王瑞強(qiáng) 王毅 李濤 劉闖 蒲娟娟 于潔

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像診斷和介入治療的快速發(fā)展，血管內(nèi)造影劑的應(yīng)用越來越普及，造影劑腎病(contrast induced nephropathy，CIN)的發(fā)病率也呈上升趨勢(shì)。造影劑腎病是指血管內(nèi)注射碘造影劑后48 h內(nèi)，在排除其他病因的前提下，腎功能發(fā)生損害，血清肌酐水平升高0.5 mg/dl(44.2 μmol/L)或比基礎(chǔ)值升高25%以上。由造影劑引起的急性腎功能衰竭是醫(yī)院獲得性腎功能衰竭的常見原因，居于醫(yī)院內(nèi)獲得性腎衰竭第3位［1］。既往無腎臟疾病的患者，其CIN發(fā)病率為3.35%～8%，平均5%，而對(duì)于患有糖尿病或腎臟疾病者，CIN發(fā)病率則明顯上升高達(dá)50%［2］。老年患者由于腎小球硬化、腎血流量減少等因素的影響，在應(yīng)用造影劑時(shí)更容易產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)［3］。

糖尿病人群中CIN的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，氧化應(yīng)激以及信號(hào)傳導(dǎo)是目前研究的熱點(diǎn)。本研究通過制作老年糖尿病大鼠模型，觀察低滲造影劑對(duì)腎功能和腎組織一氧化氮(NO)及谷胱甘肽(GSH)的影響，并探討NO及GSH在CIN中的作用，從而進(jìn)一步揭示CIN的發(fā)病機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 一般材料 SD大鼠，6～7月齡雄性，體質(zhì)量420～520 g，清潔級(jí)，40只，隨機(jī)取出10只作為正常對(duì)照組(SD組，n=10)，其余給予一次性腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ Sigma公司)60 mg/kg(STZ用0.1 mmol/L，pH4.5的枸櫞酸鈉緩沖液配制成2%溶液)，正常對(duì)照組給予腹腔注射等體積枸櫞酸鈉緩沖液。注射72 h后尾靜脈取血檢測(cè)血糖≥16.7 mmol/L、尿糖+++以上者表示老年糖尿病大鼠造模成功。大鼠飼養(yǎng)期間每周檢測(cè)空腹尾靜脈血血糖1次，根據(jù)血糖情況每天給予中效人基因重組胰島素1～2 U，早晨一次性皮下注射，維持空腹血糖在16～26 mmol/L之間。每間隔2周測(cè)量1次體重。

8周后，26只老年糖尿病大鼠造模成功。老年糖尿病大鼠隨機(jī)分成2組:糖尿病對(duì)照組(DM組，n=13);糖尿病+低滲造影劑組(LOCM組，n=13)。LOCM組經(jīng)尾靜脈注入歐乃派克350(10 ml/kg);DM組和SD組經(jīng)尾靜脈注入生理鹽水(10 ml/kg)。注射2 d后處死大鼠，處死當(dāng)天在1%戊巴比妥麻醉下行心臟穿刺收集血標(biāo)本、腎臟標(biāo)本。

1.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目與方法 血肌酐、尿素氮、血糖由全自動(dòng)生化分析儀完成。

取出大鼠腎臟組織，分離出部分腎皮質(zhì)，加入冰冷生理鹽水制成10%組織勻漿，低溫離心機(jī)離心，取上清液，測(cè)定GSH含量及NO水平(試劑盒由南京建成生物工程研究所提供)，嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

2 結(jié)果

2.1 一般情況的變化 實(shí)驗(yàn)期間，正常對(duì)照組大鼠體重明顯增加，精神狀態(tài)良好，反應(yīng)靈敏，動(dòng)作敏捷，毛色光澤，無一只死亡。糖尿病大鼠出現(xiàn)多飲、多食、多尿、消瘦、精神萎靡、反應(yīng)遲鈍、毛無光澤，四只死亡。

2.2 腎功、血糖的變化 造模成功后，糖尿病大鼠血糖水平即明顯高于正常對(duì)照組，并維持高水平至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。LOCM組、DM組與SD組相比，血肌酐和尿素氮升高明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。LOCM組與DM比較血肌酐、尿素氮升高，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1)。

2.3 腎臟組織勻漿一氧化氮、谷胱甘肽的變化 DM組與SD組比較，一氧化氮、谷胱甘肽降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。應(yīng)用造影劑后，LOCM組與DM組比較一氧化氮降低更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表2)。

表1 各組大鼠血肌酐、尿素氮和血糖水平比較()

表1 各組大鼠血肌酐、尿素氮和血糖水平比較()

注:與正常對(duì)照組比較，*P＜0.01，■P＜0.05

組別 例數(shù)(只) BUN(mmol/L) Scr(μmol/L) BS(mmol/L)正常對(duì)照組10 5.44±1.32 46.80±9.06 5.75±0.58糖尿病對(duì)照組 13 7.71±1.21■ 56.15±9.49■ 23.36±6.62*糖尿病+低滲造影劑組 13 8.23±1.18■ 61.31±11.11* 24.93±7.52*

表2 各組大鼠一氧化氮、比較()

表2 各組大鼠一氧化氮、比較()

注:與正常對(duì)照組比較，*P＜0.01，■P＜0.05;與糖尿病對(duì)照比較，▲P＜0.05

組別 例數(shù)(只) NO(μmol/mg pro) gsh(μmol/g pro)正常對(duì)照組10 0.31±0.05 2.23±0.16糖尿病對(duì)照組 13 0.24±0.04* 2.04±0.24■糖尿病+低滲造影劑 13 0.15±0.05＊▲ 1.92±0.21*

3 討論

糖尿病人群CIN的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，目前認(rèn)為可能是多機(jī)制參與的，主要的發(fā)病機(jī)制有血流動(dòng)力學(xué)改變導(dǎo)致腎臟缺氧性損傷、造影劑的腎毒性效應(yīng)以及氧化應(yīng)激等。臨床上使用的造影劑分為離子型高滲、離子型和非離子型等滲與低滲造影劑。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為低滲、等滲造影劑的安全性優(yōu)于高滲造影劑［4］。本試驗(yàn)選用的是在臨床廣泛應(yīng)用的低滲造影劑。本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病+低滲造影劑組與糖尿病對(duì)照組比較血肌酐、尿素氮升高不明顯，但是與正常對(duì)照組比較升高明顯，可能與我們選用的低滲造影劑低腎毒性有關(guān)。

活性氧(ROS)損傷作用越來越受到重視。ROS含量超過抗氧化劑含量時(shí)，常發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，而且ROS作為細(xì)胞外信號(hào)分子，參與血管收縮活動(dòng)。氧化應(yīng)激也被認(rèn)為與糖尿病的發(fā)病以及糖尿病并發(fā)癥的快速進(jìn)展相關(guān)［5］。有文獻(xiàn)指出糖尿病患者本身的抗氧化能力(如谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶以及維生素C，E，A等)已經(jīng)降低［6］。而且糖尿病人群常同時(shí)伴有高血壓、代謝障礙、多支冠狀動(dòng)脈病變等其他危險(xiǎn)因素，可能也與該人群CIN高發(fā)病率相關(guān)。由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸結(jié)合而成的谷胱甘肽(GSH)被認(rèn)為是復(fù)雜的抗氧化網(wǎng)絡(luò)的中心，其半胱氨酸上的巰基為其活性基團(tuán)，可以直接清除氧自由基發(fā)揮抗氧化作用［7］。但是谷胱甘肽水平隨著年齡增長(zhǎng)而降低，從而老年人容易受到氧化應(yīng)激的威脅［8］。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)老年糖尿病大鼠的GSH水平下降，應(yīng)用造影劑后與糖尿病對(duì)照組大鼠比較GSH水平輕微下降。老年糖尿病大鼠的低GSH水平，可能使其更易受到造影劑的損害。

腎臟血管收縮因子(包括腎素一血管緊張素一醛固酮系統(tǒng)、內(nèi)皮素、腺苷、鈣離子等)和舒張因子(一氧化氮和前列腺素等)比例失調(diào)導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)改變與CIN密切相關(guān)。生物體內(nèi)NO主要由一氧化氮合成酶以左旋精氨酸為底物，在還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)，黃素單核苷酸(FMN)，四氫生物蝶呤(H4B)等因子輔助下生成。生物體內(nèi)NO通過擴(kuò)散或其它方式傳輸?shù)洁徑?xì)胞，結(jié)合并活化可溶性血紅素蛋白鳥苷酸環(huán)化酶，生成環(huán)磷酸鳥苷，參與多種信號(hào)途徑。NO作為信使和細(xì)胞因子參與血壓調(diào)節(jié)、神經(jīng)信息傳遞及抗感染防御等重要功能［9］。本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠模型建立8周后，NO含量顯著低于正常對(duì)照組，應(yīng)用造影劑后NO水平進(jìn)一步下降。老年糖尿病大鼠已經(jīng)存在NO代謝障礙，推測(cè)低滲造影劑進(jìn)一步削弱了NO的合成或加速了NO的消耗，繼而出現(xiàn)持久的腎內(nèi)血管收縮，導(dǎo)致腎臟缺血、缺氧，損傷腎小管，腎小球?yàn)V過率下降，加重腎功能損害。低滲造影劑影響NO的機(jī)制尚不明確，低滲造影劑是否影響到一氧化氮合成酶的合成，以及如何干預(yù)一氧化氮合成酶的功能(例如是否影響到是否影響到一氧化氮合成酶的電子傳遞，以及一氧化氮合成酶的空間構(gòu)型是否改變)是我們團(tuán)隊(duì)目前的研究?jī)?nèi)容。

綜上所述，低滲造影劑可以引起糖尿病大鼠腎功能的減退，這可能與其影響NO的代謝有關(guān)，這為我們今后進(jìn)一步的研究指明方向。

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