A furoszemid kálium-megtakarító hatása egerekben magas káliumtartalmú étrend esetén

Absztrakt

BEVEZETÉS

A hurok diuretikumokat, például a furoszemidet széles körben használják a betegek folyadéktúlterhelésének csökkentésére, és jól ismertek a vese K-pazarló hatásaikról, amelyek gyakran hypokalemiát okoznak (11, 12, 22). A furoszemid által kiváltott K-pazarlás abból adódik, hogy gátolják a Na reabsorpcióját a Henle vastagan emelkedő végtagjában (TAL), fokozva a Na-t az aldoszteron-érzékeny disztális nefronba, amely stimulálja a K-szekréciót az epitheliális Na-csatorna (ENaC) által közvetített Na-ért újrafelszívódás (25). A furosemiddel kezelt betegek többsége „nyugati” étrendet folytat, amelyet viszonylag magas Na- és alacsony K-tartalom, valamint savterhelésre való hajlam jellemez. Ezen betegeknél a K-veszteség megelőzhető amilorid (2), egy ENaC-gátló alkalmazásával, hogy megakadályozzuk a Na újrafelszívódását, amely a vese külső medulláris K (ROMK) csatornáján keresztül vezeti a K szekréciót. Azonban a betegek gyakrabban választják az alacsony Na-tartalmú, magas K-tartalmú étrendet (LNaHK), amelyek ismertek a magas vérnyomáscsökkentő hatásukról, amint azt a Hipertónia leállításának diétás megközelítései (DASH) tanulmány (1, 23) és tanulmányok feltárják. „mediterrán stílusú” diétával rendelkező alanyok (14, 33). Nem világos, hogy a K homeosztázis miként tartható fenn, amikor hurok diuretikumokat vesznek be az ilyen étrendet betartó betegek.

A magas K-tartalom mellett sok „ősi” vegetáriánus étrend is lúgos, ami a csontok erősségét elősegítő tényező (21). A DASH étrend lúgos mértéke bizonytalan. Az izolált dél-amerikai Yanomami törzs tagjaiban azonban, akik alacsony nátrium- és magas K-tartalmú vegetáriánus étrend mellett alacsony vérnyomást mutattak, a magas lúgos tartalom magas volt, amint azt a nagyon alacsony vizeletbeli Cl-koncentráció mutatja (19). ). Magas (5%) - K étrendünket hasonlóan lúgosra terveztük a K-klorid, a K-karbonát és a K-citrát egyenlő részének köszönhetően (28, 29). Ez a kombináció átlagosan 8,4 vizelet-pH-t eredményez, szemben a 6,3-mal, azoknál az egereknél, akik normál-K étrendet vagy magas K-értékű étrendet fogyasztanak, és csak Cl-t tartalmaznak kontranionként (6).

Nemrégiben készült tanulmányunk megállapította, hogy a furoszemid K-t pazarló vizelethajtó egerek normál étrenddel táplált egerekben (0,3% Na és 0,6% K) és K-kímélő szer normál Na, magas K (HK) étrenddel etetett állatokban % Na, 5% K) (28) vagy LNaHK (0,01% Na, 5% K) étrend (29). A HK-diétával táplált egerekben a furoszemid megkíméli a K-t azáltal, hogy gátolja a K-szekréciót a nagy vezetőképességű Ca-aktivált K (BK) csatornán keresztül, a BK β4-alegységgel (BK-α/β4) együtt a csatlakozó tubulusban és a kortikális gyűjtőcsatornában. (28) Az LNaHK diétával táplált egerekben a furoszemid további hatással bír: emeli a plazma K-koncentrációját ([K]) azáltal, hogy gátolja a TAL-ból származó K-szekréciót (29).

A FUROSEMID HATÁSA A K SZEKRETCIÓRA A HK DIÉTÁT CSATLAKOZÓ EGYSÉGEK CSATLAKOZÓBAN

A normál étrenddel etetett egerekben a TAL a felszűrt K 20% -át visszaszívja egy olyan eljárással, amely magában foglalja az apikális membrán Na-K-2 Cl transzporterén (NKCC2) keresztül történő felvételét, és a bazolaterális membránon átfelé irányuló, egyenesen korrigáló K csatornán keresztül történő felszívódást ( 10.) Amint az 1., A és B ábrán látható, a furoszemid-kezelés jelentős K-veszteséget okoz a rendszeres táplálékkal etetett egerekben. A furoszemidnek szignifikáns K-megtakarító hatása van a HK diétával táplált vad típusú (WT) egerekben, de nem azokban az egerekben, amelyeknél a BK-β4 kiütéssel rendelkezik. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a K-megtakarító hatás az aldoszteron-érzékeny disztális nephronban lokalizálódik, ahol a BK-α/β4 szekretálja a K-t magas K-os, lúgos étrenddel táplált egerekben (32). Mivel a furoszemid megsavanyítja a vizeletet (35), a BK-α/β4 által közvetített K-szekréciót megsemmisítették. A vizelet lúgosítására acetazolamiddal kezelt HK diétával táplált egerekben nem volt K-megtakarító hatása a furoszemidnek (28).

A és B: K-clearance és plazma K-koncentráció ([K]) 7 nappal azután, hogy kezeletlen (kontroll) vagy furoszemiddel kezelt ivóvizet adtak a vad típusú (WT) egereknek, akiket rendszeresen tápláltak (RD; 0,3% Na, 0,6 % K), alacsony Na, magas K (LNaHK) étrend (0,01% Na, 5% K) vagy magas K (HK-WT) étrend (0,3% Na, 5% K) és nagy vezetőképességű Ca- aktivált K-csatorna β4-alegység (BK-β4) -kockázó egerek táplálták a HK diétát (HK-KO). Minden étrendet 7–10 napig adtak a vízkezelés megkezdése előtt. Az értékek átlag ± SE; n = 4–6 RD esetén; n = 12–14 a HK-WT esetében; n = 7–8 a HK-KO esetében; és n = 4 az LNaHK esetében. * P 1C ábra). A vesekéreg Western blot-analízise azt mutatta, hogy a BK-β4 expressziója csökkent, amikor furoszemidet adtak az ivóvízhez. Ezenkívül az immunhisztokémiai festés azt mutatta, hogy a furoszemid a BK-α apikális-citoplazmatikus expressziójának csökkenését okozta. Ez a hatás megfordult, amikor az acetazolamidot furoszemiddel együtt alkalmazták a vizelet lúgosítására. A lúgos vizelet mechanizmusa (acetazolamid vagy lúgos táplálás eredményeként) növeli a BK-β4 expresszióját, nem ismert. A BK-β4 azonban megakadályozza a BK-α lebomlását a lizoszómális úton (32), ezáltal több BK-α marad az apikális membránban.

A vizelet furoszemid által kiváltott savanyításának mechanizmusát több csoport tanulmányozta. Az egyik tanulmány kimutatta, hogy a furoszemid gátolja a TAL-ban lévő Na/H cserélőt (7), egy másik pedig azt, hogy a furoszemid stimulálja a vakuoláris ATPáz (V-ATPáz) által közvetített H + szekréciót (13). Számos tanulmány azt sugallta, hogy a H + stimulálva van, mert a furoszemid növeli a Na disztális leadását, ami fokozza a luminalis membrán depolarizációját és a H + szekréció elektromos hajtóerejét (3, 31). Vizsgálatunk nem határozta meg a Na/H-cserélő in situ aktivitását a TAL-ban vagy a V-ATPázban interkalált sejtekben (29). A furoszemid azonban> 100% -kal fokozta a V-ATPáz expresszióját a csatlakozó tubulusban (28). Ez egyetért azzal a megállapítással, hogy a furoszemid nem savanyítja az egerek vizeletét a csatlakozó tubulus V-ATPáz B1 alegységének szelektív kiütésével (13).

A FUROSEMID HATÁSA AZ Egerek TAL-jára Táplálta az LNaHK étrendet

Az LNaHK étrenddel etetett és furoszemiddel kezelt egereknél a K-clearance mélyebb csökkenését és a [K] növekedését figyelték meg a HK-étrendet tápláló egerekhez képest (1. ábra, A és B ábra) (29). Az LNaHK-t tápláló egerek korai disztális tubulájának mikropunktúrája, de a HK étrendje nem, a TAL-ból származó nettó K-szekréciót tárta fel, amely megszűnt, amikor az egereket furoszemiddel kezelték, vagy amikor ROMK-knockout (ROMK-KO) egeret használtak [ Ref. 29; lásd még a tanulmányhoz kapcsolódó kommentárokat (4)]. Ez az in vivo vizsgálat egy korábbi ex vivo vizsgálatot támogatott, amelyben az izolált perfundált hörcsög TAL nettó K szekréciót mutatott (27). A kérgi TAL nettó K szekréciót mutatott, alacsony bazolaterális K vezetőképességgel. Ezzel szemben a medulláris TAL, amelynek magas a bazolaterális K vezetőképessége, nem mutatott nettó K szekréciót (34). Nem határoztuk meg, hogy az egér TAL hasonló heterogenitást mutat-e a kortikális K szekréciója és a medulláris TAL tekintetében.

A magas étrendi K hatására vonatkozóan feltételezzük, hogy az emelkedett plazma [K], függetlenül az aldoszterontól, elindíthatja a jelátvitelt, hogy a sejtes K-t a szekrécióhoz az apikális membránhoz irányítsa, nem pedig a bazolaterális membránhoz az újrafeldolgozáshoz/visszaszívódáshoz. Korábbi patch-clamp vizsgálatok egy 30 pS (17) és egy 70 pS (16) ROMK csatornát tártak fel, amelyet a luminalis K újrahasznosításához használnak. A ROMK-csatorna (ROMK-KO) hiányában az egerek a 2. típusú Bartter-szindrómát mutatják, amelyet a Na elvesztése és a TAL koncentrációs képessége jellemez (15). A patch-clamp kísérleteink a 70 pS ROMK csatorna megnövekedett nyílt valószínűségét tárták fel az LNaHK étrendet tápláló egerek TAL-jában (29). Az LNaHK diétával táplált egerekben a 70 pS csatorna és a nettó K szekréció hiányzott a ROMK-KO egerekből, ami azt jelzi, hogy a 70 pS ROMK csatorna szerepet játszik a nettó K szekrécióban.

A magas plazma [K] szignalizációt is kezdeményezhet a TAL bazolaterális K-csatornájának gátlására. Ennek az elképzelésnek az előzménye, hogy a magas plazma [K] a NaCl visszaszívódásának csökkenését jelzi a disztális tekercselt tubulusban (26), részben azáltal, hogy gátolja a bazolaterális K csatornát, amely a K feszültség által vezérelt KCNJ10 és KCNJ16 csatornák heteromerjét tartalmazza ( Kir4.1/5.1) (30). A bizonyítékok arra utalnak, hogy a TAL bazolaterális K csatornája a KCNJ10-et is tartalmazza (36). A patch-clamp kísérletek azonban más K csatornákat tártak fel a KCNJ10 -/- egerek bazolaterális TAL-jában (8).

A ROMK csatorna mellett egy 33 pS nem szelektív kation (NSC-33) csatornát is találtunk az izolált split-open TAL apikális membránjában. Az NSC-33 szignifikáns növekedést mutat az LNaHK diétával táplált egereknél a csatorna nyitási valószínűsége [1,26 ± 0,18 (n = 13) LNaHK diéta esetén, szemben 0,68 ± 0,10 (n = 13) rendszeres étrend esetén; publikálatlan megfigyelések]. Az NSC-33 mind a Na belépési útvonalat, mind a depolarizáló hajtóerőt, mind a K kimeneti utat képes ellátni a K szekrécióhoz. Az arginin vazopresszin egy 28 pS NSC-t aktivál a cAMP-n keresztül az A6 sejtekben, egy disztális sejtvonalban (18). Nem vizsgálták, hogy az alacsony Na-bevitel vagy az arginin vazopresszin növeli-e az NSC-33 aktivitását.

Összegzésként elmondható, hogy bár a furoszemidnek megalapozott K-pazarló hatása van, óvatossággal kell alkalmazni, ha a betegek ősi magas K-tartalmú, lúgos étrendet fogyasztanak. A furoszemid vizelettel történő savasító hatása megakadályozhatja a K eliminálódását a BK-α/β4 csatornán keresztül, amely K-t választ ki a disztális nefronban magas K-értékű, lúgos étrendet fogyasztó egyéneknél. Ha az étrend Na-tartalma is alacsony, a furoszemid megakadályozhatja a K eliminálódását a TAL-ból.

TÁMOGATÁSOK

A felülvizsgálat tanulmányait az Országos Cukorbetegség, Emésztési és Vesebetegségek Intézete finanszírozta, az R01 DK-071014 és az R01 DK-92474 (S. C. Sansom) és az F30 DK-108456 (B. Wang) támogatásokat.

KÖZZÉTÉTELEK

A szerzők nem jelentenek be pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenséget.