Mennyire fontos a nitrogén-oxid szintézis a vese számára?

További információ:ali.ma@wecistanche.com

Ⅱ rész: A nitrogén-monoxid jelátvitel a vese szabályozásában és a kardiometabolikus egészségben

Mattias Carlström

A RÉSZÉHEZ KATTINTSON IDE Ⅰ

A nátrium transzportjának modulálása NO által (Nitrogén-oxid)

A nátrium és a víz homeosztázist főként a hormonok (azaz az aldoszteron és a vazopresszin) hatásai szabályozzák.vesevalamint az Ang II és az endotelin jelátvitel. Azonban más endogén vegyületek, amelyek nem keringenek nagy mennyiségben, mint például az NO (Nitrogén-oxid)különböző mechanizmusokon keresztül jelentősen hozzájárulnak a nátrium és a víz vesékben történő kezeléséhez. Általában NEM (Nitrogén-oxid)gátolja a tubuláris nátrium-visszaszívódást a nefron mentén; azonban a NO akut és krónikus hatásai (Nitrogén-oxid)bizonyos tubuláris szegmensekben az egészség és a betegség további vizsgálatát indokolja. Különösen a NO hatásaiNitrogén-oxidA proximális tubulusokban a nátrium és a folyadék reabszorpciója vita tárgyát képezi, mivel az Ang II-vel való kölcsönhatásokról és kétfázisú hatásokról számoltak be. Ezek az eltérő hatások a különböző kísérleti beállításokkal, modellekkel és faji különbségekkel magyarázhatók."

Tekintettel a NO rövid felezési idejére (Nitrogén-oxid)in vivo hatásait főként autokrin vagy parakrin jelátvitel közvetíti. Azonban NEM (Nitrogén-oxid)endokrin hormonként is működhet, potenciálisan a hem-NO révén (Nitrogén-oxid)jelzés. Mint fentebb tárgyaltuk, NEM avesenemcsak az eNOS-ból származik (Nitrogén-oxid szintézis)az érrendszerben, hanem a tubuláris epiteliális nNOS-ból is (Nitrogén-oxid szintézis)és potenciálisan iNOS (Nitrogén-oxid szintézis)gyulladással járó kóros állapotok során. Korai tanulmányok, amelyek farmakológiai megközelítéseket alkalmaztak a NOS sajátos szerepének vizsgálatára (Nitrogén-oxid szintézis)-származott NO (Nitrogén-oxid)a tubuláris funkciót néha nehéz volt értelmezni, mivel a szisztémás NO nem szelektív gátlása (Nitrogén-oxid)generáció növelte a vérnyomást, csökkentette a vese perfúzióját és befolyásolta a vese autoregulációs mechanizmusait. A későbbi, szelektívebb farmakológiai inhibitorokat vagy genetikai knockout megközelítéseket alkalmazó vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy a NOS (Nitrogén-oxid szintézis)A gátlás csökkentheti a nátrium- és folyadékkiválasztást anélkül, hogy jelentős hemodinamikai változásokat idézne elő*5.

A nefron mentén a szűrt nátriumterhelés hozzávetőlegesen 67 százaléka újra felszívódik a proximális tekercses tubulusokban; 25 százalék a Henle-hurok TAL-jában; 5 százalék a distalis csavart tubulusban, az összekötő tubulusban és a kezdeti gyűjtőtubulusban; és 3 százalék a velő belső gyűjtőcsatornájában4.nNOS (Nitrogén-oxid szintézis)és/vagy eNOS (Nitrogén-oxid szintézis)-származott NO (Nitrogén-oxid)arról számoltak be, hogy gátolja a bazolaterális nátrium-kálium pumpát (Nat/K plusz -ATPáz) a proximális tubulusban, az apikális nátrium/hidrogéncserélőt 3 (NHE3; más néven SLC9A3) a proximális tubulusban és a TAL-t a Henle-hurokban , az apikális NKCC2 a Henle-hurok TAL-jában és az apikális epiteliális nátriumcsatorna (ENaC) a kérgi gyűjtőcsatornában19 (4. ábra). Bár nNOS (Nitrogén-oxid szintézis)A disztális tubulusban expresszálódik, lehetséges szerepe a nefron ezen részének transzportereinek modulálásában (például a Nat/Cl-kotranszporter (NCC; más néven SLC12A3)) nem világos.

Korai tanulmányok, amelyek a NOS szisztémás adagolását alkalmazták (Nitrogén-oxid szintézis)inhibitorok támogatják az NO gátló hatását (Nitrogén-oxid)a proximális tubuláris nátrium-reabszorpcióra67. Egy 2014-es tanulmány azonban, amelyben izolált humán proximális tubulusokat alkalmaztak, kimutatta, hogy az Ang II dózisfüggően stimulálta a proximális tubuláris nátriumtranszportot (amit az NHE3 és a bazolaterális Nat'-HCO-kotranszporter fokozott aktivitása igazol) az ERK8 NO-CGMP által közvetített foszforilációján keresztül. . Ez a tanulmány azt is kimutatta, hogy a NO donor nátrium-nitroprussziddal végzett kezelés csökkentette a nátrium transzporter aktivitását egér és patkány proximális tubulusaiban, de ellenkező hatást fejtett ki a humán proximális tubulusokban. További vizsgálatra van szükség ennek az eltérésnek az okának megértéséhez és annak tisztázásához, hogy hasonló jelenségek léteznek-e más transzportereknél és a nefron más szegmenseiben. Az NO hatása a tubuláris reabszorpcióra potenciálisan koncentrációfüggő lehet, és magában foglalhatja a szabályozó hormonrendszerekkel, például a RAAS-szal való interakciót. Bár a NOon proximális tubuláris reabszorpció hatásairól viták folynak, az NO egyértelműen fontos szerepet játszikvesefiziológiája és a károsodott NO bioaktivitása társulvesebetegségés a kapcsolódó kardiovaszkuláris és anyagcserezavarok7, s,9.

Kattintson a Cistanche vitaminbolthoz és a Cistanche vesebetegséghez

A NO csőszerű kezelése (Nitrogén-oxid)metabolitok

Ahogy fentebb említettük, NEM (Nitrogén-oxid)gyorsan metabolizálódik nitritté és nitráttá, amelyek főként avese. Noha gyakran számolnak be NOx vizelettel történő kiválasztásáról, ez a mérés elsősorban a nitrátot tükrözi, amely a plazmában csaknem 1,{1}}szer magasabb koncentrációban található meg, és lényegesen hosszabb felezési ideje van, mint a nitrité (ty~6 óra versus ~30 perc). ); így sokkal stabilabb a vizeletben. Mivel az étrend jelentős mértékben hozzájárul a szervezetben keringő nitrát- és nitritkészlethez, a felhalmozott NOx-kiválasztás csak a NOS becslésére használható. (Nitrogén-oxid szintézis)szigorú étrendi korlátozások alatt. Ráadásul,veseNOS (Nitrogén-oxid szintézis)aktivitás jelentősen befolyásolhatja a teljes NOx kiválasztását, legalábbis magas sóbevitel esetén. A magas sótartalmú étrenddel táplált egerek közül az nNOS-t delécióval rendelkező egerek közül (Nitrogén-oxid szintézis)a gyűjtőcsatornában megközelítőleg 50 százalékkal alacsonyabb NOx-kiválasztás volt, mint a kontrolloknál, és magas vérnyomás alakult ki 2.

A fiatal, egészséges önkénteseken végzett korai vizsgálatok azt mutatták, hogy az orálisan beadott 15N-nitrátnak csak 60 százaléka ürült a vizelettel nitrát formájában 48 órán belül, minimális mennyiségben (0,1 százalék) pedig a széklettel. ,101. A 15N jelű nitrát kis mennyisége ammónia vagy karbamid formájában is kiválasztódott a vizelettel (2-4 százalék) és a széklettel (0,2 százalék), de a fennmaradó adag kezelése és/vagy eltávolítása (36-38 százalék) ) még mindig nem világos. A nitrát egy része valószínűleg eloszlik az izommedencében, és a nitrogéngáz kilégzésével is lehetséges a szervezetből való kiürülés.

Egy kis klinikai vizsgálat kimutatta, hogy az egészséges önkéntesek normálisvesefunkció(eGFR>60 ml/perc/1,73 m2) szignifikánsan magasabb frakcionált nitrátürítést mutatott (medián 16,3% ;95% CI8.{8}}.8), mint a CKD-ben és eGFR-ben szenvedő betegeknél kevesebb vagy egyenlő, mint 30 ml/perc/1,73 m² (medián). 10,3 százalék ,95 százalék CI96.9-4.4)10. CKD-ben szenvedő betegeknél a renális nitrát clearance pozitívan korrelált avesefunkció. A csökkent eGFR-értékkel rendelkező betegek frakcionált nitrátkiválasztása a plazma nitrátszintjének növekedésével járt együtt. Ezek az eredmények a megváltozott glomeruláris filtrációval és a nitrát tubuláris kezelésével magyarázhatókvesebetegség, de összefüggésbe hozható a csökkentett NOS-szal is (Nitrogén-oxid szintézis)-eredetű bioaktivitás CKD-ben szenvedő betegeknél, ami az oxidált NO termelésének csökkenéséhez vezet (Nitrogén-oxid)a keringésben lévő metabolitok, amelyekhez avesealkalmazkodhat több nitrát visszaszívásával vagy kevesebb nitrát kiválasztásával.

Egy randomizált, kontrollos vizsgálat, amely a nemek közötti különbségeket vizsgálta a vese nitrátkezelésében magas vérnyomású felnőtteknél (n=231), arról számolt be, hogy az étrendi nitrát-megszorítás során a vizelet nitrátkoncentrációja, a kiválasztott nitrát mennyisége, a vese nitrát-clearance és a nitrát részleges kiválasztódása szignifikánsan alacsonyabb volt a nőknél, mint a férfiaknál13. Azonban NEM (Nitrogén-oxid)összefüggést figyeltek meg a plazma nitrátkoncentrációja vagy a nitrát frakcionált kiválasztódása és a GFR között mindkét nemnél. 5 hétig tartó magas étrendi nitrátbevitelt követően a nitrát frakcionált kiválasztódása jelentősen megnőtt, és nem figyeltek meg nemi különbségeket a nitrát vese kezelésében. Ez a tanulmány arra utal, hogy a tubuláris nitrát reabszorpció magasabb lehet a nőknél, mint a férfiaknál, de a mögöttes mechanizmusok további vizsgálatot igényelnek.

Intrarenális képződés hiányában a nitrát frakcionált kiválasztódása lineárisan korrelál a plazmaszintekkel, és a számítások szerint körülbelül 3-10 százalék altatott kutyákban és patkányokban, a fő reabszorpció pedig a proximális tubulusokban megy végbe4,105. Egészséges önkénteseknél a karboanhidráz acetazolamiddal történő gátlása csökkentette a nitrit és nitrát proximális tubuláris reabszorpcióját, és növelte a vizelet tartalmát, ami arra utal, hogy a karboanhidráz-függő mechanizmusok szerepet játszanak ebben a reabszorpcióban. A bizonyítékok arra utalnak, hogy a nitrát visszaszívása a nefron későbbi szakaszaiban is megtörténik; A kutyákon végzett clearance és stop-flow vizsgálatok azt mutatták, hogy az NKCC2 furoszemiddel történő gátlása 97%-ról 87%-ra csökkentette a nitrát tubuláris reabszorpcióját az intrarenális NOS gátlása során. (Nitrogén-oxid szintézis)és 90 százalékról 84 százalékra NOS nélkül (Nitrogén-oxid szintézis)gátlás 1.

A nitrát reabszorpció másik lehetséges jelöltje a klorid-hidrogén-karbonát cserélő pendrin (más néven SLC26A4), amely interkalált sejtekben expresszálódik a disztális csavart tubulusban, az összekötő tubulusban és a kérgi gyűjtőcsatornában8. In vitro vizsgálatok kimutatták, hogy NO jelenlétében csökken a pendrin expressziója az egérkérgi gyűjtőcsatornákban és az összekötő tubulusokban. (Nitrogén-oxid)donorok, és az NO gátlása során felfelé szabályozott (Nitrogén-oxid szintézis)1. A szialin (más néven SLC17A5) nitrátot szállít a plazmából a nyálmirigyekbe4. A jelátvitel magas apikális expressziójáról számoltak be a distalis tubulussejtekben1, ami arra utal, hogy ez a transzporter hozzájárulhat a nitrát renális reabszorpciójához is.

A nitrát és nitrit csöves kezelésével kapcsolatos jelenlegi ismeretek nagy része a nitrát kiválasztásán alapul. Mindkét anion szabadon szűrhető a glomerulusokban, de nem ismert, hogy léteznek-e hasonló tubuláris transzportmechanizmusok a nitrát és a nitrit számára a nefron mentén. További vizsgálatokra van szükség a nitrát és a nitrát transzporterek azonosításához az emberbenvese. Az ilyen vizsgálatok nemcsak a nitrát-nitrit-NO megértését segítenék elő (Nitrogén-oxid)az egészségben és a betegségekben, de potenciálisan új terápiás stratégiákhoz vezethet.

A NO (nitrogén-monoxid) metabolizmusa a vesében

A NO helyreállításának megközelítései (Nitrogén-oxid)bioaktivitás

Annak ellenére, hogy több évtizedes kutatás a NO megértésére összpontosított (Nitrogén-oxid)biológia és új eszközök fejlesztése e jelzőmolekula bioaktivitásának növelésére különféle rendellenességekben, különösen a szív- és érrendszerben, a jóváhagyott klinikai alkalmazások száma korlátozott. Négy fő megközelítés növelheti a NO-t (Nitrogén-oxid)bioaktivitás (5. ábra). Először is, az endogén NOS növelése vagy helyreállítása (Nitrogén-oxid szintézis)aktivitás, például L-argininnel, L-citrullinnal vagy BH-val való kiegészítéssel; az argináz aktivitás gátlása; csökkenti a NOS endogén szintjét (Nitrogén-oxid szintézis)inhibitorok; hidrogén-szulfid (H, S) képződés serkentése; vagy olyan gyógyszerek alkalmazása, mint a sztatinok, ACE2 aktivátorok, -2 típusú angiotenzin II receptor(AT,) agonisták és Mas receptor agonisták, amelyek tompíthatják az oxidatív stresszt és elősegíthetik az eNOS-t (Nitrogén-oxid szintézis)aktiválás. Másodszor, olyan anyagokat adunk, amelyek közvetlenül növelik a NO-t (Nitrogén-oxid)generálása a NOS-tól függetlenül (Nitrogén-oxid szintézis)rendszer, például belélegzett NO (Nitrogén-oxid)gáz vagy szervetlen nitrit, hibrid gyógyszerek, amelyek NO-t kötnek (Nitrogén-oxid)-rész felszabadítása egy meglévő farmakológiai ágensre, H, S jelátvitel fokozása, szerves nitrátokkal történő kezelés vagy szervetlen nitráttal vagy nitrittel történő kiegészítés. Harmadszor, a NO korlátozása (Nitrogén-oxid)anyagcserét, például az oxidatív stressz csillapításával, és ezáltal megakadályozza az NO felszívódását (Nitrogén-oxid)és negyedszer, a downstream jelátviteli útvonalak elősegítése, például foszfodiészteráz inhibitorok, sGC stimulátorok vagy sGC aktivátorok használatával. Néhány meglévő és ígéretes jövőbeli megközelítés a NO növelésére (Nitrogén-oxid)generálást és jelzést az alábbiakban tárgyaljuk.

Belélegzett NEM (Nitrogén-oxid)gáz

Az FDA jóváhagyása óta az inhalált NO (Nitrogén-oxid)1999-ben újszülöttek perzisztáló pulmonális hipertóniájának kezelésére ezt a megközelítést különböző klinikai körülmények között alkalmazták. Aggályok vannak az inhalált NO krónikus használatával kapcsolatban (Nitrogén-oxid), különösen több szervi elégtelenségben szenvedő betegeknél, a methemoglobin képződés kockázata miatt (a NO kötődése miatt (Nitrogén-oxid)a hemoglobinhoz, ami csökkenti annak oxigénszállító képességét) és fejlődésevesediszfunkció. A randomizált vizsgálatok szisztematikus áttekintése és metaanalízise azt mutatta, hogy NO (Nitrogén-oxid)Az inhalációs terápia növelte annak kockázatátakutvesesérülés(AKI) akut légzési distressz szindrómában (ARDS) szenvedő betegeknél, de nem ARDSpopulációkban13. A mögöttes mechanizmusok valószínűleg a pre- és posztglomeruláris arterioláris rezisztencia modulációjában, valamint a só és víz megváltozott tubuláris kezelésében állnak, amit korábbi állat- és embervizsgálatok is alátámasztanak13.Vesefunkcióés az AKI markereit ezért szorosan ellenőrizni kell azoknál a betegeknél, akiknek inhalációs NO-ra van szükségük (Nitrogén-oxid)terápia.

Szerves nitrátok

A nitroglicerin (más néven gliceril-trinitrát) tágítja a vénás kapacitású ereket, az aortát, a közepestől a nagy méretű koszorúereket és a kollaterálisokat. Ezt a szerves nitrátot és szerkezetileg hasonló vegyületeket angina, akut miokardiális infarktus és súlyos magas vérnyomás kezelésére használták már az NO szerepének felfedezése előtt. (Nitrogén-oxid)a fiziológiában 4. A szerves nitrátok krónikus használata toleranciával és a káros hatások kockázatával jár együtt, beleértve a hipotenziót és az endothel diszfunkciót, amelyek korlátozzák terápiás alkalmazásukat.

Argináz gátlás

A NOS (Nitrogén-oxid szintézis)Az izoformák versenyeznek az L-argininért két másik enzimmel, az arginázzal és az arginin-metiltranszferázzal, amelyek az L-arginint karbamiddá, illetve L-ornitinné, illetve aszimmetrikus dimetil-argininné (ADMA) alakítják át. Az ADMA viszont gátolja a NOS-t (Nitrogén-oxid szintézis)aktivitást az L-argininnel való közvetlen versengés révén a NOS-hoz való kötődésért (Nitrogén-oxid szintézis), ami a NOS-hoz vezet (Nitrogén-oxid szintézis)szétkapcsolásl5. Az argináznak két izoenzimje létezik; az argináz 1 elsősorban a hepatociták és a vörösvérsejtek citoplazmájában található16, míg az argináz 2 a test számos szövetének mitokondriumában található, nagy mennyiségben a szervezetben.vese(Human Protein Atlas). Megnövekedett argináz aktivitás és emelkedett ADMA szint, valamint csökkent NO (Nitrogén-oxid)szintézis, endothel diszfunkcióval és megnövekedett kardiovaszkuláris kockázattal járnak összefüggésbe CKD-ben szenvedő betegeknél.Krónikus vesebetegség). Ezenkívül kimutatták, hogy az argináz gátlás javítja a mikrovaszkuláris endothel funkciót koszorúér-betegségben és T2DM9,1x0 betegekben.

Kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy az étrendi szervetlen nitrát csökkentheti az argináz expresszióját és aktivitását, ami hozzájárulhat a nitrát jótékony hatásához szív- és érrendszeri és anyagcsere-betegségekben21,122. Az argináz 2 fokozott expressziója és aktivitása összefüggésbe hozhatóvesekudarc, cukorbetegvesebetegség(DKD), hipertóniás nephropathiát, valamint az argináz gátlás kedvező hatásait vesebetegség modellekben mutatták ki18. További vizsgálatokra van szükség az argináz funkció gyengítésének lehetséges klinikai előnyeinek vizsgálatára olyan betegeknél, akiknél avesebetegség.

A krónikus vesebetegség és a nitrogén-monoxid szintézis kapcsolata

H, S képződés és jelzés

A H, S jelátviteli molekula sok hasonlóságot mutat az NO-val (Nitrogén-oxid)és számos élettani funkciót érint, beleértve a szív- és érrendszeri, vese- és anyagcsere-rendszerek modulálását23-12. A H, S endogén módon képződik a legtöbb szervben, beleértve avese, enzimatikus és nem enzimes reakciókon keresztül24. A H, S termelés stimulálása fokozhatja az NO-t (Nitrogén-oxid)-sGC-cGMP-PKGpathway az NO termelés és annak downstream jelátvitelének növelésével. H, S is növelheti az eNOS-t (Nitrogén-oxid szintézis)aktiválás olyan mechanizmusokon keresztül, amelyek magukban foglalják az intracelluláris Ca2 plusz mobilizálását és a foszforiláció elősegítését26127. Ezenkívül a H, S növelheti az NO szintjét (Nitrogén-oxid)NOS-tól független gyártás (Nitrogén-oxid szintézis)a nitrit NO128.H-vá történő XOR-függő redukciójának stimulálásával a Shas-ról kimutatták, hogy aktiválja az sGC-t és/vagy közvetlenül növeli a cGMP-szintet a foszfodiészteráz gátlásán keresztül. Az NO és a H, S jelátviteli rendszerek közötti kölcsönhatások és áthallás összetettek, és S/N-hibrid fajok kialakulását foglalják magukban. A lassan felszabaduló H, S donorokkal végzett kezelés protektív hatásokkal jár a kardiovaszkuláris,veseés anyagcsere-betegségek{0}}, de ezek az eredmények további klinikai fordításra várnak.

Foszfodiészteráz gátlás

A cGMP-t a foszfodiészteráz guanozin-monofoszfáttá (GMP) hidrolizálja. A mai napig a foszfodiészteráz 5 (PDE5), amely különböző szövetekben, köztük a szív- és érrendszerben és a veserendszerben expresszálódik, állt a kutatás fő középpontjában, de más foszfodiészteráz izoenzimekről is feltételezték, hogy módosítják az NO-t. (Nitrogén-oxid)-közvetített cGMP-függő és független jelátvitel.

A PDE5 inhibitorok blokkolják a cGMP lebomlását, és ezáltal megnövekedett vagy elhúzódó NO-hoz vezetnek (Nitrogén-oxid)jelzés. Ezekről a vegyületekről preklinikai és klinikai vizsgálatokban bebizonyosodott, hogy csökkentik a vérnyomást, és kifejtik hatásukatveseés kardiovaszkuláris védőhatások az IRI, szívelégtelenség különböző kísérleti modelljeiben], CKD és DKD12. A PDE5 erősen kifejeződik avese(a glomerulusokban, a mesangialis sejtekben, a kérgi tubulusokban és a belső medulláris gyűjtőcsatornában) és avese-A PDE5-inhibitorok protektív hatásairól úgy gondolják, hogy jóval túlmutatnak vérnyomáscsökkentő hatásukon3.5/6 nephrectomizált patkányban a veseeltávolítás után közvetlenül megkezdett 8 hetes PDE5-gátló kezelés megakadályozta a magas vérnyomás kialakulását és javult.vesesérülésés proteinuria3. Ez azonban mélyvesea védelem elveszett, ha a PDE5 gátlást egy későbbi szakaszban (azaz 4 héttel a nephrectomia után) kezdték meg, amikor a proteinuria már nyilvánvaló volt.

A PDE5-inhibitorok jelenleg klinikailag engedélyezettek a pulmonális hipertónia, a merevedési zavarok és az alsó húgyúti tünetek kezelésére. Az ígéretes preklinikai és korai klinikai eredmények azonban arra utalnak, hogy a jövőben további terápiás javallatok is lehetségesek. Például egy II. fázisú vizsgálat kimutatta, hogy a 12 hétig tartó, együtt ható PDE5-gátlóval végzett napi egyszeri kezelés csökkentette az albuminuriát 256 T2DM-ben és nyilvánvaló nephropathiában szenvedő betegnél5. Ami fontos, eztvese-védőhatásRAAS-blokkolókkal végzett egyidejű kezelés ellenére, és függetlenül a vérnyomás vagy a GFR változásától.

Ⅲ RÉSZÉHEZ KATTINTSON IDE