당뇨 흰쥐의 신동맥 저항 증가에 관여하는 Renin-angiotensin계의 역할

Abstract

[한글]

당뇨성 microalbuminuria를 나타내기 시작한 자가관류 당뇨군 신장의 혈류량 감소 기전에는 당뇨에 기인한 혈관의 구조적 변동만이 아닌 다른 신경액소성(neurohumoral)요인도 관여한다고 보고되어 있다. 이를 토대로, 본 연구에서는 renin-angiotensin 계와 당뇨성 신동맥 저항증가와의 관련성을 추구하고자 당뇨 신혈관의 angiotensin Ⅰ과 angiotensin Ⅱ에 대한 반응성 및 captopril의 당뇨 신혈류 역학에 대한 효과를 검색하였다.

당뇨병은 streptozotocin 50mg/kg을 꼬리 정맥으로 투여하여 유발하였고(당뇨군), 대조군은 연령이 동일한 흰쥐를 이용하여 streptozotocin의 용매인 citrate buffer를 투여하였다(대조군). 장기간 captopril을 투여하여 그 효과를 검색하고자 한 실험에서는 100 또는 400mg/1의 captopril을 streptozotocin 이나 citrate buffer 주사 직후부터 자유롭게 마시게 하였다(captopril-당뇨군, captopril-대조군). 당뇨 유발 4주 후, 마취된 당뇨군(n=10) 및 대조군(n=9)의 신혈류량(electromagnetic flowmeter 사용), 혈압 및 신동맥 저항에 대한 기초값은 각각 6.1±0.4 vs. 7.5±0.5ml/min/g kidney weight(p<0.05), 118±3 vs. 114±3 mmHg 및 20.1±1.4 vs. 15.6±0.9mmHg/m1/min/g kidney weight(p<0.01)이었다. 정맥으로 투여한 angiotensin I(50∼200ng/kg)과 Ⅱ(4∼128ng/kg)에 대한 신동맥 수축 반응은 당뇨군과 대조군에서 서로 비슷하였다. Captopril(0.5mg/kg 단회 투여에 이은 10 μg/kg/min 주입)을 급성으로 투여하였을 때 당뇨군과 대조군의 혈압은 크게 변동을

하지 않았으나, 신혈류량은 비슷한 비율로 증가되었다. 즉, 당뇨군에서 captopril 투여로 증가된 신혈류량도 대조군보다는 낮았으며(p<0.05), 감소된 신동맥 저항도 대조군보다는 높았다 (p<0.05). 또한 장기적으로 captopril을 투여한 captopril-당뇨군의 혈압은 당뇨군에 비하여 감소하였으나(p<0.05), 신혈류량은 당뇨군과 비슷하였다. 이와같이 당뇨 신장에서 관찰되는 혈류량 감소 현상이 captopril 장기 투여에 의하여도 거의 영향을 받지 못한 것에 반하여 당뇨군의 microalbuminuria는 현저하게 개선되었다. 그뿐아니라, 전자

현미경 관찰에서도 신혈류역학에 관여하는 사구체는 당뇨군에서 큰 변화가 없었고, 단백질 재흡수에 관여하는 근위세뇨관의 microvilli만이 대조군에 비하여 감소하고 불규칙한 배열을 나타내었으며 이러한 변화는 captopril 장기 투여에 의해서 개선되었다.

이상의 성적으로 보아 당뇨 신혈관의 과다한 수축 현상에는 renin-angiotensin 계 보다는 다른 요인이 관여된다고 생각되며, captopril의 장기간 투여로 당뇨성 microalbuminuria는 예방되었으며 이는 신기능 개선으로 이루어진 것이라고 추측되는 바이다.

[영문]

Diabetic nephropathy, a microvascular complication, is still a hallmark of diabetes mellitus. Although the etiology of diabetic nephropathy remains to be elucidated, previous study suggested that renal vascular structural changes could not be sole pathogenesis for decreased renal blood flow in streptozotocin- induced diabetic rats(STZR). Basal values of total renal blood flow(using an electromagnetic flowmeter), mean arterial pressure and renal vascular resistance of secobarbital-anesthetized STZR(n=10) and age-matched control rats(CR;n=9) were 6.1±0.4 vs. 7.5±0.5 ml/min**-/g kidney weight**-1(p<0.05), 118±3 vs. 114±3 mmHg and 20.1±1.4 vs. 15.6±0.9 mmHg/ml**-1/min/g kidney weight(p<0.01), respectively.

This study evaluated the participation of reninangiotensin system on increased renal vasoconstriction in STZR by determining the reactivity to exogenously administered angiotensins and by determining the effect of captopril on renal vascular tone. Elicited renal vasoconstriction in response to intravenously

administered angiotensin Ⅰ(50∼200 ng/kg) or angiotensin Ⅱ(4∼128 ng/kg) under the presence or absence of endogenous converting enzyme, respectively, were quite similar between two groups. Captopril at 0.5 mg/kg followed by 10 μg/kg**-**1/min**-**1 produced similar degree of renal vasodilatation without any

discernable effect on mean arterial pressure between STZR and CR, thus, did not normalize higher baseline resistance in STZR kidneys. In addition, chronic administration of captopril (100 mg/l of drinking water) did ameliorate microalbuminuria but not renal hypoperfusion associated with diabetes. Electron microscopic observation revealed that only proximal tubules, not glomeruli, of STZR were affected. The microvilli which involves in protein reabsorption were reduced in STZR and chronic administration of captopril prevented it.

Taken together, the data suggest that i) other factors than renin-angiotensin system may playa role in renal vasoconstriction of short-term diabetic STZR, ⅱ) amelioration of microalbuminuria by captopril do not result from the effect on renal hemodynamics but from an improvement of renal function.