Rolul receptorilor de androgeni renali în diferențele de sex în metabolismul amoniacului

Mar 23, 2022


Contact: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com


Autumn N. Harris et al

Abstract

Există diferențe de sex în metabolismul și structura renală a amoniacului, dintre care multe sunt mediate detestosteron. Scopul prezentului studiu a fost de a determina rolul expresiei renale atestosteronuluireceptor canonic, receptor de androgen (AR), în aceste dimorfisme sexuale. Am studiat șoarecii curinichi- ștergere AR specifică [KS-AR-knockout (KO)] generată folosind tehnici Cre/loxP; șoarecii martor au fost colegi de așternut Cre-negativ (de tip sălbatic). La șoarecii masculi, dar nu femele, KS-AR-KO a crescut excreția de amoniac, ceea ce a eliminat diferențele de sex. Deși dimensiunea structurală renală este de obicei paralelă cu excreția de amoniac, KS-AR-KO a scăzutrinichidimensiunea, densitatea volumului tubului proximal cortical și înălțimea celulelor tubulului proximal cortical la bărbați - niciuna nu a fost modificată la femele, iar densitatea volumului canalului colector a fost nemodificată la ambele sexe. Analiza proteinelor cheie implicate în manipularea amoniacului a arătat la șoarecii masculi că KS-AR-KO a crescut atât fosfoenolpiruvat carboxikinaza (PEPCK), cât și expresia cotransportatorului Na + -K + -2Cl (NKCC2) și a scăzut Na +/H + schimbătorul izoforma 3 (NHE3) și expresia cotransportorului electrogen de Na + -bicarbonat 1 (NBCe1)-A. La șoarecii femele, KS-AR-KO nu a modificat acești parametri. Aceste efecte au apărut chiar dacă KS-AR-KO nu a modificat plasmatestosteron, aportul alimentar sau Na+, K+ sau HCO3 seric în mod semnificativ la oricare dintre sexe. În concluzie, căile de semnalizare dependente de AR la bărbați, dar nu la femei,rinichireglează expresia PEPCK și NKCC2 și conduc la diferențe sexuale în excreția de amoniac. Efecte opuse asupra NHE3 și NBCe1-O expresie probabil limitează amploarea modificărilor excreției de amoniac. Deoarece AR nu este prezent în membrul ascendent gros, efectul KS-AR-KO asupra expresiei NKCC2 este indirect. În cele din urmă, AR mediază cel mai marerinichidimensiunea și densitatea volumului tubului proximal la masculi în comparație cu șoarecii femele.

NOU ȘI DE REVENTATDimorfismele sexuale în metabolismul amoniacului implică căi de semnalizare dependente de receptorul androgenic (AR) la bărbați, dar nu la femei,rinichicare duc la alterarea tubului proximal (PT), fosfoenolpiruvat carboxikinaza și a membrului ascendent gros Na + -K + -2Cl cotransportator expresie. Răspunsurile adaptive în schimbătorul de Na +/H + 3 și cotransportatorul electrogen de Na + -bicarbonat 1-O expresie limitează magnitudinea efectului asupra excreției de amoniac. În cele din urmă, dimensiunea mai mare a rinichilor și densitatea volumului PT la șoarecii masculi este rezultatul semnalizării androgenilor PT prin AR.

cuvinte cheie: acido-bazic; amoniac; receptor de androgeni; diferențe de sex;testosteron

cistanche boosts testosterone

cistanche mărește testosteronul

INTRODUCERE

The presence of sex differences in many aspects of mammalian biology has been well established with sexual dimorphisms in structure and/or function have been identified in nearly every organ, including the kidney (1–3). Sex affects many aspects of kidney function and disease. Sex differences in blood pressure are widely recognized and thought to be related to sex-specific variations in nitric oxide, the renin-angiotensin-aldosterone system, and inflammation (4, 5). There are also differences in the expression of many renal epithelial cells Naþ transporters (6, 7). Understanding these differences can identify new disease mechanisms and/or new and improved therapeutic opportunities. The kidney regulates acid-base homeostasis, which is critical for normal health (8, 9). Renal ammonia Fn1 1 metabolism has a major role in acid-base homeostasis; ammonia excretion is the predominant component of basal net acid excretion, and changes in ammonia metabolism account for >80% din răspunsul la stimuli exogeni (10-16). Dereglarea homeostaziei acido-bazice afectează în mod direct în mod esențial fiecare sistem major de organe, accelerează progresia bolii renale cronice și se corelează cu creșterea mortalității (17-19).

Studiile noastre au arătat că există efecte sexuale importante atât asupra metabolismului amoniacului, cât și asupra structurii renale. Rinichiul masculin excretă mai puțin amoniac decât rinichiul feminin și face acest lucru în ciuda faptului că rinichiul masculin este mai mare și are un volum cortical mai mare decât rinichiul feminin (20). Această diferență în excreția amoniacului se corelează cu variații ale multiplelor aspecte renale, inclusiv mai multe enzime implicate în generarea și reciclarea amoniacului, în dimensiunea tubului proximal, în limbul ascendent gros al ansei Henle (TAL) Naþ -Kþ ​​- 2Cl - expresia cotransportorului (NKCC2), iar în ductul colector dimensiunea celulelor intercalate și expresia glicoproteinei Rhesus (Rh) (20). În cele din urmă, există diferențe de sex în răspunsul la încărcarea acidă (21). Multe dintre aceste diferențe de sex sunt inversate prin orhiectomie printr-un mecanism abrogat de fiziologictestosteronînlocuire, sugerând că acestea implicătestosteron-cai de semnalizare dependente (22).

Calea canonică prin caretestosteronmediază efectele biologice implică legarea de receptorul androgenic (AR) (23, 24). Expresia proteinei AR și ARNm au fost observate atât în ​​rinichii masculini cât și feminini de zeci de ani (25-28). Recent, am arătat că proteina AR este exprimată în mod specific în tubul proximal și că expresia nu a fost detectabilă nici în TAL sau în canalul colector (22), unde sunt cunoscute diferențe de sex în proteinele implicate în manipularea amoniacului. Studiile noastre au arătat în continuare că expresia AR a tubului proximal a fost prezentă atât în ​​rinichiul masculin, cât și în cel feminin, expresia fiind de aproximativ de două ori mai mare în rinichiul masculin decât în ​​rinichiul feminin (22). Aceste observații sugerează că AR poate media unele, dar nu toate, efectele sexului asupra structurii renale și asupra generării și transportului de amoniac. Ei ridică, de asemenea, întrebarea cu privire la rolul AR în rinichiul feminin.

Astfel, scopul prezentului studiu a fost de a determina rolul AR renal în medierea acestor dimorfisme sexuale identificate în metabolismul amoniacului renal și structura renală. Deoarece activarea AR are numeroase efecte biologice, care pot modifica indirect homeostazia acido-bazică și, prin urmare, manipularea amoniacului, interpretarea studiilor care utilizează inhibarea farmacologică a AR și/sau ștergerea globală a AR este complicată. Prin urmare, studiul de față a folosit șoareci cu ștergere AR specifică rinichilor [KS-AR-knockout (KO)] generată folosind tehnici Cre-loxP. Am comparat șoarecii Cre-pozitivi cu tovarășii lor Cre-negativi pentru a determina efectul KS-AR-KO. Atât șoarecii masculi, cât și femele au fost evaluați pentru a permite înțelegerea rolului AR la ambele sexe.

cistanche tubulosa roots

rădăcini de cistanche tubulosa

METODE

animale

Am folosit șoareci cu site-uri loxP care flanchează exonul 2 al genei AR (ARflfl/flfl), care au fost descrise anterior (29-31). Am indus ștergerea AR a întregului rinichi prin reproducerea șoarecilor care exprimă Cre-recombinaza sub controlul promotorului Pax-8 (Pax8Cre; 32). Șoarecii KS-AR-KO au fost ARflfl/flfl, Pax8-Cre þ; șoarecii de control au fost ARflfl/flfl, Pax8-Cre. Toți șoarecii au fost pe tulpina de fond C57/Bl6. Am genotipizat toți șoarecii folosind ADN extras din probele de cleme de coadă. Șoarecii utilizați în aceste experimente au fost șoareci adulți masculi și femele de -4 luni. Șoarecii au fost menținuți cu o dietă standard pentru rozătoare (18% proteine, Harlan Teklad, Madison, WI) cu acces liber la apă. Universitatea din Florida și comitetele instituționale de îngrijire și utilizare a animalelor din sistemul de sănătate a veteranilor din Florida de Nord/Georgia de Sud au aprobat toate protocoalele pentru animale. Creșterea animalelor a fost efectuată în Centrul de bază pentru animale transgenice de la Universitatea din Florida, Colegiul de Medicină, Cancer și Genetică, de către personal instruit.


Experimente cu cuști metabolice

Șoarecii au fost plasați în cuști metabolice timp de 3 zile și au fost hrăniți cu o dietă normală sub formă de pudră (18% proteine, Harlan Teklad) amestecată 1:1 cu apă. A fost măsurat consumul zilnic de alimente și au fost colectate probe zilnice de urină de 24-h. Probele de urină au fost colectate în tuburi care conțineau ulei mineral echilibrat cu apă pentru a preveni evaporarea și pierderea de molecule de gaz. Volumul zilnic de urină și pH-ul au fost înregistrate. Probele de urină au fost păstrate la - 20 grade până când au fost analizate în continuare.


Analize de sânge

Sângele a fost obținut prin canularea aortei abdominale la șoareci anesteziați cu izofluran, tras într-o seringă heparinizată și analizat imediat pentru concentrațiile de Naþ, Kþ și bicarbonat folosind un analizor microanalitic de gaze din sânge Siemens (RAPIDLab 348 Analyzer, Siemens, München, Germania ). Testosteronul seric a fost măsurat în Centrul de cercetare și analiză a ligandului de reproducere al Școlii de Medicină de la Universitatea din Virginia (ELISA IBL America mouse testosterone, Minneapolis, MN)


Analiza Urinară

Amoniacul din urină a fost măsurat folosind o modificare a unui kit disponibil comercial (A7553, Pointe Scientific, Canton, MI), așa cum s-a descris anterior (20, 33). pH-ul urinei a fost măsurat folosind un electrod micro-pH (ROSS semi-micro pH, Orion 8103BN, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). Excreția acidă titrabilă a fost determinată folosind tehnici standard descrise anterior (20, 33).


Anticorpi

Tabelul 1 prezintă anticorpii utilizați în acest studiu, furnizorii lor și numerele lor de catalog/identificare.

cistanche tubulosa extract boosts testosterone and increases sexual ability

Extractul de cistanche tubulosa crește testosteronul și crește capacitatea sexuală

Prepararea proteinelor

Animalele au fost anesteziate cu izofluran inhalat, iar rinichii au fost clătiți prin perfuzie cardiacă in vivo cu PBS (pH 7,4) care conține 6,000 U/L de Na-heparină și 120 mg/L de lidocaină. Rinichiul drept a fost îndepărtat rapid, iar cortexul, medularul extern și medularul intern au fost izolate pe o etapă rece sub un microscop de disecție. Probele au fost congelate rapid în azot lichid și păstrate congelate la - 80 grade până la utilizare. Țesuturile au fost omogenizate în reactivul de extracție a proteinelor tisulare T-PER (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) folosind pistiluri cu microtuburi (USA Scientific, Ocala, FL), iar proteina a fost extrasă conform recomandărilor producătorului. O parte alicotă a fost utilizată pentru cuantificarea proteinei totale folosind un test de acid bicinchoninic (BCA), iar restul a fost păstrat congelat la 80 de grade până la utilizare.

Proceduri de imunoblot Zece micrograme de proteină renală au fost supuse electroforezei pe un PAGE ReadyGel de 10 procente (Bio-Rad, Hercules, CA). Gelurile au fost transferate electroforetic pe membrane de nitroceluloză, blocate cu 5 g/dL lapte uscat degresat diluat în tampon Blotto (50 mM Tris, 150 mM NaCI, 5 mM Na2EDTA și 0,05% Tween 20, pH 7,6) și incubate la 4°C peste noapte. cu anticorpul primar din laptele uscat degresat. Echivalența încărcării și transferului au fost evaluate cu colorarea Ponceau S și prin evaluarea expresiei proteinei b-actinei de întreținere. După spălare, membranele au fost expuse la anticorpi secundar (IgG anti-iepure de capră, Cell Signaling Technology, Beverly, MA) conjugat cu peroxidază de hrean la o diluție de 1:5,000. Locurile de reacție anticorp-antigen au fost vizualizate utilizând chemiluminiscență îmbunătățită (SuperSignal West Pico Substrate, Pierce) și un sistem de imagistică digitală Kodak Image Station 440CF. În experimentele selectate, petele au fost îndepărtate. Densitatea benzii a fost normalizată astfel încât densitatea medie într-o regiune (cortex sau medulara exterioară) în țesutul de tip sălbatic masculin (WT) a fost de 100. Ambele sexe (masculin și femeie) și ambele genotipuri (WT și KO) au fost încărcate pe același gel pentru aceste experimente. Absența saturației a fost confirmată prin examinarea distribuției intensității pixelilor în toate imunoblot-urile.


Proceduri de imunoblot

Zece micrograme de proteină renală au fost supuse electroforezei pe un PAGE ReadyGel de 10 procente (BioRad, Hercules, CA). Gelurile au fost transferate electroforetic pe membrane de nitroceluloză, blocate cu 5 g/dL lapte uscat degresat diluat în tampon Blotto (50 mM Tris, 150 mM NaCI, 5 mM Na2EDTA și 0,05% Tween 20, pH 7,6) și incubate la 4C peste noapte cu anticorpul primar în lapte uscat fără grăsimi. Echivalența încărcării și transferului au fost evaluate cu colorarea Ponceau S și prin evaluarea expresiei proteinei b-actinei de întreținere. După ce au fost spălate, membranele au fost expuse la anticorpi secundar (IgG anti-iepure de capră, Cell Signaling Technology, Beverly, MA) conjugat cu peroxidază de hrean la o diluție de 1:5,000. Locurile de reacție anticorp-antigen au fost vizualizate utilizând chemiluminiscență îmbunătățită (SuperSignal West Pico Substrate, Pierce) și un sistem de imagistică digitală Kodak Image Station 440CF. În experimentele selectate, petele au fost îndepărtate. Densitatea benzii a fost normalizată astfel încât densitatea medie într-o regiune (cortex sau medulara exterioară) în țesutul de tip sălbatic masculin (WT) a fost de 100. Ambele sexe (masculin și femeie) și ambele genotipuri (WT și KO) au fost încărcate pe același gel pentru aceste experimente. Absența saturației a fost confirmată prin examinarea distribuției intensității pixelilor în toate imunoblot-urile.

AR, androgen receptor; GS, glutamine synthetase; I, immunohistochemistry; NA, not applicable; NBCe1, electrogenic Na þ -bicarbonate cotransporter; NHE3, Na þ /Hþ exchanger isoform 3; NKCC2, Na þ -K þ -2Cl cotransporter; PEPCK, phosphoenolpyruvate carboxykinase; Rhbg, Rhesus B glycoprotein; Rhcg, Rhesus C glycoprotein; W, Western blot.

Prepararea țesuturilor pentru imunohistochimie

Șoarecii au fost anesteziați cu izofluran inhalat. Rinichii au fost conservați prin perfuzie cardiacă in vivo cu PBS (pH 7,4) care conține 6,000 U/L de Na-heparină și 120 mg/L de lidocaină urmată de periodat-lizină-2 procente paraformaldehidă, tăiați transversal în mai multe felii de 2- până la 3-mm grosime și apoi scufundate timp de 24–30 de ore la 4 grade în același fixativ. Probele de rinichi de la fiecare animal au fost încorporate în ceară de poliester făcută cu polietilen glicol 400 distearat (Polysciences, Warrington, PA) cu 10% 1-hexadecanol și secțiuni de 2-mm grosime au fost tăiate și montate pe acoperite cu gelatină diapozitive.

cistanche tubulosa benefit: increase sexual ability

beneficiu cistanche tubulosa: creste capacitatea sexuala

Imunohistochimie

Imunolocalizarea pentru glicoproteina B din familia Rh (Rhbg), glicoproteina C din familia Rh (Rhcg), izoforma 3 a schimbătorului Naþ/Hþ (NHE3), glutamin sintetaza (GS), NKCC2 și AR a fost realizată folosind procedurile de imunoperoxidază descrise anterior (20, 22, 34–37). Pe scurt, secțiunile au fost deparafinate în etanol, rehidratate, încălzite în Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) la 88 C timp de 30 de minute și apoi la 96 de grade timp de 30 de minute, răcite timp de 30 de minute și clătite în PBS. Activitatea peroxidazei endogene a fost blocată prin incubarea secțiunilor în 3% H2O2 în apă distilată timp de 45 de minute. Secțiunile au fost blocate timp de 15 minute cu bloc proteic fără ser (Dako Cytomation) și apoi incubate peste noapte la 4°C cu anticorpul primar. Secțiunile au fost spălate în PBS, incubate timp de 30 de minute cu IgG anti-iepure de cal conjugată cu peroxidază legată de polimer (ImmPRESS, Vector Laboratories, Burlingame, CA), spălate din nou cu PBS și apoi expuse la diaminobenzidină timp de 5 minute. Secțiunile au fost spălate cu apă distilată, deshidratate cu xilen, montate și observate prin microscopie cu lumină. S-au făcut comparații de etichetare între secțiuni din același experiment de imunohistochimie. Secțiunile au fost examinate pe un microscop Zeiss Axio Imager A2 echipat cu optică DIC și fotografiate folosind camera digitală color Axiocam 305 și software-ul Zen 2.3 (Zeiss).

Imunolocalizarea pentru fosfoenolpiruvat carboxikinaza (PEPCK) a fost realizată folosind proceduri de imunoperoxidază modificate, așa cum s-a descris anterior (20, 22, 38–40). Pe scurt, secțiunile au fost deparafinate în etanol, rehidratate, încălzite în Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) la 96 C timp de 60 min, răcite timp de 30 min și clătite în PBS. Activitatea peroxidazei endogene a fost blocată prin incubarea secțiunilor în 3% H2O2 în metanol timp de 45 de minute. Secțiunile au fost tratate cu 0,5 procente Triton X-100 în PBS timp de 15 minute. Secțiunile au fost apoi supuse mai multor spălări în PBS care conține 1% BSA, 0,05% saponină și 0,2% gelatină, urmate de blocare timp de 15 minute cu bloc proteic fără ser (DAKO Cytomation) și apoi incubate peste noapte la 4°C cu anticorp primar. Secțiunile au fost spălate în PBS care conține 0,1% BSA, 0,05% saponină și 0,2% gelatină, urmate de PBS și incubate timp de 60 de minute cu IgG anti-iepure de capră conjugată cu peroxidază, legată de polimer (MACH2, Biocare Medical, Concord, CA), spălat din nou în PBS și apoi expus la diamino-benzidină timp de 5 minute.

Control negativ

Fiecare experiment de imunohistochimie a inclus o secțiune care a fost expusă la procedurile de imunomarcare fără anticorpi primari pentru a se asigura că eticheta se datorează numai legării anticorpilor primari.

Analiza Morfometrică

Densitatea de volum a tubului proximal din cortex și dunga exterioară a medulei exterioare, precum și canalul colector din cortex și dunga interioară a medulului extern a fost determinată folosind tehnici standard de numărare a punctelor descrise anterior (20-22, 41) ).

Imunohistochimie cantitativă

Imunohistochimia cantitativă a fost efectuată așa cum am descris și validat anterior (20, 22, 33, 37, 42). Segmentele tubulare proximale au fost studiate în secțiuni marcate în condiții identice în același experiment de imunomarcare de către un observator orb de grupul de tratament. Segmentele specifice tubului proximal măsurate au fost tubul contort proximal inițial (PCT), definit ca segmente PCT continue cu capsula lui Bowman, tubul drept proximal (PST) în raza medulară și PST în banda exterioară a medulului extern. Am folosit micrografii digitale de înaltă rezoluție luate ale câmpurilor aleatoriu ale cortexului renal și ale benzii exterioare a medulului extern folosind un microscop Zeiss Axio Imager A2 echipat cu o cameră digitală color Axiocam 305 și software Zen 2.3 (Zeiss) fără tehnici de îmbunătățire a imaginii. . Folosind software-ul ImageJ (v, 1.34j, National Institutes of Health, Bethesda, MD), am măsurat intensitatea pixelilor pe o linie dreaptă trasă din lumenul tubului printr-o celulă individuală. Aceste date au fost apoi analizate folosind un software personalizat, executat în Microsoft Excel 2016. Intensitatea netă la fiecare pixel de pe linie a fost apoi determinată ca diferență între intensitatea absolută și intensitatea medie a pixelilor de fundal măsurată în afara celulei. Expresia celulară totală a fost determinată prin integrarea intensității nete a pixelilor în întreaga celulă. Înălțimea celulei a fost determinată ca distanța în pixeli dintre marginile apicale și bazolaterale ale celulelor și a fost convertită la lungimea absolută folosind determinarea calibrată a dimensiunii pixelului individual. Au fost analizate minimum 15 celule individuale de la cel puțin patru microfotografii de la fiecare rinichi. Datele de la toate celulele examinate pentru un anumit tip de segment de tubul proximal au fost mediate pentru a produce un singur punct de date per animal pentru analiza statistică.

Am stabilit dimensiunea celulei intercalate de tip A și expresia proteinei specifice celulei așa cum s-a descris anterior (20, 22). Pe scurt, am obținut micrografii digitale de mare putere ale benzii interioare a medulei exterioare a secțiunilor de țesut care au suferit imunohistochimie pentru markerul specific celulelor intercalate Rhbg sau Rhcg. Celulele intercalate individuale au fost circumscrise folosind software-ul ImageJ (v. 1.34j, National Institutes of Health). Dimensiunea celulei a fost determinată ca număr de pixeli din regiunile conturate și convertită în zonă utilizând măsurarea calibrată a pixelilor pe micrometru. Intensitatea imunomarcarii la fiecare pixel a fost determinată ca diferență între intensitatea absolută a pixelului și intensitatea medie a fundalului, iar intensitatea imunomarcației cu o singură celulă a fost determinată prin integrarea intensității nete a pixelilor în celulă, folosind un software personalizat, executat în Microsoft Excel 2016.

cistanche treat kidney disease so to increase sexual ability

cistanche tratează bolile de rinichi astfel încât să crească capacitatea sexuală

REZULTATE

Verificarea ștergerii AR specifice rinichilor

Blocajul farmacologic AR sau deleția globală induce o mare varietate de modificări fenotipice (43), care ar putea altera indirect răspunsurile structurale renale și amoniacului. Pentru a evita aceste probleme, am generat șoareci KS-AR-KO folosind tehnici Cre loxP. Am confirmat eficacitatea deleției AR renale folosind imunohistochimie (Fig. 1). La șoarecii WT, imunohistochimia a arătat imunomarca nucleară AR limitată la tubul proximal; aceasta a fost similară cu constatările noastre în rinichiul normal de șoarece (22). În rinichiul KO, nu a existat nicio marcare imuno-AR detectabilă prezentă în niciunul dintre sexe (Fig. 1). Aceste descoperiri arată generarea de șoareci cu deleție renală AR.

analiză statistică folosind software-ul SPSS (26.2) și Microsoft Excel 2016.

Deoarece testosteronul are numeroase efecte extrarenale, care ar putea modifica indirect mecanismele acido-bazice renale, am luat în considerare posibilitatea ca KS-AR-KO să modifice nivelurile plasmatice de testosteron sau estradiol. Cu toate acestea, concentrațiile plasmatice de testosteron și estradiol nu au diferit semnificativ între șoarecii WT și KO din oricare sexe (Tabelul 2).

Caracterizarea fiziologică a ștergerii AR specifice rinichilor Greutatea corporală a fost mai mare la șoarecii masculi WT decât la șoarecii femele WT, în ciuda faptului că nu există diferențe de sex în aportul de alimente, așa cum sa raportat anterior (22), în concordanță cu efectele extrarenale cunoscute ale sexului asupra greutății corporale. Cu toate acestea, KS-AR-KO nu a modificat aportul zilnic de alimente sau greutatea corporală la niciun sex (Tabelul 2).

Greutatea rinichilor a fost semnificativ mai mare la șoarecii WT masculi decât la șoarecii WT femele (Fig. 2), similar cu ceea ce am raportat anterior la șoarecii normali (22). KS-AR-KO a scăzut semnificativ greutatea rinichilor la șoarecii masculi KS-AR-KO, în măsura în care greutatea rinichilor masculi KS-AR-KO nu a diferit semnificativ de greutatea rinichilor femele WT sau KS-AR-KO (Fig. 2) . La șoarecii femele, KS-AR-KO nu a modificat semnificativ greutatea rinichilor. Astfel, efectul sexului asupra greutății rinichilor necesită exprimarea AR în rinichiul masculin.

Nici concentrațiile plasmatice de Naþ, Kþ, nici bicarbonatul nu au diferit semnificativ între șoarecii WT și KS-AR-KO pentru niciunul dintre sexe (Tabelul 2). Clearance-ul ureei, utilizat ca marker al ratei de filtrare glomerulară, nu a diferit semnificativ între șoarecii WT și KS-AR-KO de la oricare sexe (Tabelul 2).

Figure 1. Verification of androgen receptor (AR) deletion. A: high-power photomicrographs of AR immunolabel in the cortex of wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Strong nuclear AR immunoreactivity was present in the proximal tubules throughout the cortex in the WT kidney, where no detectable immunolabel was present in the KO kidney. Images are representative of findings in 24 mice. B: highpower photomicrographs of AR immunolabel in the testes of WT and KS-AR-KO mice. AR immunoreactivity was present and did not differ between WT and KO testes. Scale bars = 100 mm.

Excreția netă de acid

Excreția netă de acid implică două procese: excreția de amoniu (NH4+) și excreția acidă titrabilă. La șoarecii masculi, KS-AR-KO a crescut semnificativ excreția de amoniac, ceea ce a eliminat diferența de sex în excreția de amoniac (Fig. 2). Excreția de amoniac nu a fost modificată semnificativ la șoarecii femele de KS-AR-KO. Excreția acidă titrabilă nu a fost modificată semnificativ de KS-AR-KO în niciunul dintre sexe (Tabelul 2). pH-ul urinei a fost scăzut semnificativ de KS-AR-KO la șoarecii masculi, dar nu la șoarecii femele (Tabelul 2); cu toate acestea, efectul KS-AR-KO asupra excreției de amoniac a persistat după luarea în considerare statistică a pH-ului urinei (P < 0.001="" prin="" anova).="" astfel,="" tubulul="" proximal="" ar="" mediază="" diferențele="" de="" sex="" în="" excreția="" de="" amoniac="" la="" șoarecii="" masculi,="" dar="" ștergerea="" acestuia="" nu="" a="" avut="" un="" efect="" semnificativ="" asupra="" excreției="" de="" amoniac="" la="" șoarecii="">

Efectul deleției AR specifice rinichilor asupra structurii tubulare proximale

Tubulii proximali reprezintă o proporție mai mare a volumului cortical în rinichiul masculin decât în ​​rinichiul feminin, iar acesta este dependent de testosteron (20, 22). Astfel, am determinat efectele ștergerii KS-AR la șoarecii masculi și femele asupra structurii tubulare proximale. Folosind imunomarca PEPCK ca marker specific tubului proximal, imunohistochimia a arătat calitativ că KS-AR-KO a scăzut proporția cortexului care a fost tubul proximal (Fig. 3A). Analiza cantitativă, folosind tehnici formale de numărare a punctelor (41), a arătat că KS-AR-KO a scăzut semnificativ densitatea volumului tubului proximal în cortexul masculin, ceea ce este paralel cu modificarea greutății rinichilor (Fig. 3B). În contrast, în banda exterioară a medulei exterioare, KS-AR-KO nu a modificat semnificativ densitatea volumului tubului proximal la șoarecii masculi (Fig. 3B). La șoarecii femele, KS-AR-KO nu a modificat calitativ proporția cortexului care a fost tubul proximal (Fig. 3A) și nu a modificat cantitativ densitatea volumului tubului proximal nici în cortex, nici în medularul extern (Fig. 3B). Diferența de sex în densitatea volumului tubului proximal cortical prezentă la șoarecii WT nu a fost prezentă la șoarecii KS-AR-KO. Astfel, în rinichiul masculin, AR mediază diferențele de sex în densitatea volumului tubului proximal în cortex. În medularul extern, expresia AR nu pare să influențeze densitatea volumului tubului proximal la niciunul dintre sexe.

Aceste modificări ale structurii tubului proximal la șoarecii masculi KS AR-KO par să implice modificări ale dimensiunii celulei. La șoarecii masculi, KS-AR-KO a scăzut semnificativ înălțimea celulelor tubulare proximale atât în ​​PCT, cât și în PST cortical, adică în întreg cortexul (Fig. 3C). Înălțimea celulei în PST în medularul extern nu a fost modificată semnificativ (Fig. 3C). Aceste rezultate sunt paralele cu constatările privind densitatea volumului. Eliminarea AR specifică rinichilor la șoarecii femele nu a modificat înălțimea celulelor tubulare proximale nici în PCT, PST cortical sau PST în medularul extern, ceea ce este paralel cu lipsa de efect asupra densității de volum și a dimensiunii totale a rinichilor în rinichiul feminin (Fig. 2B).

Greutatea rinichilor, densitatea volumului tubului proximal cortical și înălțimea celulelor în PCT și PST cortical au fost toate mai mari în rinichiul masculin WT decât în ​​rinichiul feminin WT, ceea ce este paralel cu observațiile noastre anterioare (20, 22). La șoarecii masculi KS-AR-KO, această diferență de sex nu a mai existat și fiecare dintre acești parametri nu a diferit semnificativ de cel observat nici la șoarecii femele WT, fie KS-AR-KO. Astfel, diferențele de sex în greutatea rinichilor, densitatea volumului tubului proximal cortical și înălțimea celulei în PCT și PST cortical sunt dependente de expresia AR.

Table 2. Physiological parameters

Efectul ștergerii AR specifice rinichilor asupra structurii canalului colector

Există diferențe importante de sex în canalul colector, densitatea volumului canalului colector fiind mai mare în proporția cortexului sau medularei exterioare care era canalul colector la șoarecii masculi sau femele (Fig. 4A). Analiza morfometrică cantitativă a arătat că KS-AR-KO nu a modificat semnificativ densitatea volumului canalului colector nici în cortex, nici în medulara exterioară, la niciun sex (Fig. 4B). Astfel, AR renală nu mediază dimorfismul sexual în densitatea volumului canalului colector.

Expresia enzimei amoniagenice Rezultatele excreției nete de acid arată că deleția AR specifică rinichilor crește excreția de amoniac la șoarecii masculi, chiar dacă scade densitatea volumului tubului proximal și înălțimea celulelor în cortex. Acest lucru indică faptul că efectele asupra excreției de amoniac nu pot fi atribuite pur și simplu hipertrofiei tubulare proximale care duce la creșterea genezei amoniacului și, în schimb, sunt rezultatul unor efecte separate și specifice asupra genezei amoniacului și/sau transportului amoniacului. Astfel, am examinat apoi proteinele cheie implicate în geneza amoniacului și în transportul amoniacului.

PEPCK este o enzimă cheie a tubului proximal necesară pentru geneza amoniacului și se găsește exclusiv în tubul proximal din rinichi (16, 44). La șoarecii masculi, KS-AR-KO a crescut semnificativ expresia corticală a PEPCK; nu a existat niciun efect al KS-AR-KO la șoarecii femele (Fig. 5A). Creșterea expresiei PEPCK la șoarecii masculi KS-AR-KO a eliminat diferența de sex la șoarecii WT (Fig. 5A). Examinarea expresiei imunomarcatelor PEPCK a arătat că șoarecii masculi KS-AR-KO au avut o intensitate mai mare a imunomarcajului PEPCK în PCT și PST cortical decât șoarecii WT (Fig. 5B). În banda exterioară a medulei exterioare, nu a existat nicio diferență detectabilă în intensitatea imunomarcajului PEPCK (Fig. 5B). Imunohistochimia cantitativă a șoarecilor masculi a arătat că KS-AR-KO a crescut intensitatea imunomarcarii PEPCK în mod semnificativ atât în ​​PCT, cât și în PST cortical, dar nu și în banda exterioară a medulului extern (Fig. 5C). Astfel, la șoarecii masculi, dar nu la șoarecii femele, expresia AR a tubului proximal scade expresia PEPCK în segmentele tubulare proximale corticale, dar nu și în PST din medularul extern.

Tubul proximal are o capacitate de reciclare a amoniacului care implică GS (37, 42, 45, 46). Nici la șoarecii masculi, nici femele, KS-AR-KO nu a modificat semnificativ expresia GS (Fig. 5D). Astfel, AR renală nu pare să moduleze expresia GS.

Figure 7. Effect of androgen receptor (AR) deletion on proximal tubule Naþ /Hþ exchanger isoform 3 (NHE3) expression. A: immunoblot analysis of NHE3 expression. Kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)] significantly decreased NHE3 expression in male mice. In female mice, NHE3 expression was not significantly altered. B: NHE3 immunohistochemistry. NHE3 immunolabel was less intense in the proximal straight tubule (PST) and cortical proximal convoluted tubule (PCT) of male KS-AR-KO mice compared with male WT mice. C: quantitative immunohistochemistry (qIHC). In male mice, PCT and cortical PST NHE3 expression was decreased significantly by KS-AR-KO, and in the outer medullary PST (OM PST) it was not significantly altered. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Efectul ștergerii AR specifice rinichilor asupra expresiei NBCe1

NBCe1 este o proteină membranară integrală a tubului proximal cu un rol major în reabsorbția bicarbonatului filtrat, care reglează și metabolismul amoniacului (47-49). Două variante de îmbinare ale NBCe1, NBCe1-A și NBCe{1-B, sunt prezente în rinichiul de șoarece (50, 51). Folosind un anticorp pan-NBCe1, care recunoaște ambele variante NBCe1, am constatat că KS-AR-KO a scăzut semnificativ expresia corticală NCBe1 la rinichiul masculin, dar nu feminin (Fig. 6A).

Efectul eliminării AR specifice rinichilor asupra transportatorilor de amoniac Excreția renală de amoniac implică transportul coordonat de NH3/NH4+ de către proteinele membranare specifice (10, 16, 52). Aceasta implică transportori în tubul proximal (NHE3), TAL al buclei lui Henle (NKCC2), iar imunomarcajul canalului colector nu a fost detectabil în segmentele tubului proximal medular extern (Fig. 6C), așa cum a fost raportat anterior (48). Apoi am folosit analiza imunohistochimică cantitativă pentru a cuantifica modificările specifice segmentului în expresia NBCe1-A. Acest lucru a arătat că KS-AR KO la șoarecii masculi a scăzut expresia NBCe1-A în PCT și PST cortical, adică în tot cortexul (Fig. 6D). Astfel, expresia AR reglează tubul cortical proximal NBCe1-O expresie în rinichiul masculin, dar nu și în rinichiul feminin.

(Rhbg și Rhcg). Diferențele de sex în excreția de amoniac se corelează cu diferențele în expresia fiecăruia dintre aceștia (6, 20), iar testosteronul reglează expresia atât a NHE3, cât și a NKCC2 (22). NKCC2 mediază reabsorbția TAL amoniacului (10, 16, 52). La șoarecii masculi, KS-AR-KO a crescut semnificativ expresia proteinei NKCC2 utilizând analiza imunoblot; la șoarecii femele, nu a existat nicio schimbare semnificativă (Fig. 8). Această modificare a expresiei la șoarecii masculi contribuie probabil la modificarea șuntării medulare a amoniacului și, prin urmare, facilitează efectul KS-AR-KO de a crește excreția de amoniac la șoarecii masculi.

Glicoproteinele Rh Rhbg și Rhcg sunt proteinele primare care mediază secreția de amoniac în canalul colector, iar expresia lor este în general paralelă cu modificările excreției de amoniac (10, 16, 52). Cu toate acestea, KS-AR-KO nu a modificat în mod semnificativ expresia proteinei Rhbg la șoarecii KS-AR-KO masculi sau femele, fie în cortex, fie în dunga interioară a medulei exterioare (Fig. 9). Efectele asupra expresiei Rhcg au fost similare. Imunohistochimia Rhcg, evaluată calitativ și folosind imunohistochimia cantitativă, nu a evidențiat modificări semnificative în intensitatea imunohistochimiei Rhcg în celulele intercalate ale benzii exterioare a medularei exterioare la niciun sex (Fig. 10). Astfel, AR renală nu pare să moduleze nici expresia Rhbg, nici expresia Rhcg.

DISCUŢIE

Prezentul studiu oferă informații noi importante cu privire la mecanismul modului în care AR modulează dimorfismele sexuale în rinichi. Deoarece AR are numeroase roluri extra-renale, ceea ce ar putea complica înțelegerea rolului său în rinichi, am creat primul șoarece KS-AR-KO. KS-AR-KO la șoarecii masculi a crescut excreția de amoniac, dar a scăzut dimensiunea totală a rinichilor, densitatea volumului tubului proximal și înălțimea celulelor tubulare proximale, eliminând diferențele de sex identificate anterior. Expresia mai multor proteine ​​cheie (PEPCK și NKCC2) implicate în manipularea amoniacului a fost crescută de KS-AR-KO, contribuind probabil la creșterea excreției de amoniac. Simultan, expresia altor proteine ​​(NHE3 și NBCe1-A) a fost scăzută, ceea ce va tinde să reducă modificările în excreția de amoniac. KS-AR-KO nu a avut nici un efect detectabil la femelele de șoareci sau în canalul colector de niciun sex. Tabelul 3 prezintă aceste efecte. Aceste constatări sugerează că manipularea amoniacului renal și structura tubulului proximal implică căi de semnalizare dependente de AR renal în cortexul rinichiului masculin, dar nu în rinichiul feminin și nu în medularul extern al fiecărei sexe.

Figure 6. Effect of androgen receptor (AR) deletion on electrogenic Naþ -bicarbonate cotransporter 1 (NBCe1) expression. A: immunoblot analysis using a pan-NBCe1 antibody in the cortex of male (left) and female (right) wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Total NBCe1 protein expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in male WT mice. Total NBCe1 abundance did not change significantly in female mice. B: immunoblot analysis using a NBCe1-A-specific antibody. NBCe1-A expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in WT mice. KS-AR-KO did not change NBCe1-A abundance significantly in female mice. C: NBCe1-A immunohistochemistry in the proximal convoluted tubule (PCT; top), cortical proximal straight tubule (PST; middle), and PST outer medulla (PST OM; bottom) in male WT mice (left) and male KS-AR-KO mice (right). NBCe1-A immunolabel intensity was less in cortical proximal tubule segments in KS-AR-KO mice than in WT mice. NBCe1-A immunolabel was not detectable in the OM PST, as previously reported (47, 48). D: quantitative immunohistochemistry (qIHC) for NBCe1-A. Male KS-AR-KO mice had significantly less NBCe1-A expression in the PCT and cortical PST than did WT mice. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Figure 6. Effect of androgen receptor (AR) deletion on electrogenic Naþ -bicarbonate cotransporter 1 (NBCe1) expression. A: immunoblot analysis using a pan-NBCe1 antibody in the cortex of male (left) and female (right) wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Total NBCe1 protein expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in male WT mice. Total NBCe1 abundance did not change significantly in female mice. B: immunoblot analysis using a NBCe1-A-specific antibody. NBCe1-A expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in WT mice. KS-AR-KO did not change NBCe1-A abundance significantly in female mice. C: NBCe1-A immunohistochemistry in the proximal convoluted tubule (PCT; top), cortical proximal straight tubule (PST; middle), and PST outer medulla (PST OM; bottom) in male WT mice (left) and male KS-AR-KO mice (right). NBCe1-A immunolabel intensity was less in cortical proximal tubule segments in KS-AR-KO mice than in WT mice. NBCe1-A immunolabel was not detectable in the OM PST, as previously reported (47, 48). D: quantitative immunohistochemistry (qIHC) for NBCe1-A. Male KS-AR-KO mice had significantly less NBCe1-A expression in the PCT and cortical PST than did WT mice. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Prima constatare majoră în acest studiu este că expresia AR mediază diferențele de sex în dimensiunea renală. Studiile anterioare la oameni, șobolani și șoareci au arătat că rinichiul masculului este mai mare decât rinichiul feminin (3, 56, 57). Prima dovadă că aceasta a implicat o cale de semnalizare dependentă de testosteron a fost observația că administrarea în exces de androgeni a crescut calitativ dimensiunea tubului proximal de șobolan (57). Dovezi suplimentare la bărbați adulți sugerează că există o creștere dependentă de doză a volumului rinichilor, cu o creștere estimată de 4,04-cm3 la 100 mg de supliment săptămânal de testosteron (58). Am arătat recent că șoarecii masculi au o dimensiune mai mare a rinichilor și a tubului proximal decât șoarecii femele (20, 22) și că aceste diferențe au fost dependente de testosteron (22). În concordanță cu aceste constatări anterioare, prezentul studiu demonstrează că la șoarecii masculi, expresia AR renală reglează atât dimensiunea întregului rinichi, cât și dimensiunea tubului proximal. Mai mult, KS-AR-KO are ca rezultat ca mărimea rinichilor masculini să fie aceeași ca la femele cu expresie AR intactă. Astfel, la șoarecii masculi, testosteronul care acționează prin căile de semnalizare dependente de AR renale poate explica în întregime dimorfismul sexual în rinichi și dimensiunea tubului proximal.

A doua constatare majoră este că diferențele bazate pe sex în excreția de amoniac sunt mediate prin căi dependente de AR la șoarecii masculi. Studiile noastre anterioare au arătat că șoarecii femele excretă aproximativ de două ori mai mult amoniac urinar decât șoarecii masculi (20–22), folosesc căi de răspuns diferite pentru a răspunde la încărcarea acidă (21) și că diferența în excreția bazală a amoniacului implică o dependență de testosteron. mecanism (22). Prezentul studiu extinde aceste constatări arătând că KS-AR-KO elimină dimorfismul sexual în excreția de amoniac. Modificările în încărcăturile fixe de acid alimentară pot modifica excreția de amoniac, dar modificările excreției de amoniac la șoarecii cu ștergere AR nu pot fi atribuite acestui mecanism, deoarece KS-AR-KO nu a modificat aportul de alimente. Majoritatea modificărilor care apar în metabolismul amoniacului, cum ar fi cele care apar în cazul acidozei metabolice sau hipopotasemiei, au ca rezultat modificări ale dimensiunii rinichilor și tubulilor proximali care paralele cu excreția de amoniac (59-61). Cu toate acestea, șoarecii masculi cu deleție renală AR au crescut excreția de amoniac, dar au scăzut dimensiunea totală a rinichilor și a tubului proximal, ceea ce indică faptul că efectul asupra excreției de amoniac nu este un răspuns nespecific la modificările masei renale. Această dimensiune renală incongruentă și răspuns la amoniac ca răspuns la ștergerea AR renală este paralelă cu constatările din studiile noastre anterioare folosind un model de gonadectomie care a evaluat efectul testosteronului (22). Astfel, la șoarecii masculi, testosteronul care acționează prin AR renal la masculi reglează excreția de amoniac prin căi care nu au legătură cu efectele asupra dimensiunii renale, mărimii tubului proximal și încărcăturilor de acid endogene legate de aportul alimentar.

Majoritatea generării de amoniac are loc în tubul proximal. Lucrările noastre anterioare au identificat dimorfisme sexuale în generarea de amoniac în tubul proximal care sunt dependente de testosteronul derivat din testicul (22). Rezultatele prezentului studiu extind și mai mult aceste constatări arătând că AR renal la șoarecii masculi reglează expresia enzimei generatoare de amoniac PEPCK, dar nu și enzima de reciclare a amoniacului GS. Acest efect asupra expresiei PEPCK nu este un efect nespecific legat de modificările dimensiunii tubului proximal, deoarece efectele deleției AR renale asupra dimensiunii tubului proximal sunt opusul efectelor sale asupra expresiei PEPCK. Mai mult, constatarea că deleția renală AR nu modifică expresia GS indică faptul că GS este reglată prin mecanisme distincte de cele utilizate pentru PEPCK.

Figure 10. Effect of kidney-specific androgen receptor deletion [KS-AR-knockout (KO)] on Rhesus C glycoprotein (Rhcg) expression. A: inner stripe of the outer medulla (OMi) Rhcg immunohistochemistry. There was no detectable effect of KS-AR-KO on Rhcg immunolabel in either male or female mice. B: single cell quantitative immunohistochemistry (qIHC) Rhcg expression. Mean single cell Rhcg expression in OMi intercalated cells was determined using qIHC techniques. KS-AR-KO did not alter Rhcg expression significantly in either sex. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant; WT, wild type.

Amoniacul produs în tubul proximal este secretat preferenţial în lichidul luminal printr-un mecanism apical dependent de NHE{0}} (54, 55). Studiile anterioare au arătat că pierderea de testosteron scade expresia NHE3 (22, 62). Descoperirile prezentului studiu extind și mai mult aceste constatări arătând că ștergerea AR renală la șoarecii masculi scade expresia NHE3. Astfel, testosteronul care acționează prin activarea AR pare să crească expresia NHE3 a tubului proximal cortical. Cu toate acestea, este important să recunoaștem că aceste efecte nu sunt paralele cu excreția de amoniac și, în schimb, s-ar preconiza că vor minimiza modificările observate în excreția de amoniac. În schimb, deoarece NHE3 este, de asemenea, critic pentru NaCl filtrat și reabsorbția apei, aceste efecte pot contribui la o reabsorbție mai mare a NaCl în tubul proximal prezent la bărbați (6, 7).

Reabsorbția amoniacului în TAL stabilește gradientul interstițial de amoniac necesar pentru colectarea secreției de amoniac în canal (63, 64). Studiile anterioare din grupul nostru au arătat că expresia NKCC2 este mai mare la șoarecii femele decât la șoarecii masculi (20–22), că există dimorfism sexual în răspunsul NKCC2 la încărcarea acidă (21) și că diferența de expresie bazală a NKCC2. implică un mecanism dependent de testosteron (22). Prezentul studiu arată că pierderea AR renală la șoarecii masculi a crescut expresia NKCC2. Mărimea acestui efect a fost aproape identică cu diferența pe care am identificat-o între șoarecii masculi și femele (20, 21) și în studiul actual a eliminat dimorfismul sexual al expresiei NKCC2. În plus, diferența identificată între șoarecii masculi cu AR renală intactă și ștergerea AR este paralelă cu diferențele identificate anterior între șoarecii masculi cu orhiectomie în comparație cu martorii intacți și operați de simulare (24). Astfel, testosteronul care acționează prin AR pare să medieze dimorfismul sexual în expresia NKCC2. Cu toate acestea, această reglementare pare a fi indirectă, deoarece nu a existat o expresie AR detectabilă în TAL nici în raportul nostru anterior (22), nici în studiul de față. Un posibil mecanism indirect care explică această observație este că la bărbați, ștergerea AR duce la scăderea dimensiunii tubului proximal, care, în combinație cu scăderea expresiei NHE3 a tubului proximal, crește livrarea de dizolvat către TAL, ceea ce stimulează expresia NKCC2.

Table 3. Summary of renal AR deletion effects

Secreția de amoniac în canalul colector este determinantul major al excreției urinare de amoniac, iar glicoproteinele Rh Rhbg și Rhcg sunt transportatorii primari de amoniac în canalul colector (16, 65-68). Am arătat anterior dimorfisme sexuale în colectarea densității volumului canalului și expresiei glicoproteinelor Rh, cu șoareci femele având o densitate mai mare a volumului canalului colector, dimensiunea celulelor intercalate și expresia Rhbg și Rhcg (20). Studiul de față nu a găsit modificări detectabile în densitatea volumului canalului colector sau în expresia Rhbg și Rhcg ca răspuns la KS-AR-KO la șoarecii masculi sau femele. Acest lucru este paralel cu lipsa de efect al deficienței de testosteron, indusă de orhiectomie, asupra densității volumului canalului colector, a dimensiunii celulelor intercalate și a expresiei Rhbg și Rhcg (22). Concluzionăm că dimorfismul sexual în canalul colector are loc prin mecanisme care nu implică testosteron și căile de semnalizare dependente de AR.

Medula exterioară pare să răspundă diferit la sex, testosteron și AR decât cortexul. Spre deosebire de cortexul renal, în medularul extern nu există dimorfism sexual în densitatea volumului tubului proximal sau înălțimea tubului proximal (20), nici un efect al deficienței de testosteron indusă de orhiectomie asupra acestor parametri (22) și nici un efect al renală. Ștergerea AR (studiul prezent). Această lipsă de efect a exprimării sexului, testosteronului și AR nu se datorează absenței expresiei AR, așa cum am arătat expresia AR în întregul tub proximal, inclusiv în medularul extern (22). Înțelegerea mecanismelor care stau la baza acestei diferențe axiale în răspunsul tubului proximal la sex, testosteron și AR va fi o cale importantă pentru investigații viitoare.

O observație finală este că ștergerea AR nu a avut efecte detectabile asupra rinichiului feminin. AR este prezentă în întregul tub proximal la ambele sexe și, deși este exprimată la niveluri mai scăzute la femele, diferența absolută de expresie a fost de doar - 50 procente (22). În parte, lipsa efectului ștergerii AR ar putea indica o scădere a activării AR prin testosteronul circulant, care este, așa cum se arată în studiul de față, substanțial mai puțin la femei decât la bărbați. Cu toate acestea, imunohistochimia indică o localizare substanțială a AR nucleară în rinichiul feminin (Ref. 22 și prezentul studiu), care indică de obicei activarea proceselor de semnalizare dependente de AR. Aceste observații sugerează posibilitatea ca alte diferențe dependente de sex să afecteze mecanismele de semnalizare dependente de AR în tubul proximal feminin.

Perspective și semnificație

O mai bună înțelegere a mecanismului și a implicațiilor biologice ale efectului sexului asupra structurii renale și a metabolismului amoniacului este esențială pentru optimizarea capacității noastre de a îngriji atât bărbații, cât și femeile cu tulburări acido-bazice. În ciuda progreselor recente în înțelegerea noastră a efectului sexului asupra metabolismului amoniacului și a rolului AR renal, sunt necesare studii suplimentare. Există cu siguranță efecte independente de testosteron ale sexului, al căror mecanism este incomplet înțeles în prezent. Dacă acest lucru implică efecte directe ale altor hormoni steroizi sexuali, cum ar fi estrogenii sau progesteronul, efectele indirecte ale activării AR a tubului proximal sau efectele cromozomilor sexuali care sunt independenți de hormonii gonadici vor fi probleme importante pentru studiile viitoare.

to relieve kidney problems and to enhance renal androgen by cistanche

cistanche amelioreaza problemele renale si intensifica kfuncția idney

MULȚUMIRI

Le mulțumim Dr. Sharon W. Matthews și Chao Chen (Universitatea din Florida, Colegiul de Medicină Laboratorul de bază de microscopie electronică) pentru procesarea excelentă a țesuturilor pentru experimentele noastre imunohistochimice. Mulțumim Centrului de cercetare și analiză a ligandului de reproducere al Școlii de Medicină de la Universitatea din Virginia pentru măsurarea nivelurilor de testosteron seric. Mulțumim Dr. Gail Prins pentru furnizarea de anticorpi anti-AR și pentru expertiza lor în AR.

DEZCLĂRIRI

Nu sunt declarate conflicte de interese, financiare sau de altă natură, de către autori.

CONTRIBUȚIILE AUTORILOR

ANH și IDW au conceput și conceput cercetări; ANH, RAC, H.-WL și JWV au efectuat experimente; Datele analizate ANH, RAC, H.-WL, JWV și IDW; ANH, RAC, JWV și IDW au interpretat rezultatele experimentelor; ANH a pregătit cifre; ANH a redactat manuscrisul; ANH, RAC, H.-WL, JWV și IDW au editat și revizuit manuscrisul; ANH, RAC, H.-WL, JWV și IDW au aprobat versiunea finală a manuscrisului.


REFERINȚE

1. Comitetul Institutului de Medicină pentru Înțelegerea Biologiei Sexului și Genului D; Wizemann TM, Pardue ML (Editori). Explorarea contribuțiilor biologice la sănătatea umană: sexul contează? Washington, DC: National Academies Press, 2001. doi:10.17226/ 10028.

2. Karp NA, Mason J, Beaudet AL, Benjamini Y, Bower L, Braun RE, et al. Prevalența dimorfismului sexual în trăsăturile fenotipice ale mamiferelor. Nat Commun 8: 15475, 2017. doi:10.1038/ncomms15475.

3. Sabolić I, Asif AR, Budach WE, Wanke C, Bahn A, Burckhardt G. Diferențele de gen în funcție de rinichi. Pflugers Arch 455: 397–429,b2007. doi:10.1007/s00424-007-0308-1.

4. Ramirez LA, Sullivan JC. Diferențele de sex în hipertensiune arterială: unde am fost și unde mergem. Am J Hypertens 31: 1247–1254,2018. doi:10.1093/ajh/hpy148.

5. Layton AT, Sullivan JC. Progrese recente în diferențele de sex în funcție de rinichi. Am J Physiol Renal Physiol 316: F328–F331, 2019. doi:10.1152/ajprenal.00584.2018.

6. Veritas LC, Girardi ACC, Curry J, Pei L, Ralph DL, Tran A, Castelo- Branco RC, Pastor-Soler N, Arranz CT, Yu ASL, McDonough AA. Modelul dimorfic sexual al transportatorilor renali și homeostazia electrolitică. J Am Soc Nephrol 28: 3504–3517, 2017. doi:10.1681/ASN.

7. Li Q, McDonough AA, Layton HE, Layton AT. Implicații funcționale ale dimorfismului sexual al modelelor de transportoare împreună cu tubul proximal de șobolan: modelare și analiză. Am J Physiol Renal Physiol 315: F692–F700, 2018. doi:10.1152/ajprenal.00171.2018.

8. Mitch WE. Consecințele metabolice și clinice ale acidozei metabolice. J Nephrol 19 Suppl 9: S70–S75, 2006.

9. Hamm LL, Nakhoul N, Hering-Smith KS. Homeostazia acido-bazică. Clin J Am Soc Nephrol 10: 2232–2242, 2015. doi:10.2215/ CJN.07400715.

10. Weiner ID, Mitch WE, Sands JM. Metabolismul ureei și amoniacului și controlul excreției renale de azot. Clin J Am Soc Nephrol 10: 1444–1458, 2015. doi:10.2215/CJN.10311013.

11. O greșit, Davies HE. Excreția acidului în bolile renale. QJ Med 28: 259–313, 1959.

12. Baertl JM, Sancetta SM, Gabuzda GJ. Relația între epuizarea acută a potasiului și metabolismul renal al amoniului la pacienții cu ciroză. J Clin Invest 42: 696–706, 1963. doi:10.1172/JCI104761.

13. Maher T, Schambelan M, Kurtz I, Hunter HN, Jones JW, Sebastian A. Amelioration of metabolic acidosis by dietary potasium restriction in hyperkalemic patients with chronic renal insuficiency. J Lab Clin Med 103: 432–445, 1984.

14. Shear L, Gabuzda GJ. Deficiența de potasiu și supraîncărcarea endogenă cu amoniu din rinichi. Am J Clin Nutr 23: 614–618, 1970. doi:10.1093/acne/23.5.614. F642 AJP-Renal Physiol doi:10.1152/ajprenal.00260.2021 www.ajprenal.org

15. Tannen RL, McGill J. Influența potasiului asupra producției renale de amoniac. Am J Physiol 231: 1178–1184, 1976. doi:10.1152/ajplegacy. 1976.231.4.1178.

16. Weiner ID, Verlander JW. Transportatorii de amoniac și rolul lor în echilibrul acido-bazic. Physiol Rev 97: 465–494, 2017. doi:10.1152/ physrev.00011.2016.

17. Kovesdy CP, Anderson JE, Kalantar-Zadeh K. Asocierea nivelurilor de bicarbonat seric cu mortalitatea la pacienții cu CKD non-dializă-dependentă. Nephrol Dial Transplant 24: 1232–1237, 2009. doi:10.1093/ndt/gfn633.

18. Navaneethan SD, Schold JD, Arrigain S, Jolly SE, Wehbe E, Raina R, Simon JF, Srinivas TR, Jain A, Schreiber MJ Jr, Nally JV Jr. Bicarbonatul seric și mortalitatea în stadiul 3 și stadiul 4 a bolii cronice de rinichi . Clin J Am Soc Nephrol 6: 2395–2402, 2011.

19. Raphael KL, Murphy RA, Shlipak MG, Satterfield S, Huston HK, Sebastian A, Sellmeyer DE, Patel KV, Newman AB, Sarnak MJ, Ix JH, Fried LF; Studiu ABC de sănătate. Concentrația de bicarbonat, starea acido-bazică și mortalitatea în studiul sănătății, îmbătrânirii și compoziției corporale. Clin J Am Soc Nephrol 11: 308–316, 2016.

20. Harris AN, Lee HW, Osis G, Fang L, Webster KL, Verlander JW, Weiner ID. Diferențele în metabolismul renal al amoniacului în rinichii masculini și feminini. Am J Physiol Renal Physiol 315: F211–F222, 2018. doi:10.1152/ajprenal.00084.2018.



S-ar putea sa-ti placa si