在分段人肾模型中加入糖尿病相关变化
钠-葡萄糖共转运蛋白 2（sodium-glucose cotransporter 2，SGLT2）抑制剂改变近端肾小管的葡萄糖重吸收，也会影响盐和水的转运。加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）团队在 International Journal of Molecular Sciences 报道计算研究，比较糖尿病相关参数变化及 SGLT2 抑制在肾单位不同位置的影响。
模型将肾单位表示为由不同上皮细胞和转运蛋白构成的连续小管，计算管腔流量、溶质浓度、膜电位及跨细胞和细胞旁转运。研究纳入 1 类浅表肾单位和 5 类近髓肾单位，以不同长度及相应比例表示肾内结构。
非糖尿病条件的血糖设为 5 mM，另设 8.6 mM 与 20 mM 两种糖尿病情景，同时改变滤过、小管尺寸及转运蛋白参数。参数取自既有文献，这些预设情景用于比较血糖、滤过和转运能力变化。
高血糖与滤过负荷共同改变小管转运
中度糖尿病情景下，滤入小管的葡萄糖增加，但模型中的近端小管仍可重吸收大部分葡萄糖，尿中排泄很少。严重情景下，负荷超过转运容量，约 16% 的滤过葡萄糖进入尿液。
钠重吸收的变化集中在近端小管和髓质粗升支。小管增大及转运参数变化使这些部位处理更多钠，氯和水的重吸收也随之改变。研究分别记录滤过量、各段转运及最终尿排泄量，使负荷增加和转运能力变化可以被拆分。
SGLT2 抑制使更多葡萄糖留在管腔
药物模拟采用 90% 的 SGLT2 抑制，并按预设把糖尿病情景中的肾小球滤过率降至非糖尿病水平。急性模拟维持原来的高血糖，因而主要观察肾脏转运变化，未同时模拟全身血糖随治疗下降。
中度情景下，模型预测约 53.1% 的滤过葡萄糖被排泄；严重情景约为 66.8%。近端小管后段的钠-葡萄糖共转运蛋白 1（sodium-glucose cotransporter 1，SGLT1）可以承担部分重吸收，高血糖条件下其补偿能力受到已有葡萄糖负荷限制。
管腔葡萄糖保留增加带来渗透性利尿，影响水重吸收和细胞旁钠转运。与此同时，下游小管会调整钠处理，钾分泌也随流量及钠递送改变。药物反应因此分布在多个小管段。作者另报告，糖尿病模型接受 SGLT2 抑制后，总钠转运量下降 21.8%，主动钠转运量仅下降约 3%。作者据此讨论主动转运所需的耗氧变化，研究没有直接测量氧消耗。
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致密斑信号用于讨论滤过反馈机制
团队进一步计算了到达致密斑位置的氯浓度。糖尿病情景中，较强的近端重吸收使该浓度降低；SGLT2 抑制后，更多盐到达下游，相关浓度升高。
作者把这一结果与管球反馈假说联系起来：致密斑处的盐信号可能参与调节滤过。模型先设定了滤过水平，再计算其与转运和氯浓度的关系，所以该部分提供的是机制一致性分析。
模拟范围受到反馈和参数来源限制
研究预测的部分尿量增加高于既有报道。作者指出，体液减少后产生的尿量调节机制没有被纳入模型，这可能解释偏高结果。对盐水排泄的判断因此对应当前稳态结构。
模型还采用了一部分既有雄性大鼠模型的转运假设，未完整表示人体性别差异与血管相互作用。本次分析的具体用途是分解糖尿病及 SGLT2 抑制的肾小管过程，为继续检验人体相关参数提供可比较的预测。