造影劑改變腎動(dòng)脈對(duì)內(nèi)皮素和一氧化氮作用的敏感性

1、造影劑改變腎動(dòng)脈對(duì)內(nèi)皮素和一氧化氮作用的敏感性【摘要】目的探討造影劑導(dǎo)致腎血管張力改變的機(jī)理及其條件，以及內(nèi)皮素和一氧化氮(NO)在其中的作用。方法采用離體灌流大鼠腎動(dòng)脈直徑測(cè)定，觀察在不同造影劑、內(nèi)皮素(ET)、NO及其它藥物的刺激下，腎動(dòng)脈直徑的變化。結(jié)果造影劑能夠顯著地、特異性地提高大鼠腎動(dòng)脈對(duì)ET縮血管作用的敏感性，此作用主要由ETA受體介導(dǎo)，與滲透壓無關(guān)；造影劑能夠顯著地、特異性地降低大鼠腎動(dòng)脈對(duì)NO擴(kuò)張血管作用的敏感性，這一作用主要與滲透壓有關(guān)。結(jié)論造影劑能特異性地改變大鼠腎動(dòng)脈對(duì)ET及NO作用的敏感性?！娟P(guān)鍵詞】造影劑內(nèi)皮素一氧化氮 Contrast media alter th

2、e potency of endothelin and NO on renal arteriesLI Song, GAO Yuangui, DONG Baowei.The General Hospital of PLA,Beijing 100853【Abstract】ObjectiveTo investigate the mechanism and conditions of the influences of contrast media on renal vascular tone, and the role in which endothelin and NO may play. Met

3、hodsThe experiment was conducted by measuring the diameter of isolated perfused rat renal artery. The changes in diameter were observed as the arteries were superfused with contrast media, endothelin, NO and other agents. ResultsContrast media significantly and selectively enhanced the arterial sens

4、itivity to endothelin. This alteration was mediated by ETA receptor and was not influenced by osmolarity. Contrast media significantly and selectively decreased the arterial sensitivity to NO, which was mainly induced by osmolar charges. Conclusion Contrast media can selectively alter the sensitivit

5、y of renal arteries to endothelin and NO.【Key words】Contrast mediaEndothelinNitric oxide經(jīng)血管放射造影劑可能導(dǎo)致急性的腎功能損害，稱為造影劑相關(guān)腎病(contrast medium associated nephropathy,CAN)，是應(yīng)用造影劑的主要并發(fā)癥之一。CAN的病理生理機(jī)制尚未完全明了。有研究表明，CAN的關(guān)鍵病理生理過程是造影劑引起的異常腎內(nèi)血管收縮。ET和NO可能參與CAN的發(fā)病機(jī)制。注射造影劑后，可使動(dòng)物血中的ET水平升高1；體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞接觸造影劑后ET釋放增多2，3；應(yīng)用ET受體

6、拮抗劑能夠緩解CAN的癥狀4；而CAN動(dòng)物模型的尿中cGMP及NO2-/NO3-(NO合成的副產(chǎn)物)顯著減少5；應(yīng)用NO合成抑制劑能加劇造影劑引起的腎血管收縮6。我們擬探討造影劑影響腎動(dòng)脈對(duì)內(nèi)皮素及NO作用效應(yīng)的敏感性及這種影響的特異性；造影劑影響腎動(dòng)脈對(duì)其他血管活性介質(zhì)的敏感性。材料與方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ托坌許D大鼠，體重250克。取腎臟置于4灌流液中(含NaCl 118.5 mmol/L、KCl 4.7 mmol/L、KH4PO4 1.2 mmol/L、MgSO4 1.18 mmol/L、NaHCO3 25 mmol/L、Na2 EDTA 0.023 mmol/L、CaCl2 1.6 mmol

7、/L、葡萄糖11 mmol/L、茚甲新10 mol/L、Nw-硝基精氨酸100 mol/L的95% O2和5% CO2混合氣體飽和液，pH值7.4)。剖開鼠腎，截取長23 mm、外徑200350 m的葉間動(dòng)脈段，移至灌流架上，兩端固定在預(yù)先充滿灌流液的毛細(xì)管上，套管一端封閉，另一端與壓力吊瓶連接，管內(nèi)壓力保持80 mmHg(1 kPa7.5 mmHg)。37灌流液水浴灌流腎動(dòng)脈(速度10 ml/min)。二、試劑和造影劑內(nèi)皮素(ET-1)、精胺氧化氮復(fù)合物(SPERNO)、ET受體特異性拮抗劑BQ-123和BQ-788、ET受體非特異性拮抗劑Bosentan、ETB受體協(xié)同劑BQ-3020和E

8、T-1 Ala1，3，11，15、苯腎上腺素、鉀溶液(K+)、Diltiazem、Forskolin、甘露醇。造影劑RENO-60(泛影葡胺，簡稱RENO)和Omnipaque(簡稱OMNI)。三、實(shí)驗(yàn)步驟每條血管隨機(jī)接受以下實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)(前對(duì)照、刺激實(shí)驗(yàn)及后對(duì)照)，各重復(fù)36次。(一)造影劑對(duì)ET收縮血管作用的影響：1.ET縮血管實(shí)驗(yàn)：(1)前對(duì)照：將不同濃度的ET(10-1010-7mol/L)由低到高依次加入灌流液中，每一劑量的灌流100 ml(10 ml/min)，令腎動(dòng)脈收縮至完全閉合。以基礎(chǔ)灌流液洗脫藥物。(2)造影劑刺激實(shí)驗(yàn)：在灌流液中加入3.3%的RENO或OMNI，重復(fù)(1)

9、步驟。(3)后對(duì)照：重復(fù)(1)步驟。2.造影劑空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)：重復(fù)1.中(1)步驟三次。3.滲透壓負(fù)荷對(duì)照實(shí)驗(yàn)：以1.0%甘露醇替代1.中(2)步驟的造影劑，重復(fù)1.步驟。4.血管收縮劑對(duì)照實(shí)驗(yàn)：分別以苯腎上腺素(10-810-5mol/L)和鉀(2080 mmol/L)替代ET，重復(fù)1.步驟。5.血管收縮劑空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)：分別以苯腎上腺素(10-810-5mol/L)和鉀(2080 mmol/L)替代ET，重復(fù)2.步驟。6.大鼠腎動(dòng)脈ET受體表達(dá)的特點(diǎn)：分別于灌流液中加入Bosentan 10-5mol/L或BQ-123 10-6mol/L或BQ-788 10-6mol/L或BQ-3020 10

10、-1010-7mol/L或ET-1 Ala1，3，11，1510-1010-7mol/L，重復(fù)2.步驟。(二)造影劑對(duì)NO擴(kuò)張血管作用的影響：1.SPERNO擴(kuò)張血管實(shí)驗(yàn)：(1)前對(duì)照：將一定濃度的血管收縮劑(10-10mol/L ET或10-7mol/L苯腎上腺或50 mmol/L鉀)作為預(yù)收縮劑加入灌流液中，令腎動(dòng)脈完全收縮。將不同濃度的SPERNO(10-8310-5mol/L)由低到高依次加入灌流液中，每一劑量灌流50 ml(10 ml/min)，使動(dòng)脈逐漸擴(kuò)張至SPERNO的最強(qiáng)作用水平。以基礎(chǔ)灌流液洗脫藥物。(2)造影劑刺激實(shí)驗(yàn)：在灌流液中加入3.3%的RENO或OMNI，重復(fù)(1

11、)步驟。(3)后對(duì)照：重復(fù)(1)步驟。2.造影劑空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)：以50 mmol/L 鉀為預(yù)收縮劑，重復(fù)1.中(1)步驟三次。3.滲透壓負(fù)荷對(duì)照實(shí)驗(yàn)：以50 mmol/L 鉀為預(yù)收縮劑，以1.0%甘露醇替代1.中(2)步驟的造影劑，重復(fù)1.步驟。4.血管擴(kuò)張劑對(duì)照實(shí)驗(yàn)：分別以Diltiazem(10-8310-5mol/L)或Forskolin(10-8310-5mol/L)替代SPERNO，重復(fù)1.步驟。各種血管收縮劑和擴(kuò)張劑分別對(duì)應(yīng)分為9組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、數(shù)據(jù)的采集和處理1.測(cè)定血管初始直徑和在各刺激物的不同濃度作用下引起的血管收縮或舒張狀態(tài)的直徑。2.利用GraphPad Prism軟件繪出

12、各刺激物的劑量-效應(yīng)曲線(D-R曲線)，并求得各刺激物的半數(shù)有效劑量EC50及其負(fù)對(duì)數(shù)值pEC50。3.比較在造影劑存在及各對(duì)照時(shí)，ET、苯腎上腺素及鉀的血管收縮比(血管最強(qiáng)收縮時(shí)的直徑減少值與初始直徑值之比)；SPERNO、Diltiazem和Forskolin的血管擴(kuò)張比(最大擴(kuò)張直徑-最小收縮直徑)/(初始直徑-最小收縮直徑)、EC50和pEC50。分別比較以ET、苯腎上腺素或鉀作為血管預(yù)收縮劑時(shí)，SPERNO、Diltiazem和Forskolin的上述效應(yīng)指標(biāo)之間差異。4.數(shù)據(jù)的自身比較(刺激實(shí)驗(yàn)、后對(duì)照與前對(duì)照相比)采用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間(刺激物間)比較采用方差分析處理。結(jié)果一、造影

13、劑對(duì)ET素收縮血管效力的影響ET能引起大鼠腎動(dòng)脈的完全性收縮，造影劑及甘露醇對(duì)此無顯著影響；各組前對(duì)照的pEC50值平均為8.18(EC 50為1.55 nmol/L)。在RENO存在下，ET的D-R曲線左移，pEC50增大0.33單位(P0.05)，OMNI及甘露醇對(duì)ET的pEC50無顯著影響；后對(duì)照結(jié)果還顯示，RENO的這種影響未恢復(fù)到前對(duì)照之水平(1)。與前對(duì)照相比，配對(duì)t檢驗(yàn)，* P0.051造影劑對(duì)ETpEC50的影響B(tài)osentan(10-5mol/L)能阻斷ET引起的腎動(dòng)脈收縮，令其pEC50減小1.39單位，但不影響血管收縮比；而BQ-123及BQ-788對(duì)ET的EC50均無顯

14、著影響。BQ-3020和ET-1Ala均未使腎動(dòng)脈發(fā)生顯著的收縮。二、RENO對(duì)苯腎上腺素及K+縮血管效力的影響RENO對(duì)苯腎上腺素的血管收縮比無顯著影響；各組實(shí)驗(yàn)前對(duì)照的pEC50平均為6.79(EC50為0.16 mol/L)。在RENO存在下，苯腎上腺素的D-R曲線右移，pEC50減少0.33單位(P0.05)；后對(duì)照實(shí)驗(yàn)RENO的這一作用未見恢復(fù)，空白對(duì)照組后對(duì)照的pEC50較前對(duì)照顯著減少(P0.05)。鉀收縮腎動(dòng)脈的pEC50為1.61(EC50為24.5 mmol/L)，RENO對(duì)鉀的作用無顯著影響(2)。與前對(duì)照相比，配對(duì)t檢驗(yàn)，* P0.052RENO對(duì)血管收縮劑pEC50的

15、影響三、造影劑對(duì)NO擴(kuò)血管作用的影響以ET、苯腎上腺素或鉀作為預(yù)收縮劑，ERNO均可使SPERNO的D-R曲線右移，pEC50減少(P0.05)。RENO對(duì)SPERNO的血管擴(kuò)張比無顯著影響。且RENO的這種作用在后對(duì)照實(shí)驗(yàn)中消失。OMNI對(duì)SPERNO的作用與RENO相同。甘露醇對(duì)SPERNO的EC50無顯著影響(3)。與前對(duì)照相比，配對(duì)t檢驗(yàn)，* P0.053造影劑SPERNOpEC50的影響四、RENO對(duì)其他的擴(kuò)血管作用的影響在RENO的作用下，F(xiàn)orskolin和Diltiazem的D-R曲線略左移，pEC50略增大，與SPERNO相比，組間差異具有顯著意義(4)。與前對(duì)照相比，配對(duì)t

16、檢驗(yàn)，*P0.05；與Foskolin和Diltiazem組相比，方差分析，# P0.054RENO對(duì)血管擴(kuò)張劑pEC50的影響討論本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，RENO的存在強(qiáng)化了ET引起的腎血管收縮，提示大鼠腎動(dòng)脈對(duì)ET的敏感性顯著提高，而且在洗脫后，RENO對(duì)腎血管的影響仍然存在，說明這種影響非直接的物理作用所致。RENO對(duì)縮血管藥物的強(qiáng)化作用具有選擇性，即特異地提高腎動(dòng)脈對(duì)ET的敏感性，而不影響腎上腺素及鉀的縮血管作用。ET收縮血管是通過與細(xì)胞膜上特異性受體結(jié)合，令細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的鈣釋放，導(dǎo)致血管平滑肌收縮。因此可推測(cè)RENO不參與L-型鈣通道及細(xì)胞內(nèi)鈣水平的調(diào)節(jié)，其作用可能在于特異地影響激活內(nèi)皮素受體

17、或受體后的過程。以往的研究已經(jīng)證明造影劑能導(dǎo)致ET釋放的增加7，但這一因素在本實(shí)驗(yàn)各個(gè)組中分布是均衡的，故實(shí)驗(yàn)結(jié)果所顯示出的造影劑使腎動(dòng)脈對(duì)縮血管藥物反應(yīng)的改變及其特異性主要來源于血管對(duì)藥物敏感性的改變。在大鼠腎臟存在兩種ET受體(ETA和ETB)8。在大多數(shù)的血管床，ETA受體介導(dǎo)血管收縮。ETB受體間接介導(dǎo)血管擴(kuò)張。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與ETA和ETB受體的基本作用吻合。但是，ETA受體特異性拮抗劑BQ-123未能完全阻斷內(nèi)皮素的縮血管作用，這一現(xiàn)象以往也有報(bào)道9，其原因尚不清楚。有臨床實(shí)驗(yàn)提示造影劑的滲透壓負(fù)荷是導(dǎo)致CAN的重要因素10。本實(shí)驗(yàn)中非離子性低滲透壓造影劑(OMNI)及單純滲透壓負(fù)荷

18、刺激(甘露醇)均對(duì)內(nèi)皮素的藥物效應(yīng)指標(biāo)無顯著影響，故RENO對(duì)ET作用的影響不能用滲透壓負(fù)荷來解釋。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，RENO、OMNI及甘露醇均能削弱SPERNO的擴(kuò)張血管作用，即腎動(dòng)脈對(duì)SPERNO的敏感性降低，且這一作用在后對(duì)照實(shí)驗(yàn)中消失。說明引起SPERNO的pEC50改變的直接原因是滲透壓負(fù)荷的增加。同時(shí)造影劑及甘露醇對(duì)SPERNO作用的減弱具有選擇性，它們對(duì)Diltiazem及Foskolin的擴(kuò)血管作用無顯著影響。SPERNO的擴(kuò)血管作用在于促進(jìn)NO的合成，使細(xì)胞內(nèi)cGMP水平升高，阻斷平滑肌的收縮途徑，令血管舒張。我們推斷滲透壓負(fù)荷的作用環(huán)節(jié)可能在于導(dǎo)致cGMP在細(xì)胞內(nèi)積累的途徑

19、，即cGMP依賴性蛋白激酶催化下的蛋白磷酸化過程。此外，NO在體內(nèi)可以通過激活ETB受體，介導(dǎo)ET引起的血管擴(kuò)張，減輕內(nèi)皮素引起的血管收縮11。造影劑是否作用于此反饋途徑，以及在腎動(dòng)脈系統(tǒng)的其他節(jié)段是否也存在這樣的反饋系統(tǒng)，有待將來的研究加以解決。作者單位：李頌董寶瑋北京，解放軍總醫(yī)院超聲科100853高元桂放射科參考文獻(xiàn)1Heyman SN, Clark BA, Kaiser N，et al. Radiocontrast agents induce endothelin release in vivo and in vitro. J Am Soc Nephrol，1992，3:58-65.2

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