The kidney controls body fluids, electrolyte and acid–base balance. Previously, we demonstrated that hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-gated (HCN) cation channels participate in ammonium excretion in the rat kidney. Since acid–base balance is closely linked to potassium metabolism, in the present work we aim to determine the effect of chronic metabolic acidosis (CMA) and hyperkalemia (HK) on protein abundance and localization of HCN3 in the rat kidney. CMA increased HCN3 protein level only in the outer medulla (2.74 ± 0.31) according to immunoblot analysis. However, immunofluorescence assays showed that HCN3 augmented in cortical proximal tubules (1.45 ± 0.11) and medullary thick ascending limb of Henle’s loop (4.48 ± 0.45) from the inner stripe of outer medulla. HCN3 was detected in brush border membranes (BBM) and mitochondria of the proximal tubule by immunogold electron and confocal microscopy in control conditions. Acidosis did not alter HCN3 levels in BBM and mitochondria but augmented them in lysosomes. HCN3 was also immuno-detected in mitoautophagosomes. In the distal nephron, HCN3 was expressed in principal and intercalated cells from cortical to medullary collecting ducts. CMA did not change HCN3 abundance in these nephron segments. In contrast, HK doubled HCN3 level in cortical collecting ducts and favored its basolateral localization in principal cells from the inner medullary collecting ducts. These findings further support HCN channels contribution to renal acid–base and potassium balance.

肾脏控制体液，电解质和酸碱平衡。以前，我们证明了超极化激活和环状核苷酸门控（HCN）阳离子通道参与了大鼠肾脏中铵的排泄。由于酸碱平衡与钾代谢密切相关，因此在本研究中，我们旨在确定慢性代谢性酸中毒（CMA）和高钾血症（HK）对大鼠肾脏中HCN3蛋白质丰度和定位的影响。根据免疫印迹分析，CMA仅在髓质外层增加HCN3蛋白水平（2.74±0.31）。但是，免疫荧光分析显示，HCN3在髓质近端小管（1.45±0.11）和亨利环的髓质厚上升肢（4.48±0.45）从外延髓的内侧条纹增加。在对照条件下，通过免疫金电子和共聚焦显微镜在刷状缘膜（BBM）和近端小管的线粒体中检测到HCN3。酸中毒不会改变BBM和线粒体中HCN3的水平，但会增加溶酶体中的HCN3水平。HCN3在线粒体自噬体中也被免疫检测到。在远端肾单位中，HCN3在从皮质到髓收集管的主细胞和插层细胞中表达。在这些肾单位中，CMA并未改变HCN3的丰度。相比之下，HK将皮质收集管中的HCN3水平提高了一倍，并支持其在髓内收集管的主要细胞中的基底外侧定位。这些发现进一步支持了HCN通道对肾脏酸碱和钾平衡的贡献。酸中毒不会改变BBM和线粒体中HCN3的水平，但会增加溶酶体中的HCN3水平。HCN3还可以在线粒体自噬体中进行免疫检测。在远端肾单位中，HCN3在从皮质到髓收集管的主细胞和插层细胞中表达。在这些肾单位中，CMA并未改变HCN3的丰度。相比之下，HK将皮质收集管中的HCN3水平提高了一倍，并支持其在髓内收集管的主要细胞中的基底外侧定位。这些发现进一步支持了HCN通道对肾脏酸碱和钾平衡的贡献。酸中毒不会改变BBM和线粒体中HCN3的水平，但会增加溶酶体中的HCN3水平。HCN3还可以在线粒体自噬体中进行免疫检测。在远端肾单位中，HCN3在从皮质到髓收集管的主细胞和插层细胞中表达。在这些肾单位中，CMA并未改变HCN3的丰度。相比之下，HK将皮质收集管中的HCN3水平提高了一倍，并支持其在髓内收集管的主要细胞中的基底外侧定位。这些发现进一步支持了HCN通道对肾脏酸碱和钾平衡的贡献。在这些肾单位中，CMA并未改变HCN3的丰度。相比之下，HK将皮质收集管中的HCN3水平提高了一倍，并支持其在髓内收集管的主要细胞中的基底外侧定位。这些发现进一步支持了HCN通道对肾脏酸碱和钾平衡的贡献。在这些肾单位中，CMA并未改变HCN3的丰度。相比之下，HK将皮质收集管中的HCN3水平提高了一倍，并支持其在髓内收集管的主要细胞中的基底外侧定位。这些发现进一步支持了HCN通道对肾脏酸碱和钾平衡的贡献。