腎臟篇:藥物對腎小管-腎絲球回饋機制之調控

張國柱


腎小管-腎絲球回饋(tubuloglomerular feedback, TGF)為腎臟一種非常重要的自我調節機制,主要功能是依據腎小管溶質(氯化鈉,NaCl)傳遞量的變化,即時調控腎絲球過濾率(glomerular filtration rate, GFR),以維持腎絲球內血流動力的穩定。此機制整合於腎小球旁器(juxtaglomerular apparatus),其中包含致密斑細胞、入球小動脈平滑肌細胞以及分泌腎素(renin)的顆粒細胞。位於遠端小管靠近腎小球側的致密斑,具有高度專一的化學感測功能,能偵測管腔內 NaCl 的濃度變化,並反映上游腎絲球的過濾狀態。


TGF 負回饋機制是腎臟自我調節的核心生理基礎

GFR 上升時,較多的 NaCl 抵達致密斑,透過 Na-K-2Cl 共轉運蛋白(NKCC2)的活化,使得細胞內 Cl 濃度增加,進而促進 ATP 釋放。細胞外 ATP 隨後被代謝為腺苷(adenosine),並作用於入球小動脈平滑肌細胞之 A1 受體,誘發血管收縮以降低腎絲球毛細血管靜水壓與過濾率,形成典型的負回饋調控系統。


然而當 GFR 降低導致 NaCl 傳遞量下降時,致密斑腺苷訊號減弱,同時增加一氧化氮(NO)與前列腺素 EPGE)的生成,導致入球小動脈舒張。此外,在低 NaCl 傳遞狀態下,腎素的釋放促使腎素-血管張力素-醛固酮系統(renin–angiotensin–aldosterone system, RAAS)活化,進一步透過血管張力素 IIangiotensin II)選擇性地造成出球小動脈收縮。入球小動脈舒張結合出球小動脈收縮,提升了腎絲球內壓並部分恢復過濾功能。此一過程顯示 TGF 為一高度整合的調節系統,維持腎臟血流動力恆定並防止腎絲球負荷過度。


TGF 亦為慢性腎臟病病理進展的重要關鍵節點

TGF 負回饋機制失調與多種腎臟疾病密切相關。於糖尿病腎病變早期,近曲小管對鈉與葡萄糖再吸收增強,使得到達致密斑的 NaCl 減少,導致入球小動脈不適當的持續舒張與腎絲球的高過濾狀態,進而促進腎絲球壓升高與結構損傷。相反地,恢復正常 TGF 訊號可降低腎絲球內壓並減緩腎功能惡化。因此,TGF 回饋機制透過整合致密斑感測、局部血管張力調節及腎素系統活化,形成一套精密的負回饋網絡,在維持腎絲球血流動力的穩定與防止長期高過濾壓的傷害,扮演核心的關鍵角色。


藥物對 TGF 回饋機制之調控

SGLT2 抑制劑(SGLT2i

在糖尿病狀態下,近曲小管中 SGLT2sodium–glucose cotransporter 2)活性上調,致使葡萄糖與鈉的再吸收顯著增加,導致到達致密斑的 NaCl 負荷減少,進而削弱 TGF 訊號並促使入球小動脈持續擴張。此種不適當的血流動力學反應造成腎絲球內壓升高與持續性高過濾,是糖尿病腎病變早期的重要致病機制之一。


SGLT2i 對腎臟之保護作用,部分源於其對 TGF 回饋機制的恢復效應。SGLT2i 透過降低近曲小管鈉與葡萄糖再吸收,增加遠端腎小管 NaCl 傳遞,重新活化致密斑所介導的腺苷訊號傳導,誘發入球小動脈收縮,從而降低腎絲球內壓。此作用常表現為治療初期可逆性 GFR 下降,隨後呈現長期穩定與慢性腎病進展的減緩。值得注意的是,此血流動力學效應屬於腎內局部機轉,並非單純由全身性血壓下降所造成。


ACE 抑制劑與血管張力素受體阻斷劑

ACE 抑制劑(angiotensin-converting enzyme inhibitorsACEIs)與血管張力素受體阻斷劑(angiotensin II receptor blockersARBs)主要是透過調節出球小動脈張力而影響 TGF。於生理狀態下,當致密斑偵測到 NaCl 傳遞下降時,會促進腎素釋放並活化 RAAS 系統,使得血管張力素 II 選擇性地收縮出球小動脈,以維持腎絲球過濾壓力。


ACEIs ARBs 抑制此補償性收縮,使出球小動脈擴張並降低腎絲球內壓。雖然此效應可能導致短期 GFR 下降,但長期而言可減少腎絲球高壓與蛋白尿,具有明確腎保護效果。重要的是,ACEIs/ARBs SGLT2i 是作用於 TGF 軸線的不同節點,前者主要調節出球小動脈,而後者主要影響入球小動脈。兩者合併使用之效力便是 SGLT2i 收縮入球小動脈、ACEIs/ARBs 舒張出球小動脈,以恢復正常 TGF 訊號、穩定腎絲球內血流動力,協同減緩慢性腎病之進展。


非類固醇抗發炎藥物(NSAIDs

NSAIDs 透過抑制環氧化酶(cyclooxygenase)而降低前列腺素生成,進而干擾 TGF 調控。前列腺素,尤其是 PGE,在低 NaCl 傳遞狀態下具有重要的生理功能,可拮抗腺苷誘導的血管收縮並促進腎素釋放。NSAIDs 抑制此保護性機制後,將削弱入球小動脈的適應性舒張反應,致使腎血流下降並增加急性腎損傷風險。


NSAIDs 效應在血容量不足、心衰竭或既有慢性腎臟病患者中特別顯著,顯示完整的 TGF 訊號對維持腎臟血流動力穩定至關重要


結語

整體而言,這些藥物對 TGF 的調控具有明確的血流動力學差異。SGLT2i 透過增強致密斑 NaCl 感測而恢復入球小動脈調節功能;ACEIs ARBs 則透過抑制血管張力素 II 訊號降低出球小動脈張力;相反地,NSAIDs 抑制前列腺素生成,破壞 TGF 的保護性調節機制。理解這些差異有助於建立藥物合併治療的生理學基礎,亦可解釋 SGLT2i RAAS 阻斷劑之協同腎保護效果,以及 NSAIDs 相關腎毒性的風險來源。

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