造影劑改變腎動脈對內皮素和一氧化氮作用的敏感性

1、造影劑改變腎動脈對內皮素和一氧化氮作用的敏感性【摘要】目的探討造影劑導致腎血管張力改變的機理及其條件，以及內皮素和一氧化氮(NO)在其中的作用。方法采用離體灌流大鼠腎動脈直徑測定，觀察在不同造影劑、內皮素(ET)、NO及其它藥物的刺激下，腎動脈直徑的變化。結果造影劑能夠顯著地、特異性地提高大鼠腎動脈對ET縮血管作用的敏感性，此作用主要由ETA受體介導，與滲透壓無關；造影劑能夠顯著地、特異性地降低大鼠腎動脈對NO擴張血管作用的敏感性，這一作用主要與滲透壓有關。結論造影劑能特異性地改變大鼠腎動脈對ET及NO作用的敏感性?！娟P鍵詞】造影劑內皮素一氧化氮 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致急性的腎功能損害，稱為造影劑相關腎病(contrast medium associated nephropathy,CAN)，是應用造影劑的主要并發(fā)癥之一。CAN的病理生理機制尚未完全明了。有研究表明，CAN的關鍵病理生理過程是造影劑引起的異常腎內血管收縮。ET和NO可能參與CAN的發(fā)病機制。注射造影劑后，可使動物血中的ET水平升高1；體外培養(yǎng)的內皮細胞接觸造影劑后ET釋放增多2，3；應用ET受體

6、拮抗劑能夠緩解CAN的癥狀4；而CAN動物模型的尿中cGMP及NO2-/NO3-(NO合成的副產(chǎn)物)顯著減少5；應用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脈對內皮素及NO作用效應的敏感性及這種影響的特異性；造影劑影響腎動脈對其他血管活性介質的敏感性。材料與方法一、實驗模型雄性SD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的葉間動脈段，移至灌流架上，兩端固定在預先充滿灌流液的毛細管上，套管一端封閉，另一端與壓力吊瓶連接，管內壓力保持80 mmHg(1 kPa7.5 mmHg)。37灌流液水浴灌流腎動脈(速度10 ml/min)。二、試劑和造影劑內皮素(ET-1)、精胺氧化氮復合物(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、實驗步驟每條血管隨機接受以下實驗中的一項(前對照、刺激實驗及后對照)，各重復36次。(一)造影劑對ET收縮血管作用的影響：1.ET縮血管實驗：(1)前對照：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)，令腎動脈收縮至完全閉合。以基礎灌流液洗脫藥物。(2)造影劑刺激實驗：在灌流液中加入3.3%的RENO或OMNI，重復(1)

9、步驟。(3)后對照：重復(1)步驟。2.造影劑空白對照實驗：重復1.中(1)步驟三次。3.滲透壓負荷對照實驗：以1.0%甘露醇替代1.中(2)步驟的造影劑，重復1.步驟。4.血管收縮劑對照實驗：分別以苯腎上腺素(10-810-5mol/L)和鉀(2080 mmol/L)替代ET，重復1.步驟。5.血管收縮劑空白對照實驗：分別以苯腎上腺素(10-810-5mol/L)和鉀(2080 mmol/L)替代ET，重復2.步驟。6.大鼠腎動脈ET受體表達的特點：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2.步驟。(二)造影劑對NO擴張血管作用的影響：1.SPERNO擴張血管實驗：(1)前對照：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)作為預收縮劑加入灌流液中，令腎動脈完全收縮。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)，使動脈逐漸擴張至SPERNO的最強作用水平。以基礎灌流液洗脫藥物。(2)造影劑刺激實驗：在灌流液中加入3.3%的RENO或OMNI，重復(1

11、)步驟。(3)后對照：重復(1)步驟。2.造影劑空白對照實驗：以50 mmol/L 鉀為預收縮劑，重復1.中(1)步驟三次。3.滲透壓負荷對照實驗：以50 mmol/L 鉀為預收縮劑，以1.0%甘露醇替代1.中(2)步驟的造影劑，重復1.步驟。4.血管擴張劑對照實驗：分別以Diltiazem(10-8310-5mol/L)或Forskolin(10-8310-5mol/L)替代SPERNO，重復1.步驟。各種血管收縮劑和擴張劑分別對應分為9組進行實驗。四、數(shù)據(jù)的采集和處理1.測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及其負對數(shù)值pEC50。3.比較在造影劑存在及各對照時，ET、苯腎上腺素及鉀的血管收縮比(血管最強收縮時的直徑減少值與初始直徑值之比)；SPERNO、Diltiazem和Forskolin的血管擴張比(最大擴張直徑-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收縮劑時，SPERNO、Diltiazem和Forskolin的上述效應指標之間差異。4.數(shù)據(jù)的自身比較(刺激實驗、后對照與前對照相比)采用配對t檢驗，組間(刺激物間)比較采用方差分析處理。結果一、造影

13、劑對ET素收縮血管效力的影響ET能引起大鼠腎動脈的完全性收縮，造影劑及甘露醇對此無顯著影響；各組前對照的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ET的pEC50無顯著影響；后對照結果還顯示，RENO的這種影響未恢復到前對照之水平(1)。與前對照相比，配對t檢驗，* P0.051造影劑對ETpEC50的影響B(tài)osentan(10-5mol/L)能阻斷ET引起的腎動脈收縮，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ET的EC50均無顯

14、著影響。BQ-3020和ET-1Ala均未使腎動脈發(fā)生顯著的收縮。二、RENO對苯腎上腺素及K+縮血管效力的影響RENO對苯腎上腺素的血管收縮比無顯著影響；各組實驗前對照的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)；后對照實驗RENO的這一作用未見恢復，空白對照組后對照的pEC50較前對照顯著減少(P0.05)。鉀收縮腎動脈的pEC50為1.61(EC50為24.5 mmol/L)，RENO對鉀的作用無顯著影響(2)。與前對照相比，配對t檢驗，* P0.052RENO對血管收縮劑pEC50的

15、影響三、造影劑對NO擴血管作用的影響以ET、苯腎上腺素或鉀作為預收縮劑，ERNO均可使SPERNO的D-R曲線右移，pEC50減少(P0.05)。RENO對SPERNO的血管擴張比無顯著影響。且RENO的這種作用在后對照實驗中消失。OMNI對SPERNO的作用與RENO相同。甘露醇對SPERNO的EC50無顯著影響(3)。與前對照相比，配對t檢驗，* P0.053造影劑SPERNOpEC50的影響四、RENO對其他的擴血管作用的影響在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)。與前對照相比，配對t

16、檢驗，*P0.05；與Foskolin和Diltiazem組相比，方差分析，# P0.054RENO對血管擴張劑pEC50的影響討論本實驗結果顯示，RENO的存在強化了ET引起的腎血管收縮，提示大鼠腎動脈對ET的敏感性顯著提高，而且在洗脫后，RENO對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對縮血管藥物的強化作用具有選擇性，即特異地提高腎動脈對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胞膜上特異性受體結合，令細胞內儲存的鈣釋放，導致血管平滑肌收縮。因此可推測RENO不參與L-型鈣通道及細胞內鈣水平的調節(jié)，其作用可能在于特異地影響激活內皮素受體

17、或受體后的過程。以往的研究已經(jīng)證明造影劑能導致ET釋放的增加7，但這一因素在本實驗各個組中分布是均衡的，故實驗結果所顯示出的造影劑使腎動脈對縮血管藥物反應的改變及其特異性主要來源于血管對藥物敏感性的改變。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受體介導血管收縮。ETB受體間接介導血管擴張。本實驗的結果與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未能完全阻斷內皮素的縮血管作用，這一現(xiàn)象以往也有報道9，其原因尚不清楚。有臨床實驗提示造影劑的滲透壓負荷是導致CAN的重要因素10。本實驗中非離子性低滲透壓造影劑(OMNI)及單純滲透壓負荷

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

19、，即cGMP依賴性蛋白激酶催化下的蛋白磷酸化過程。此外，NO在體內可以通過激活ETB受體，介導ET引起的血管擴張，減輕內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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