lodinated contrast media inhibit oxygen consumption in freshly isolated proximal tubular cells from elderly humans and diabetic rats: Influence of nitric oxide

碘造影劑抑制老年人大鼠及糖尿病大鼠新鮮分離近端腎小管細胞的耗氧率：一氧化氮的調控作用

來源：Upsala Journal of Medical Sciences, Volume 121, Issue 1, pages 12-16, 2016

《烏普薩拉醫學科學雜志》，第121卷第1期，第12-16頁，2016年

 

摘要

摘要闡述了碘對比劑（CM）誘導的腎病機制尚不清楚，但近期關注氧可用性。本研究評估低滲對比劑iopromide和等滲對比劑iodixanol對來自老年人（因腎癌切除腎臟）和糖尿病大鼠的新鮮分離近端腎小管細胞（PTC）氧消耗（QO2）的影響。結果發現兩種CM均降低人類PTC的QO2（約35%），這被一氧化氮合酶抑制劑L-NAME阻止。正常大鼠PTC對iopromide無反應，但iodixanol降低QO2；糖尿病大鼠PTC對兩者均敏感。表明CM可誘導NO釋放影響QO2，效果取決于CM類型和預先存在的風險因素。

 

研究目的

研究目的是評估碘對比劑（iopromide和iodixanol）對近端腎小管細胞氧消耗的影響，并探討一氧化氮在其中的作用，以揭示CM誘導腎病的潛在機制，特別是針對高風險群體（如老年人和糖尿病患者）。

 

研究思路

研究思路是使用新鮮分離的近端腎小管細胞（PTC），來源包括老年人腎臟（因腎癌切除）和正常或鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠腎臟。通過Clark型微電極在氣密室中測量氧消耗（QO2），比較基線、添加CM（10mg I/mL）和L-NAME（NO合酶抑制劑）處理后的變化。同時通過Western blot檢測NO合酶表達，以驗證NO機制。

 

測量的數據及研究意義

1 人類PTC的氧消耗數據（來自圖1）：顯示iopromide和iodixanol均降低QO2約35%，L-NAME完全阻止此效應。研究意義：首次在人類PTC中證明CM通過NO機制抑制氧消耗，為CM誘導腎毒性提供直接細胞水平證據，解釋高風險患者易感性。

 

2 大鼠PTC的氧消耗數據（來自圖2）：正常大鼠PTC對iopromide無反應，但iodixanol降低QO2（34%）；糖尿病大鼠PTC對兩種CM均敏感（降低38%和36%），L-NAME僅阻止iopromide效應。研究意義：顯示CM效果依賴糖尿病狀態，iodixanol的NO非依賴性機制可能涉及其他路徑，提示不同CM的腎毒性差異。

 

3 NO合酶表達數據（來自圖3）：Western blot證實人類和大鼠PTC均表達神經元型一氧化氮合酶（nNOS），但未檢測到內皮型（eNOS）。研究意義：驗證NO來源，支持CM誘導的NO釋放源于nNOS，為機制解釋提供分子基礎。

 

4 患者特征數據（來自表1）：患者平均年齡63.7歲，有高血壓、腎功能下降等CIN風險因素。研究意義：提供臨床背景，強調老年人群體易感性，與實驗結果顯示的人類PTC對CM敏感一致。

 

 

結論

1 碘對比劑通過誘導一氧化氮釋放抑制近端腎小管細胞氧消耗，可能貢獻于對比劑腎病的發生。

2 效果依賴對比劑類型和患者風險因素（如糖尿病），iodixanol部分通過NO非依賴性機制作用。

3 結果提示調節NO信號或氧代謝可能成為預防對比劑腎病的策略。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

使用丹麥Unisense 500 O2傳感電極測量氧消耗，研究意義在于提供高精度和實時氧濃度量化。電極通過電化學原理校準（空氣平衡緩沖液設為228μmol/L O2，零氧設置），直接記錄細胞懸液氧消失速率，確保數據可靠性。這種方法能敏感檢測CM引起的細微氧消耗變化，支持NO介導的線粒體抑制結論，避免了間接推斷誤差。此外，氣密室設計最小化外部干擾，使結果更能反映體內條件，為臨床轉化提供堅實基礎。