アルドステロン依存性および-非依存性のマウス腎臓におけるNaおよびKの排泄およびENACの調節

Aldosterone-dependent and -independent regulation of Na and K excretion and ENaC in mouse kidney.

• Lei Yang
• Gustavo Frindt
• Yuanyuan Xu
• Shinichi Uchida
• Lawrence G Palmer

抄録

アルドステロン合成酵素（AS）遺伝子を欠失したマウスを用いて、排泄と電気生理を評価するクリアランス法と、ENaC活性と処理の有無を調べるウエスタンブロット法を用いて、Naand Kの排泄とENaCの調節を調べた。1日の食事制限後、AS-/-マウスはAS+/+よりも多くのNaを尿中に失った。1週間の食事制限後、両遺伝子型ともに尿中のNa排泄を強く減少させたが、クレアチニンクリアランスはAS+/-マウスでのみ減少した。AS+/+マウスのみがENaC機能の増加を示したが、これはアミロリドに感受性のある全細胞電流、またはウェスタンブロットでのαおよびγENaCの開裂として評価された。K負荷の排泄におけるアルドステロンの役割を評価するために、動物を一晩絶食させ、高Kまたは低K食で5時間再給餌した。AS+/+マウス、AS-/-マウスともに、この間に多量のKを排泄した。両方の表現型では、排泄物は、ENaC依存性のNareabsorptionに結合されたKsecretionの増加を示す、ベンザミル感受性であった。しかし、これらの条件の血漿Kunderの増加は、AS+/+の動物よりもAS-/-の方がはるかに大きかった。両群ともαENaCとγENaCの開裂が増加した。しかし、CNTのex vivoでの測定では、AS+/+でのみ切断が促進された。このことから、アルドステロンが存在しない場合、マウスはENaCを活性化させずにNaを保存することができ、その代わりにGFRが低下することが示唆された。K負荷の排泄は、アルドステロンに依存しないENaCのアップレギュレーションを介して達成することができますが、高カリウム血症なしで過剰なKを排泄するためにアルドステロンが必要です。

We investigated the regulation of Naand K excretion and ENaC in mice lacking the gene for aldosterone synthase (AS), using clearance methods to assess excretion and electrophysiology and Western blotting to test for ENaC activity and processing. After one day of dietary Na restriction AS-/- mice lost more Na in the urine than did AS+/+. After 1 week on this diet both genotypes strongly reduced urinary Na excretion, but creatinine clearance decreased only in AS-/- mice. Only AS+/+ animals exhibited increased ENaC function, assessed as amiloride-sensitive whole-cell currents in collecting ducts or the cleavage of α and γENaC in Western blots. To assess the role of aldosterone in the excretion of a K load, animalswere fasted overnight and re-fed with high-K or low-K diets for 5 hours. Both AS+/+ and AS-/- mice excreted a large amount of K during this period. In both phenotypes the excretion was benzamil-sensitive, indicating increased Ksecretion coupled to ENaC-dependent Nareabsorption. However the increase in plasma Kunder these conditions was much larger in AS-/- than in AS+/+ animals. In both groups cleavage of αENaC and γENaC increased. However Imeasured ex vivo in CNTs was enhanced only in AS+/+. We conclude that in the absence of aldosterone mice can conserve Na without ENaC activation, at the expense of diminished GFR. Excretion of a K load can be accomplished through aldosterone-independent upregulation of ENaC, but aldosterone is required to excrete the excess K without hyperkalemia.