背景介紹:獨特的血管腎的架構允許皮質和髓質血流。許多能顯著減少總腎血流量(TRBF)和皮質血流量的血管收縮因子似乎對髓樣血流量的影響要小得多。因此如果保持了髓樣血流,并因此推測向該區(qū)域的氧氣輸送,則在腎的總體(總)血流減少的期間,可以至少部分地保護腎髓質免受低氧侵害。但是,此假設基于腎皮質和髓質氧合相對獨立的假設。腎小球濾過的改變,腎小管鈉的重吸收和/或從腎小球前動脈血中丟失氧氣的可能性,可能使髓樣充氧取決于皮質血流的水平。早先的研究的目的是研究組織充氧與皮質和髓質灌注之間的關系。研究人員檢驗了髓質氧合與皮層血流無關的假設。


為了實現(xiàn)這一目標,本論文研究人員采用了多種血管活性刺激劑來選擇性地減少腎皮質或腎髓質中的血流,同時記錄兩個區(qū)域組織內的PO2(熒光血氧儀和/或unisense公司的Clarke電極)和灌注法(激光多普勒血流儀)。本論文研究的目的是通過測試對選擇性減少皮質或髓質中血流的刺激的反應,來確定腎髓質氧合作用是否與皮質血流水平無關。


Unisense微電極系統(tǒng)的應用


使用Clarke型氧氣微電極測試老鼠腎臟組織下1 mm以下的氧分壓值,并實時記錄了(2分鐘)腎臟組織不同位置處(距腎表面以下1-6 mm)的氧分壓。


實驗結果


在當前研究的條件下,皮質組織的氧合與髓質血流和氧合無關,主要取決于皮質中血流的局部水平。相反,內髓質(兔子)和外髓質(大鼠)的內條紋中的髓質組織PO 2似乎取決于皮質和髓質灌注的水平。因此髓質血流對許多血管收縮因子的相對不敏感性,不一定能保護腎髓質免受腎臟缺血期間的缺氧。目前的研究結論尚不清楚髓質充氧對皮層灌注的依賴性的機制。


圖文解說

圖1、對2和4 Hz的腎神經電刺激的典型反應。圖中的線代表1只兔子中每個變量的2-s平均值。TRBF,總腎血流量;CLDF,皮質激光多普勒通量;MLDF,髓質激光多普勒通量;CPO 2,皮質PO2;M PO2,髓質PO2。

圖2、腎臟對兔腎神經電刺激的反應。符號和誤差線表示每個變量的平均值±SE,表示為其控制水平的百分比,測試每個變量是否以刺激依賴性方式響應。2次方差分析的P<0.05,測試腎皮質和髓質之間的反應是否有所不同。

圖3、腎臟對兔腎動脈中[Phe2,Ile3,Orn8]-加壓素輸注的平均腎臟反應及氧分壓值。符號和誤差線表示每個變量的平均值±SE,表示為其控制水平的百分比,測試每個變量是否以刺激依賴性方式響應。2次方差分析的?P&lt;0.05,測試腎皮質和髓質之間的反應是否有所不同。

圖4、大鼠對ANG II輸注的平均腎臟反應(n=11)。符號,誤差線和縮寫與圖2相同。λ表示ANG II在1和5 ng?kg-1?min-1的劑量下MPO2顯著降低。從圖A中可以看出使用熒光血氧飽和度法測量的M PO2值與使用Clarke型電極獲得的M PO2值高度相關。從圖B中可以看出,在皮質表面以下各個深度處測量組織PO2時,使用熒光血氧飽和度法獲得的值系統(tǒng)地比使用Clarke型電極獲得的值小2.7–8.0 mmHg。

圖5、用Clarke型電極和Oxylite探針在大鼠腎臟中測量組織PO2的比較。A:響應于ANG II的注入,在大鼠腎髓質中通過Clarke型和Oxylite探針同時測量組織PO2的散點圖(n=5)。使用最小積方法(模型II)獲得最佳擬合線。圖B:同時使用克拉克型氧電極(□,n=6)和Oxylite探針(n=6)測試距腎臟表面不同深度的組織PO2。P值代表2次方差分析的結果,測試通過2種方法獲得的值是否以與皮層表面下方深度無關的方式(P探針類型)或相關的(P探針類型*深度)系統(tǒng)地不同。


結論與展望


研究人員通過測試對刺激的反應來確定腎髓質氧合是否獨立于皮質血流量水平,這些刺激有選擇性地減少了皮質或髓質的血流量。在麻醉的兔子中加壓素的腎動脈輸注選擇性降低了髓樣灌注和PO2(分別為-54±24和-50±10%),但對皮質灌注或組織氧合沒有明顯影響。相反刺激腎神經導致腎皮質缺血,總腎血流量減少。


為了研究組織充氧與皮質和髓質灌注之間的關系。研究人員檢驗了髓質氧合與皮層血流無關的假設。為了實現(xiàn)這一目標,我們采用了多種血管活性刺激劑來選擇性地減少腎皮質或腎髓質中的血流,同時記錄兩個區(qū)域組織PO2(熒光血氧儀和/或Clarke氧電極-unisense)。實驗過程中使用Clarke型氧電極(unisense)和熒光血氧飽和度P O2探針以1 mm的步徑增量同時進入腎臟組織。記錄每個位置處(距腎表面以下1-6 mm)的腎臟組織內2分鐘內的氧分壓值。研究發(fā)現(xiàn)使用熒光血氧飽和度法測量的M PO2值與使用Clarke型電極(unisense)獲得的氧分壓值高度相關。但是對于動物皮質表面以下各個深度處測量組織的PO2時,使用熒光血氧飽和度法獲得的值系統(tǒng)地比使用Clarke型電極獲得的值小2.7–8.0 mmHg。在測試大鼠中的腎組織的氧分壓時,發(fā)現(xiàn)其在靠近皮質表面處最大(1 mm;40±5 mmHg),而在低于皮質表面2至6 mm的深度處平均小于30 mmHg。這也說明使用熒光血氧飽和度探針無法獲得腎臟表面以下1 mm處組織氧分壓的可靠測量值,而使用尖端直徑小的Clarke型-氧微電極(unisense)測試腎臟表面以下1 mm處組織時的氧分壓是準確度較高。


相關研究


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微電極研究系統(tǒng)應用:脊髓交感神經節(jié)前神經元對氧敏感特性和機制