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目的:急性肾损伤(AKI)为临床常见的急危重症,若不能早期诊断、及时处理,常会造成不可逆的肾脏损害。近年来,AKI的发病率及死亡率并没有随着医疗水平的提高而下降。如何防治并早期干预AKI已成为基础和临床肾脏病学者研究的重要课题。本研究采用甘油诱导AKI大鼠模型,观察其生化指标的变化,检测肾组织HO-1、HIF-1α的表达以及山莨菪碱的干预作用,为进一步研究AKI的发病机制,并寻找有效的防治措施,提供实验及理论依据。
方法:⑴健康雄性SD大鼠45只,体重200-220g,随机分为三组:正常对照组(n=15)、AKI模型组(n=15)、山莨菪碱干预组(n=15)。所有大鼠均禁水24小时,模型组、治疗组均给予50%甘油生理盐水10ml/kg双后肢肌肉注射,对照组给予生理盐水10ml/kg双后肢肌肉注射。治疗组在肌注甘油前15min给予山莨菪碱10mg/kg腹腔注射。各组根据观察时间又分为三个亚组:1小时组、6小时组和24小时组。⑵应用全自动生化仪检测生化指标;进行HE染色,用光学显微镜观察肾组织形态学改变;采用HO-1降解血红素生成胆红素和CO原理,测定肾组织匀浆中胆红素生成量代表HO-1活性;应用免疫组化法检测肾组织中HO-1、HIF-1α的表达,并用病理图像分析软件进行半定量分析。⑶所有实验数据均采用SPSS13.0软件包进行统计学处理,所得结果均以均数±标准差(X±s)表示。组间比较采用单因素方差(one-way ANOVA)分析,相关分析采用Pearson相关检验,以P<0.05为有统计学意义。
结果:①AKI模型1小时组SCr和CK增高(P<0.05或P<0.01),6小时组血清SCr、BUN及CK均明显增高(P<0.01),24小时组上述指标增加更明显(P<0.01)。山莨菪碱组与AKI模型组比较,血清SCr、BUN和CK均明显降低(P<0.05或P<0.01),但仍高于正常对照组(P<0.01)。②正常对照组大鼠肾组织结构未见明显变化,AKI模型1小时组肾组织内可见少量管型,上皮细胞肿胀,6小时组管型增加,并出现玻璃样变性及间质充血,24小时组出现肾小管坏死。山莨菪碱组上皮细胞变性、坏死程度较AKI模型组明显减轻。③正常对照组各亚组HO-1活性均较低。AKI模型6小时组、24小时组大鼠肾组织中HO-1活性较正常对照组大鼠显著升高(P<0.01),山莨菪碱6小时组及24小时组均较同时间点AKI模型组显著增高(P<0.05)。④HO-1在正常对照组大鼠肾组织中表达较少,主要表达在近端和远端肾小管。AKI模型1小时组HO-1表达稍增强,与正常对照组无差异(P>0.05),6小时组、24小时组表达显著增强,与正常对照组比较有统计学意义(P<0.01)。山莨菪碱1小时组HO-1表达与正常对照组、AKI模型1小时组无统计学差异(P>0.05)。山莨菪碱6小时组及24小时组HO-1表达均较同期AKI模型组显著增强(P<0.01)。⑤正常对照组大鼠肾组织中表达较少,主要在远端肾小管表达。AKI模型1小时组HIF-1α表达略增强,但与正常对照组无差异(P>0.05),6小时组表达显著增强,与正常对照组比较有统计学意义(P<0.01),24小时组表达较6小时更强(P<0.01)。山莨菪碱1小时组HIF-1α表达稍增强,与正常对照组、AKI模型1小时组无统计学差异(P>0.05)。山莨菪碱6小时及24小时组HIF-1α表达均较同时间点AKI模型组显著增强(P<0.05)。⑥肾组织中HO-1活性与HIF-1α的表达呈显著正相关(r=0.846,P<0.01)。肾组织中HO-1表达与HIF-1α的表达呈显著正相关(r=0.854,P<0.01)。
结论:⑴大鼠肌注甘油可引起AKI,这种肾损伤可模拟人类横纹肌溶解引起的AKI。⑵甘油肌注可强化大鼠肾组织HIF-1α的表达,进而使肾组织HO-1表达、活性增强,这可能是甘油诱导AKI的自我保护机制。⑶山莨菪碱可通过上调肾组织HIF-1α、HO-1的表达,增强其活性,对甘油肌注诱导的AKI发挥肾脏保护作用,提示上调肾组织HIF-1α、HO-1的表达对甘油致AKI有肾脏保护作用,这为临床AKI的防治提供了有意义的信息。