大约三分之一的1型糖尿病患者会出现肾病。其机制尚不清楚，但肾内缺氧已被认为是包括糖尿病肾病在内的慢性肾病的统一机制。最近的研究表明，内皮素系统通过涉及A型内皮素受体(ETA-R)的途径调节糖尿病肾脏内的氧供应。这些受体主要介导血管收缩和肾小管钠潴留，抑制ETA-R可改善糖尿病肾脏内的氧合。B型内皮素受体(ETB-R)可诱导肾血管扩张，也可调节肾小管钠处理。然而，ETB-R在肾脏氧稳态中的作用尚不清楚。研究人员在正常血糖对照组和急性实验前2周注射链脲佐菌素(55毫克/千克)的胰岛素缺失雄性Sprague-Dawley大鼠中研究了急性肾内ETB-R激活(角蝰毒素6c 30-40分钟；0.78pmol/h直接进入肾动脉)对肾功能和氧代谢的影响。肾内激活ETB-R可改善缺氧性糖尿病肾脏的氧合。然而，对糖尿病引起的肾耗氧量增加的影响并不能解释氧合作用的改善。相反，肾脏氧合的改善是由于血液动力学效应增加了氧输送，而没有增加肾小球滤过率或肾小管钠负荷。总之，糖尿病肾脏中ETB-R信号的增加可改善肾内组织氧合，这是由于肾血流量增加继而增加了氧输送。


引言


肾内缺氧近来越来越受到关注，现已被公认为是慢性肾病，包括糖尿病肾病的统一途径。重要的是，有研究表明，在没有高血糖、高血压或氧化应激等混杂因素的情况下，线粒体漏呼吸增加导致的肾内缺氧本身就足以导致蛋白尿、纤维化发展和活化免疫细胞浸润的发生。此外，我们最近报道，在1型糖尿病小鼠模型中，胰岛素分泌不足型糖尿病发病后72小时内就会出现肾内缺氧。因此，有必要进一步确定阻止糖尿病肾病恶化的机制和新靶点。


内皮素(ET-1)是一种强效血管活性肽，通过与ET A型和B型受体(分别为ETA-R和ETB-R)结合，调节动脉阻力和肾脏钠处理。ET-1与表达在血管平滑肌细胞(VSMC)上的G蛋白偶联ETA-R结合可诱导血管收缩，而与表达在血管内皮细胞上的ETB-R结合则可诱导一氧化氮依赖性血管扩张。然而，有报道称，模拟位于血管内皮细胞上的ETB-R可引起严重的血管收缩。然而，ETB-R介导的血管收缩只有在使用外源输注的啮齿类动物中剂量较大时才会出现。这两种受体类型都在肾脏中表达，并调节肾血流动力学、肾小球滤过率(GFR)和肾小管钠处理。ETA-R主要在近端肾小管和集合管中表达。在直的近端小管中，ETB-R通过激活蛋白激酶C在低ET-1浓度时介导液体重吸收，而高浓度的ET-1则通过花生四烯酸代谢物机制抑制肾小管液体重吸收。然而，ETB-R可介导一氧化氮和/或环氧合酶的产生，从而对参与肾小管电解质和水处理的几个转运体产生潜在的抑制作用。


我们最近报告说，阻断肾脏中的特异性ETA-R能明显改善糖尿病患者肾内组织氧分压(PO2)。阻断ETA-R后糖尿病肾脏内PO2的改善是由于肾血流量(RBF)增加导致氧输送(D˙O2)增加所致。与ETA-R相比，ETB-R对肾血流动力学和肾小管钠处理的影响截然相反，再加上之前的结果表明阻断ETA-R有显著的益处，因此我们假设激活ETB-R将改善糖尿病肾内PO2，而主要影响将通过继RBF增加之后的D˙O2改善来介导。为了验证这一假设，我们通过向胰岛素分泌不足的大鼠肾动脉直接注射角蝰毒素6c(S6c)，特异性地激活了肾脏中的ETB-R。通过这种方法，我们避免了可能造成混淆的全身效应，并特别确定了肾内机制介导ETB-R激活对肾内血流动力学和氧代谢的影响。


材料与方法


化学品和动物。用链脲佐菌素(55毫克/千克)使Sprague-Dawley大鼠(雄性，250克)患糖尿病(随机选取9只)，并与体重匹配的正常血糖对照组(14只)进行比较。糖尿病通过测量血糖确认，血糖浓度为20mmol/l。所有大鼠均可自由饮用自来水和标准大鼠饲料。


实验处理。诱导糖尿病14天后，按照之前的描述，准备对所有大鼠进行肾功能和氧代谢测量。简而言之，使用噻丁巴比妥(120毫克/千克)诱导麻醉，并使用伺服控制加热垫将体温维持在37.5℃。进行气管造口术以促进自主通气。在颈动脉插入导管以监测平均动脉血压(MAP)，在颈静脉插入导管以输注[3H]菊粉(185kBq-h-1-kg-1；对照组为5ml-h-1-kg-1，糖尿病患者为10ml-h-1-kg-1)，在膀胱插入导管以进行引流。左肾被固定在一个塑料杯中，左输尿管被导管插入以收集尿液，用于随后的肾功能测量。最后一根导管插入腰动脉并推进到左肾动脉，以便针对肾脏给药，而不会产生潜在的全身影响。最后，在左肾动脉上放置流量探针，并开始30-40分钟的恢复期。


剂量-反应关系。对ETB-R激活剂S6c的剂量反应关系是在最初的单独系列中确定的。正常血糖大鼠(5只)和糖尿病大鼠(8只)肾动脉内持续输注不断增加剂量的S6c(0、0.78、1.56、3.13、6.25和12.50pmol/h)，期间测定了对MAP和RBF的影响(图1)。根据这些结果，我们决定在所有后续实验中使用0.78pmol/h的剂量，以确定ETB-R激活对糖尿病肾功能和氧代谢的影响。


肾功能测量。恢复期结束后，在30-40分钟的基线期测量MAP、RBF、GFR和肾脏Na处理量，然后使用S6c(0.78pmol/h，进入肾动脉)激活肾内ETB-R，再持续30-40分钟。


如其他文献所述，在每个阶段结束时测量肾脏PO2(丹麦Unisense  克拉克型氧微电极)、区域血流量(激光多普勒)和肾脏总耗氧量(Q˙O2；iSTAT)。


采用标准液体闪烁技术，根据[3H]菊粉的尿排泄率计算GFR。尿蛋白浓度根据生产商提供的方案(DC蛋白检测法)进行分析，Na浓度使用火焰光度法(IL543型)进行分析，硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)浓度的分析方法如前所述。


计算。肾血管阻力(RVR)的计算方法是MAP除以RBF，Q˙O2的计算方法是动静脉萃取氧量乘以RBF。D˙O2的计算方法是动脉血氧含量乘以RBF。滤过分数的计算方法是GFR除以[RBF(1-Hct)]。转运Na(TNa)的计算公式为(动脉NaGFR)-(尿Na尿流)，分馏Na(FENa)的计算公式为尿Na浓度除以(GFR血浆Na)。