produkci katecholaminů, exprimujících všechny syntetizující a degradující enzymy nezbytné pro produkční kaskádu8.

Katecholaminy jsou dobře známé hormony, které hrají důležitou roli v regulaci celé řadyledvinafyziologické funkce, jako je metabolismus sodíku a vody a kontrola arteriálního tlaku, a následná kauzální role u několika běžných onemocnění, včetně hypertenze, dyslipidémie (metabolický syndrom) a diabetu9. V několika experimentálních modelech je DM indukován streptozotocinem (STZ), který selektivně ničí buňky pankreatických ostrůvků napodobující lidský DM 1. typu, což vede k nedostatku inzulínu, hyperglykémii, polydipsii a polyurii10. Tento typ experimentálního DM je doprovázen zvýšením katecholaminů v mozku, srdci a slinivce 11, 12.ledvina, Marco a kol. (2008)6 ukázali, že DM indukoval změny na katecholaminech v primární kultuře mesangiálních buněk z neobézní diabetické myši. Autoři pozorovali zvýšení produkce/sekrece dopaminu a norepinefrinu v mezangiální buněčné kultuře aledvinatkáně, což by mohlo přispět k poškozenífunkce ledvin. Autoři popsali, že diabetes mění produkci katecholaminů interferencí se syntetizujícími i degradujícími enzymy, což naznačuje možnou roli katecholaminů v patogenezi akutních a chronických onemocnění.ledvinakomplikace DM6.

Účelem této studie proto bylo prozkoumat profil katecholaminů jako celkuledvinová tkáňa také v primární mezangiální buněčné kultuře získané z kontrolních potkanů ​​Wistar a potkanů ​​Wistar léčených STZ, které by mohly přispět k diabetickénemoc ledvinrozvoj.

Materiály a metody

Etické prohlášeníVšechny experimentální postupy se řídily Institutional Guidelines for Care and Use of Laboratory Animals a protokoly byly schváleny etickým výborem Universidade Federal de São Paulo, Brazílie (CEP/UNIFESP - 0240/08).

Experimentální designSoučasná studie byla provedena s cílem prozkoumat účinky hyperglykémie na katecholaminy vledvinatkáně od STZ-diabetických a inzulínem léčených STZ-diabetických potkanů, jak in vivo, tak in vitro. Samci potkanů ​​Wistar-Hannover dostali jednu injekci STZ, aby se stali diabetiky, a byli doprovázeni během 60 dnů po nástupu diabetu. Byly odebrány vzorky moči a krveledvinatkáň byla odstraněna.Ledvinybyly použity pro morfologickou analýzu, kvantifikaci tkáňových katecholaminů a kultivaci mesangiálních buněk. Koncentrace katecholaminů byla stanovena v mezangiální buněčné kultuře z kontrolních (CT), STZ-diabetických (D) a inzulínem léčených STZ-diabetických potkanů ​​(TD).

Zvířata a pokusné skupinyDvouměsíční samci potkanů ​​Wistar-Hannover (n=8/ skupina) získaní z Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia z Universidade Federal de São Paulo (CEDEME) byli použiti v průběhu této studie a náhodně rozděleni do 3 skupin: kontrola (CT), diabetik (D) a diabetik léčený inzulínem (TD). Zvířata byla krmena standardní laboratorní potravou a dostávala vodu z vodovodu ad libitum, zatímco byla chována (4-5 na klec) v místnosti s řízenou teplotou a vlhkostí (22 stupňů a 60±5 procent), s cyklem světlo-tma 12:12 h. (svítí v 7 hodin ráno) po dobu 60 dnů.

Diabetes byl vyvolán jednou injekcí STZ do ocasní žíly po 12 hodinách hladovění (STZ, 60 mg/kg tělesné hmotnosti; Sigma, Chemical, St. Louis, MO; v čerstvě připraveném 0,01 M citrátovém pufru, pH 4 513. Kontrolním zvířatům odpovídajícího věku byl injikován pouze citrátový pufr. Zvířatům s injekcí STZ bylo umožněno pít 5% roztok glukózy přes noc, aby se zabránilo počáteční hypoglykemické úmrtnosti vyvolané léčivem. Po tomto období byla zvířata držena 3 dny s volným přístupem jídlo a voda. Zvířata s injekcí STZ vykazovala masivní glykosurii a hyperglykémii během několika dnů a diabetes byl potvrzen měřením koncentrace glukózy v krvi nalačno 4 dny po injekci léku. Glykémie nalačno byla stanovena ve vzorcích krve získaných píchnutím ocasu pomocí proužku provozovaný glukometr (Accu-Check® Sensor, Roche, Švýcarsko) a potkani s plazmatickou glukózou nalačno vyšší než 250 mg/dl byli považováni za diabetiky. Potkani TD začali dostávat 2 UI (denně) inzulínu Neutral Protamine Hagedorn (NPH Humulin® N, Eli Lilly Laboratory and Company, Brazílie)13 po 4 dnech injekce STZ.

Metabolické klece a odběr vzorkůV týdnu 8 experimentálního protokolu byly krysy umístěny v individuálních metabolických klecích. Po 1 dni adaptace byl měřen příjem vody a potravy a také 24 hodinový objem moči. Moč byla shromážděna a odstředěna při 3,000 otáčkách za minutu, glukóza, pH a hustota byly stanoveny kvalitativně pomocí komerčně dostupných proužků a jejich hladiny byly odstupňovány na základě podrobností poskytnutých výrobcem (Labor Strips-URS10® Urine Reagent Strips 10, TECO Diagnostics, USA)14.

Na konci experimentálního období byla zvířata intramuskulárně anestetizována ketamin hydrochloridem (100 mg/kg)/xylazinem (12 mg/kg). Vzorky krve a odešelledvinybyly shromážděny a skladovány při -80 stupni až do dne hodnocení kreatininu a katecholaminů. Že joledvinybyla odebrána pro primární kulturu mesangiálních buněk.

Glomerulární filtrační rychlostCelkový protein v moči (BioRad Protein Assay Reagent, BioRad Labs, Hercules, CA) byl měřen v alikvotech moči odebraných, jak je popsáno výše15. GFR byla odhadnuta podle clearance kreatininu. Kreatinin byl měřen ve vzorcích moči a plazmy Jaffe metodou pomocí sady Creatinina K® (Labtest Diagnostica, Brazílie)16.

Primární kultura mezangiálních buněk Mesangiální buňky(MC) byly získány vyrůstáním z potkaních glomerulů, izolované diferenciálním proséváním, jak bylo dříve popsáno naší skupinou17,18. Stručně, glomeruly byly izolovány zledvinaza použití techniky odstupňovaného prosévání s nerezovými a nylonovými síty za sterilních podmínek. Primární kultury mezangiálních buněk z CT, D a TD potkanů ​​byly založeny nanesením izolovaných glomerulů (300 glomerulů/cm) do Dubelcco's Modified Eagle Medium (DMEM, Invitrogen, Carlsbad, CA)19 obsahujícího 20 procent fetálního telecího séra (FCS). penicilin (50 U/ml), HEPES (15 mM), glutamin (2 mM) a D-glukóza (5 mM). Buňky byly ponechány růst při 37 stupních v 5 procentech CO2 a 95 procentech vzduchu v lahvích pro buněčné kultury. Kultivační médium bylo vyměňováno každých 36 hodin. Po 3 týdnech byly buňky sklizeny s trypsinem a subkultury byly pěstovány ve stejném kultivačním médiu. Buňky byly použity mezi třetí a pátou subkulturou a charakterizovány klasickými metodami za použití následujících kritérií: morfologický vzhled hvězdicových buněk, imunofluorescenční barvení extracelulární matrice na kolagen typu IV a fibronektin, negativní imunofluorescenční barvení na antigeny lidského faktoru VIII (glomerulární endoteliální buňky ) a cytokeratin (parietální epiteliální buňky) a pozitivní imunofluorescenční barvení na aktin a myosin.

Při subkonfluenci byly kultury mezangiálních buněk ze všech skupin naneseny a udržovány v kultivačním médiu uvedeném výše. Po 72 hodinách byly buňky dvakrát promyty PBS a kultivační médium bylo nahrazeno médiem bez FBS, aby se buňky udržely v G0 fázi buněčného cyklu. Kultivační médium bylo poté shromážděno během posledních 24 hodin a skladováno při -80 stupni až do použití. Buňky byly promyty PBS, lyžovány 1 mM Tris-HCl pufrem, pH 7,5, a skladovány při -80 stupni až do použití. Koncentrace katecholaminů v buněčném lyzátu a kultivačním médiu byla stanovena pomocí HPLC, jak je popsáno níže.

Kvantifikace katecholaminůCelýledvinybyly homogenizovány v 15 ml 0,1 M kyseliny chloristé, Na2S205 (metabisulfit sodný) a 1 0 ul vnitřního standardu dihydroxybenzylaminu (DHBA) (1 mM). Homogenáty byly uchovávány v chladničce přes noc a centrifugovány při 12,000 otáčkách za minutu po dobu 50 minut. Katecholaminy byly extrahovány z kultivačního média (2 ml) a buněčných lyzátů (0,8 ml) pomocí Al203 (oxid hlinitý) a DHBA. Katecholaminy zledvinová tkáňa mezangiální buněčné kultury (kultivační médium a buněčný lyzát) byly měřeny pomocí iontové párové chromatografie s reverzní fází spojenou s elektrochemickou detekcí (0.5 v), jak je popsáno v Di Marco et al8. Rychlá izokratická separace byla získána pomocí RP 18 Aquapore kationt F micron, Brownlee Column (Applied Biosystems, San Jose, CA) (4,6 x 25 0 mm) eluovaného následující mobilní fází: {{10 }} 0,02 M hydrogenfosforečnan sodný, 0,02 M kyselina citrónová, pH 2,64, 10 procent methanolu, 0,12 mM Na2EDTA a 566 mg/l kyseliny heptansulfonové. Celková analýza vzorku trvala 30 minut. Hladiny katecholaminů nalezené v buněčných homogenátech i v odpovídajícím kultivačním médiu byly normalizovány obsahem intracelulárního proteinu.

Statistická analýzaVýsledky jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM. Statistické rozdíly byly stanoveny jednocestnou analýzou rozptylu (ANOVA). Rozdíly byly považovány za významné u P<0.05 comparing="" groups="" ct,="" d,="" and="">

Výsledek

Studie in vivoTabulka 1 ukazuje, že zvířata D vykazovala snížení tělesné hmotnosti ve srovnání se skupinami CT (266,90 vs 317,50 g) a TD (266,90 vs 298.00 g). Hladina glukózy v krvi v D dosáhla úrovně až 3krát vyšší než u skupiny CT (371,40 vs 113,40 mg/dl) a léčba inzulinem byla úspěšná při navrácení glykémie zpět do normálního rozmezí (371,40 vs 114,50 mg/dl).

Použili jsme metabolické klece k hodnocení různých fyziologických a metabolických parametrů, jako je příjem vody a výdej moči (tabulka 2). Zvířata D měla 3,5krát zvýšený příjem vody ve srovnání s CT (109,30 vs 31,30 ml/den) a 1,6krát ve srovnání se skupinou TD (109,30 vs 66,50 ml/den). Pokud jde o vylučování moči, potkani D vykazovali významně vyšší diurézu ve srovnání s C (90.00 oproti 14,70 ml/den), což bylo částečně obráceno ve skupině TD (90.{18}} oproti 44,50 ml/den). den).

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="">

Obrázek 1 ukazuje celkový obsah katecholaminůledvinaextrakty. Skupiny D i TD měly významný pokles hladin norepinefrinu (CT{{0}},98 plus 2,06; D=5.86 plus 0,6*; TD=10 0,88 plus 2,06* pg·g-1ledvinahomogenizovat, str<0.05) as="" seen="" in="">

1A.Renálníepinefrin (CT{{0}},16 plus 0.04; D=0,29 plus 0,06; TD=0,33 plus 0,01 pg ·g-1ledvinahomogenát) a koncentrace dopaminu (CT{{0}}.04 plus 0,01; D=0,05 plus 0,001; TD=0. 04 plus 0,01 pg·g-1ledvinahomogenát) se mezi skupinami nelišily.

Mesangiální buněčná kulturaHladiny katecholaminů byly významně nižší v kultivačním médiu než v intracelulárním kompartmentu ve třech skupinách (CT, D a TD). Diabetes zvýšil koncentraci norepinefrinu, epinefrinu a dopaminu v kultivačním médiu ze skupiny D (43,50 plus 5,70; 149.00 plus 33,60 a 57,90 plus 11,20 pg·mg-1 buněčného proteinu, v tomto pořadí, 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)>

DiskuseHlavním zjištěním této studie bylo, že 8 týdnů diabetu se změniloledvinakatecholaminergní systém velmi specifickým způsobem, jakmile je produkce katecholaminů vyříznutaledvinová tkáňz STZ-diabetických krys je odlišně modulován ve srovnání s produkcí a sekrecí kultivovanými mezangiálními buňkami.

I když se u STZ-diabetických potkanů ​​vyvinou charakteristické léze podobné těm, které byly nalezeny u lidských diabetikůnemoc ledvinTento zvířecí model nevyvíjí hypertenzi, což z něj činí dobrý model pro hodnocení účinků samotné hyperglykémie. Ve skutečnosti v předchozí studii naší skupiny používající stejný zvířecí model a léčebný protokol Ronchi et al. prokázali, že STZ krysy léčené nebo neléčené inzulínem nevykazují zvýšený krevní tlak13. Tato adaptace byla také dříve pozorována a v některých případech autoři popisují pokles krevního tlaku20. Absence hypertenze v tomto modelu by nám umožnila zaměřit se na metabolické účinky diabetufunkce ledvina produkci katecholaminů, nezávisle na účincích systémové hypertenze.

Na tomto zvířecím modelu jsme pozorovali výrazné rozdíly v močových biomarkerech diabetikůnemoc ledvinjako je zvýšení celkového vylučování proteinů a významné snížení clearance kreatininu. Je důležité zmínit, že STZ-zvířata vykazují progresivní proteinurii a časný poklesfunkce ledvin. Na druhé straně vykazují histologické změny, včetně glomerulů a tubulointersticiálních lézí, až po 3-6 měsících diabetu. To je v souladu s předchozí studií naší skupiny za použití stejného zvířecího modelu, kde Ronchi et al. (2007)13 nezjistili při analýze žádné strukturální změnyledvinahistologie diabetických zvířat během časného vývoje onemocnění21,22. To podporují i ​​další studie, které ukazují, že STZ-zvířata mohou být odolná vůči rozvoji histologickéholedvinapoškození 23. Je však důležité zmínit, že strukturální patologické změny spojené s diabetemledvinaonemocnění, včetně ukládání extracelulární matrix, ztluštění bazální membrány glomerulů, aktivace proliferativních drah, tubulární atrofie a mírná až střední albuminurie, byly popsány u zvířat s STZ 6 měsíců po indukci diabetu24,25.

Zvířecí model STZ je užitečný pro objasnění mechanismu spojeného s časnou patogenezí diabetikaledvinaonemocnění25 vzhledem k tomu, že hyperglykemii trvá jen několik dní, než začne regulovat dráhy, které vedou k této komplikaci26. V této studii charakterizuje změna glomerulární filtrace diabetických zvířat spojená s polyurií počáteční stadium diabetickéledvinanemoc13,27.

Několik linií důkazů naznačuje, že raný stav nerovnováhy mezi dráhou oxidu dusnatého (NO) a systémem renin-angiotenzin (RAS)28 vedoucí ke zvýšení aktivity periferního sympatického nervového systému se podílí na patogeneziledvinadysfunkce doprovázející DM27,29-31. Kromě toho angiotenzin II jako hlavní efektor RAS a silný vazokonstriktor vede k uvolňování katecholaminů z dřeně nadledvin a prejunkčních nervových zakončení, což predisponuje k hypertenzi spojené s DM31. Di Marco a kol. (2008)6 použili mezangiální buňky z neobézních diabetických myší a jejich výsledky naznačovaly implikaci diabetu na syntetizující i degradující enzymy katecholaminů, což naznačuje možnou roli těchto složek v patogenezi akutních a chronických onemocnění.ledvinakomplikace DM.

Ve skutečnosti je cirkulující norepinefrin zvýšen u lidí se špatně kontrolovaným diabetem nebo hypoglykémií32. Na druhé straně bylo hlášeno, že hladiny plazmatických katecholaminů jsou sníženy32,33 nebo nezměněny11,34 v reakci na

cukrovka. Ačkoli informace existují, platnost závěrů o aktivitě sympatického nervového systému na diabetes založených pouze na cirkulujících plazmatických katecholaminech je sporná, protože plazmatické hladiny aminů nemusí nutně představovat tkáňově specifickou aktivitu sympatiku35.

Kromě kontroverzí ohledně cirkulujících hladin katecholaminů v reakci na diabetes existují také rozpory ohledně koncentrace tkáňových katecholaminů, které, jak se zdá, závisí na zvířecím modelu, závažnosti a délce trvání diabetu32,36. V předchozí studii to naše skupina demonstrovalaledvinahomogenáty z neobézních diabetických (NOD) myší vykazují zvýšenou produkci a sekreci norepinefrinu ve srovnání s normoglykemickými NOD a švýcarskými myšmi6. Nicméně Fushimi a kol. (1988)37 uvádějí, že jak se trvání diabetického stavu u krys prodlužuje, dochází k časově úměrnému postupnému snižování plazmatické katecholaminové odpovědi36. Giachetti (1978)38 také popsal pomocí

db/db myši, které v závislosti na délce trvání diabetu,ledvinakoncentrace norepinefrinu není ovlivněna nebo je snížena v reakci na diabetes38 a tento typ změny byl také pozorován v srdeční tkáni u diabetických potkanů39,40. To je podobné klinickému průběhu pozorovanému u lidských diabetiků, který také zahrnuje snížení vylučování katecholaminů po objevení se autonomní neuropatie. U diabetických pacientů s autonomní neuropatií je plazmatická koncentrace norepinefrinu, používaná jako index sympatické nervové aktivity, nízká. Tento pokles je však zjištěn pouze u pacientů s dlouhodobým diabetem s klinicky závažnou autonomní neuropatií36.

V reakci na inzulínem indukovanou hypoglykémii u diabetických pacientů s autonomní neuropatií byly plazmatické hladiny adrenalinu a norepinefrinu významně nižší než u diabetiků bez autonomní neuropatie a zdravých jedinců. Tyto výsledky ukázaly, že reakce na inzulínem indukovanou hypoglykémii adrenalinu a norepinefrinu jsou ovlivněny u diabetiků s autonomní neuropatií41. Navíc změny v sympatickém nervovém systému v důsledku komplikací DM vedou k různým klinickým projevům, jako je posturální hypotenze a změny různých viscerálních funkcí. Bylo publikováno, že autonomní neuropatie souvisí se zvýšenou mortalitou u DM 1. a 2. typu a že pacienti s pokročilou diabetickou autonomní neuropatií mají snížený plazmatický norepinefrin36. Jak popsal Granados et al. (2000)43, bazální hladiny norepinefrinu jsou sníženy u pacientů s reakcemi na chlad a ortostatickými testy s definitivní a těžkou autonomní neuropatií, což dokazuje reakci modulovanou stresem. V téže studii se hladiny epinefrinu u diabetických pacientů s autonomní neuropatií a bez ní nelišily, což naznačuje, že funkce nadledvin není změněna. Tito autoři nenalezli žádnou souvislost mezi hladinami glukózy v krvi nebo glykovaného hemoglobinu se závažností neuropatie43.

V této studii nebylo možné určit, zda pokles naledvinakoncentrace norepinefrinu byla důsledkem neuropatie nebo ochranné reakce napoškození ledvinvzhledem k tomu, že u diabetiků byla popsána zvýšená citlivost na noradrenalinledviny44. Stále s ohledem na možnou ochrannou reakci související se sníženou koncentrací norepinefrinu vledvin tproblém, jako důsledek aktivace sympatiku, norepinefrin zvyšuje hladiny glukózy a zhoršuje metabolický stav zvířat45. Je důležité zmínit, že výrazný pokles koncentrace katecholaminů vledvinatkáň může být také důsledkemledvinahypertrofie, která není doprovázena proporcionálním zvýšením celkového obsahu norepinefrinu; tím se sníží koncentrace aminu (nanogramy na gram)38. Bližší analýza údajů týkajících seledvinaKoncentrace norepinefrinu, adrenalinu a dopaminu ukazují, že diabetes nevyvolává proporcionální pokles tří katecholaminů, což naznačuje, že významný pokles koncentrace norepinefrinu pravděpodobně souvisí se změnami funkce periferních adrenergních nervů, které, jak se zdá, korelují se závažností experimentu diabetický syndrom, jak bylo pozorováno v předchozích studiích38.

 Luippold a kol. (2004)46 uvedl, že chronickýledvinadenervace před indukcí STZ-indukovaného DM měla značný renoprotektivní účinek proti glomerulární hyperfifiltraci46. Tato zjištění podporují názor, že adrenergní složky přímo souvisí s dopadem naledvinaa hemodynamické funkce u nekontrolovaného DM. V klinickém kontextu Feyz et al. (2020)47 studoval účinekledvinasympatická denervace u 60 pacientů s hypertenzí. Studie dospěla k závěru, že navzdory významnému snížení krevního tlaku denervace nepodporovala významnou změnu ani katecholaminů, ani složek RAS. K dnešnímu dni však odpovědní zprostředkovatelé, jakož i základní mechanismy zapojené doledvinasympatická denervace nejsou zcela pochopeny.

Naše skupina a další prokázali, že primární MC mají nezbytný biosyntetický aparát k produkci katecholaminů in vitro, což naznačuje, že mohou působit jako parakrinní/autokrinní hormonální systém, přispívající k regulaci glomerulárních hemodynamických aledvinamikrocirkulace8,48. Vzhledem k důležitosti MC při udržování glomerulární funkce hrají katecholaminy kauzální roli u diabetických pacientů.nemoc ledvin49, a že základní mechanismy zahrnuté v této patologii nejsou zcela pochopeny, naše skupina také prokázala, že MC izolovaná z myší NOD (DM typu I) produkovala a vylučovala vyšší hladiny dopaminu a norepinefrinu zvýšením aktivity tyrosinhydroxylázy a inhibicí aktivita monoaminooxidázy 6.

Zde jsme popsali, že kultivovaná MC izolovaná z STZ potkanů ​​(buněčný lyzát), produkovala vyšší hladiny norepinefrinu, adrenalinu a dopaminu ve srovnání s kontrolou a léčba inzulínem je dokázala snížit. Na druhou stranu MC

z STZ diabetických potkanů ​​sekretovali zvýšená množství adrenalinu a dopaminu, ale nikoli norepinefrinu (kultivační médium), a tato nerovnováha byla korigována inzulinem, což prokazuje důležitou roli hyperglykémie na rozvoj těchto změn. Je dobře známo, že MC řídí glomerulární funkci díky své schopnosti stahovat a zmenšovat glomerulární kapilární povrch a syntetizovat několik hormonů. Místní tvorba těchto vazoaktivních látek se může hluboce změnitfunkce ledvinnezávisle na systémových hemodynamických modifikacích6,50. V normálním stavu působí tonická kontrakce MC proti intraglomerulární hypertenzi, aby autoregulací udržela konstantní GFR. Důkaz pro účast MC na DM byl poprvé předložen Kimmelsteilem a spolupracovníky51, kteří ukázali, že mezangium bylo počáteční glomerulární místo spojené s diabetickou nefropatií. Následné studie ukázaly, že v diabetickém stavu by došlo k hyperfifiltraci, pokud by MC nemohla izometricky a izotonicky kontrahovat, aby působila proti intraglomerulárnímu tlaku. Důkazy z různých modelů diabetu tedy naznačují, že dysfunkční MC jsou částečně zodpovědné za stav diabetické hyperfifiltrace. Je však pravděpodobné, že na patologické odpovědi MC u diabetu se podílí ne jedna, ale několik signálních drah.

Naše výsledky ukazují výrazné zvýšení koncentrace a sekrece dopaminu kultivovanými MC a tento design studie nám umožnil poprvé prokázat, že v reakci na diabetes dochází k produkci dopaminuledvinatkáňový extrakt je odlišně modulován ve srovnání s produkcí MC z diabetických potkanů. Tento rozdíl naznačuje možnou ochrannou roli dopaminu u MC v reakci na progresiledvinaonemocnění ve zvířecím modelu STZ. Ve skutečnosti bylo popsáno, že zvýšené intrarenální hladiny dopaminu inhibovaly hyperfiltraci, snižovaly markery oxidačního stresu a inhibovaly infiltraci makrofágů, zatímco snížená intrarenální produkce dopaminu měla opačný účinek. Marwaha a kol. (2004)52 ukázal, že přítomnost diabetických potkanů ​​vyvolaných STZ byla sníženaledvinafunkce dopaminového D1 receptoru, což je zase způsobeno poklesem exprese dopaminového D1 receptoru a defektem ve spojení receptoru s G proteinem. Autoři popisují, že tato abnormalita v expresi D1 receptoru spolu s defektním spojením a funkcí receptoru G proteinu je částečně způsobena hyperglykémií a může přispívat k retenci sodíku pozorované u diabetu I. typu. V literatuře bylo popsáno, že dopamin hraje klíčovou roli u diabetické nefropatie49.

V souhrnu jsme ukázali, že podávání STZ vyvolalo významné zvýšení hladiny glukózy v krvi a snížení tělesné hmotnosti spolu s dalšími typickými příznaky diabetu, včetně polydipsie, polyfagie a polyurie, které byly částečně zvráceny léčbou inzulínem. S nástupem diabetu bylo pozorováno snížení clearance kreatininu, což ukazuje na úspěšné založení diabetunemoc ledvinModelka. Výsledky také ukázaly, že 8 týdnů diabetu změniloledvinakatecholaminergní systém velmi specifickým způsobem, jakmile je produkce katecholaminů vyříznutaledvinatkáň z diabetických potkanů ​​je odlišně modulována ve srovnání s produkcí a sekrecí kultivovanými MC. Regulace této hormonální kaskády a její potenciální příspěvek k intrarenální kontrole glomerulární funkce u diabetu nejsou zcela pochopeny.

Se stále dostupnějšími genomickými a proteomickými nástroji je však identifikováno několik transkripčních faktorů a regulátorů týkajících se této cesty, což by mohlo umožnit lepší pochopení příspěvku, který změny v buněčných a tkáňových katecholaminech představují v patogenezi diabetických pacientů.nemoc ledvin. Navíc k lepšímu pochopení patofyziologieledvinaonemocnění spojené s diabetem napomůže vývoji nových a komplementárních cílů léků. Nakonec bychom také rádi zdůraznili důležitost modelu MC, protože poskytuje vhodný model pro studiumledvinasyntéza a uvolňování katecholaminů postrádajících neuronální příspěvek.