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Experimental study on effects of shenshuai compound medicine on acute renal failure rats and secretion cell factors

肾衰合剂对急性肾衰竭大鼠的保护作用及其调节细胞因子分泌的实验研究



全 文 :YANGXin,DINGCaifei,ZHANGYonghua,YANZhizhong,DUJing
(ZhejiangProvinceIntegrationofChineseandWesternMedicineHospital,Hangzhou310003,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheoxidationdamageofactiveoxygen(ROS)tohumanspermacrosomeandultrastructure,andstudy
thefunctionmechanismaboutcuscutajaponicatreatingmale’sinfertilityandasthenoospermia.Method:ByusingthePercolgradientcentrifu
gation,thespermwithnormalphysiologicalfunctionwereselectedforthenormalspermmodel,andthespermsuspensionweredividedintothe
normalgroup,themodelgroup,thepositivecontrolgroup(VitaminCgroup),andthelugh,themedianandthelowdosegvoupsofC.
japonica.TheROSmadefromhypoxanthinexanzinexanzine(HXXO)anddiferentcontent(0125,025,05g·mL-1)ofextractwerein
cubatedwithspermintheoxygenenvironment.Theacrosomicintegrityratewerecalculatedandthespermacrosomeandultrastructurewereob
served.Result:Thecontent(0125,05g·mL-1)ofextracthadnoobviousdiferenceascomparedwithVitaminC(025mg·mL-1)inpro
tectingtheacrosomeandultrastructure,butthecontent(025mg·mL-1)ofextractwassignificantlybeterthanVitC(P<0001).Conclu
sion:ThesuitablecontentofextractfromC.japonicacansignificantlyprotectthespermmembrane,theacosomicstructureandthemitochon
drionfunctionfromthedamagecausedbyROS.
[Keywords] Cuscutajaponica;activeoxygen;sperm;acrosome;ultrastructure;lipinperoxidationfunction
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20050120
[通讯作者] 周瑾,Tel:(010)66937010
肾衰合剂对急性肾衰竭大鼠的保护作用及其
调节细胞因子分泌的实验研究
周 瑾1,涂晋文2,邵朝弟2
(1解放军总医院,北京 100853;2湖北中医学院,湖北 武汉 430064)
[摘要] 目的:观察中药复方肾衰合剂对急性肾功能衰竭(ARF)大鼠的防治作用,揭示该方药的作用机制。方
法:除正常对照组外,3组均予肌注甘油制备动物模型。分正常组、模型组、西药维拉帕米组、中药肾衰合剂(225g·
kg-1)4组灌胃,观察造模24h大鼠肾脏超微结构、血一氧化碳(NO),内皮素(ET),肿瘤坏死因子(TNFα)的变化。
结果:肾衰合剂及维拉帕米均能显著改善ARF大鼠的肾功能,一定程度上保护初发期急性肾小管坏死(ATN)时肾
小管上皮细胞等超微结构;同时肾衰合剂可显著降低ET、升高NO的含量,减少TNFα的产生,其作用部分优于维拉
帕米。结论:肾衰合剂通过调节血管活性因子及炎症因子的释放达到改善肾功能、减轻肾组织病变、防治 ATN的作
用。
[关键词] 肾衰合剂;急性肾功能衰竭;NO;ET;TNFα;超微病理
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)05042504
急性肾功能衰竭(ARF)是内科较为常见的急危
重症,由于致病原因的复杂性,重症 ARF比例逐年
增加,使其病死率高达 50%~70%[1]。究其主要原
因,此时多伴严重感染或者是合并多脏器功能障碍
综合征,机体内众多细胞因子被激活,包括各种血管
活性介质、炎症介质等,其作用呈网络状扩散。因此
积极探索中西医结合的方法救治重症 ARF,辨证运
用中医药,发挥中药复方的“多靶效应”,以降低其死
亡率、减少透析次数及并发症极有意义。
肾衰合剂是经长期临床应用有效的经验复方,
前期研究发现,其大剂量(225g·kg-1)能改善初发
期急性肾衰竭大鼠的肾功能、降低死亡率[2]。本试
验进一步通过该药对初发期急性肾小管坏死(ATN)
大鼠组织超微结构、分泌血管活性因子、炎症因子等
的观察,揭示该方药发挥疗效的部分作用机制。
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中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
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1 材料和方法
11 药物
肾衰合剂(SSCM)由生地黄、大黄、黄连、赤芍、
丹皮、滑石等10味中药按一定比例组成,上述药材
均购自湖北中医学院附属医院门诊部,均为正品,由
该院制剂室制备成水煎剂,终含量每 1mL含生药
225g,灭菌封装备用;盐酸维拉帕米(verapamil,Vp)
片剂,武汉武警制药厂生产(批号20011220),临用时
研碎加双蒸水配成4mg·mL-1混悬液。
12 试剂
药用甘油:厦门鱼肝油厂生产,临用前加注射用
生理盐水配成50%甘油生理盐水。内皮素(ET),肿
瘤坏死因子(TNFα)放免测定试剂盒为解放军总医
院放射免疫研究所产品,一氧化氮(NO)试剂盒为南
京建成生物工程研究所提供。
13 仪器
LKB-V型超薄切片机(瑞典),OlympusAU-
560型全自动生化分析仪(日本),日立 H-600型透
射电子显微镜(日本),752分光光度计(上海第一分
析仪器厂),GC-1200型γ放免计数器(中佳光电·
合肥)。
14 动物
健康成年雄性SD大鼠,体重220~250g,40只,
由华中科技大学同济医学院医学实验动物学部提供
(动物合格证号:医动4D19053)。所有动物购回后
饲养于室温20~25℃安静环境中,自由饮水进食1
周,随机分成4组:正常对照组、模型组、西药维拉帕
米组、中药肾衰合剂组各10只。
15 造模及给药
造模前,各组大鼠禁水16h,重新准确称重。正
常对照组大鼠按10mL·kg-1臀部肌注生理盐水;其
余3组大鼠肌注50%甘油生理盐水[3]。给药:正常
组、模型组造模后立即予以生理盐水灌胃,西药组以
维拉帕米混悬液40mg·kg-1·d-1灌胃,中药组以肾
衰合剂225×103mg·kg-1·d-1灌胃(相当于临床人
用剂量的2倍),各组均分成2次/日给药,自由饮水
进食,造模24h后处死大鼠取材。
16 观察指标及测定方法
161 肾功能 大鼠眼球摘除取血,分离血清
(3000r·min-1),由湖北中医学院附属医院检验科
在全自动生化分析仪上测定血清肌酐(Scr)、尿素氮
(BUN)。
162 肾脏组织病理及超微病理 大鼠于24h断
头处死,立即分离左肾固定,分别制备常规病理及电
镜标本[4],普通光镜及透射电镜下观察。
163 ET,TNFα,NO测定 同上时间点采血,ET,
TNFα采用放射免疫分析法[5],NO采用硝酸还原酶
法[6]。
17 统计学方法
采用SPSS100统计软件,数据以珋x±s表示,
采用单因素方差分析,组间比较用 q检验。
2 结果
21 肾功能的变化
甘油造模后各组大鼠血Scr及BUN均显著升高
(与正常组比较 P<001),肾功能受到严重损害,肾
小球滤过率急剧下降,表明模型成功;经中、西药治
疗后两组与模型组比较,血 Scr,BUN上升幅度明显
减少,均有显著性差异(P<005或<001),其中肾
衰合剂组血Scr低于维拉帕米组(P<005),说明中
药SSCM对肾功能的改善优于西药维拉帕米(表1)。
表1 肾衰合剂治疗对大鼠肾功能的影响(珋x±s)
组别
剂量
/mg·kg-1

BUN
/mmoL·L-1
Scr
/μmoL·L
-1
正常组 10 679±464 4780±2128
模型组 9 4163±0491) 40789±54511)
维拉帕米组 40 10 3746±3581,2) 28740±59871,3)
肾衰合剂组 225×103 10 3424±4571,3) 23220±63641,3,4)
注:与正常组比较1)P<001;与模型组比较2)P<005,3)P<
001;与维拉帕米组比较4)P<005
22 肾组织病理变化
普通光镜下可见,正常对照组大鼠肾组织无水
肿及炎症细胞浸润,肾小管无扩张破坏;肌注甘油
24h各组见广泛的近曲小管、远曲小管上皮细胞变
性及凝固性坏死,肾小管基底膜塌陷呈网状。管腔
内见大量蛋白管型及脱落的小管上皮细胞。间质广
泛的炎症细胞浸润。但中、西药组大鼠肾小管上皮
细胞变性坏死程度、肾小管管腔内管型数目均较模
型组明显减少[2],尤以中药组肾小球毛细血管内血
栓形成及间质水肿程度最轻。
23 肾组织超微病理变化
正常对照组肾小球毛细血管内皮细胞形态正
常,窗孔分布均匀,上皮细胞足突排列整齐,肾小球
滤过膜3层结构完整。图1A显示,肾小管上皮细胞
(TEC)尤其近曲小管微绒毛丰富纤细,排列规则整
齐,线粒体呈长棒状,无明显肿胀,线粒体嵴清晰规
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则,内质网无扩张,基质均匀丰富。模型组肾小球内
肿胀的足细胞和内皮细胞填塞球囊腔和血管腔,内
皮细胞膜孔部分消失,上皮细胞足突融合,可见到凋
亡小体;图 1B显示,近曲小管微绒毛排列紊乱,肿
胀、弯曲、数量大大减少,呈片状脱落,或呈囊泡状漂
浮于管腔,细胞胞质疏松,胞浆空化;图 1C显示,上
皮细胞中线粒体明显减少,高度肿胀呈球形,线粒体
膜不清楚,嵴普遍消失、断裂、内部结构模糊,呈广泛
空泡化改变,内质网严重扩张,次级溶酶体增多,胞
浆内尚可见大量致密斑,细胞核核孔增大,部分核染
色质边集、核固缩;图1D可见肾小管基底膜部分断
裂。西药组肾小球血管内皮细胞亦明显肿胀,血管
腔内可见血液瘀滞;图1E显示近端肾小管微绒毛减
少,排列紊乱倒伏,部分脱落;图 1F可见部分 TEC
的线粒体肿胀,但无模型组广泛,部分线粒体尚可见
到嵴断裂,结构模糊,内质网扩张明显。中药组肾小
球内皮细胞轻微肿胀,上皮细胞足突也变平,但未完
全融合,图1G显示近曲小管上皮细胞微绒毛肿胀、
增粗,部分倒伏、脱落,但大部分仍排列有序整齐;图
1H见胞浆内线粒体水肿,但大部分嵴尚清晰可见,
结构保存较好。
图1 电镜下各组大鼠肾小管上皮细胞的超微结构
A正常组;B模型组;C模型组线粒体;D模型组基质膜;E
维拉帕米组;F维拉帕米组线粒体;G肾衰合剂组;H肾衰合
剂组线粒体微绒毛
24 ET,NO,TNFα水平
甘油造模后3组ATN大鼠24h血浆ET水平均
显著上升,与正常对照组比较 P<001;但其中,肾
衰合剂组大鼠较模型组及维拉帕米组 ET水平明显
降低(P均<005)。说明 SSCM可以显著降低 ATN
大鼠ET水平,维拉帕米对此无明显作用。
同时ATN大鼠血清 NO含量显现不同的变化:
模型组大鼠血清NO水平明显下降,而维拉帕米组、
SSCM组却显著上升,与模型组比较有显著性差别
(P<001或005),以上3组与正常对照组大鼠血
清NO水平比较有显著差别(P<005)。说明 ATN
时NO水平明显下降,但给予维拉帕米和SSCM治疗
后,可以使ATN大鼠血清NO含量显著提高。
当发生ATN24h时,模型组大鼠血清 TNFα水
平显著上升,与正常对照组比较 P<005;但 SSCM
组血清TNFα水平与正常组比较无显著性差异,与
模型组比明显降低(P<005),说明 SSCM可显著降
低初发期ATN大鼠血清TNFα的水平(表2)。
3 讨论
大鼠肌注甘油造成 ARF的模型是目前较经典
的急性肾小管坏死的制模方法[7]。因此,观察急性
肾衰初期时各组大鼠肾脏超微结构的变化,是对药
物防治ARF疗效评价的重要依据。
本实验在成功制备 ATN模型的基础上[2],观察
到ATN大鼠肾小管上皮细胞微绒毛、线粒体、内质
网等均受到不同程度地破坏,而中药 SSCM对保护
线粒体嵴结构、维持细胞骨架的排布等方面有一定
作用,其作用优于维拉帕米。
已知肾血流动力学的异常是造成 ARF维持难
以恢复的主要原因。其中,ET和 NO的生成分泌失
衡是参与影响肾脏血流动力学改变的重要因子。本
实验证实,在甘油致ARF早期,大鼠血浆 ET的水平
是显著升高的,但血清 NO水平却明显下降,尽管
NO具有细胞毒性和血管活性双重作用,但现在认
为,ANT时增加NO的合成,对肾脏血流动力学的改
善效应明显大于其有害作用[8]。本实验进一步证实
给予肾衰合剂治疗可以降低 ATN时血浆 ET、增加
NO水平,并且与改善肾功能、减轻肾脏病理损伤程
度相一致。
在甘油诱发的鼠ATN模型中,多种炎症因子介
导了肾脏损伤,其中 TNFα作为炎症过程的始动介
质,也是败血症引起 ARF的关键因子,此外还直接
引起细胞骨架改变和细胞溶解[9]。本实验发现,
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表2 肾衰合剂治疗后对大鼠血ET,NO,TNFα含量的影响(珋x±s)
组别
剂量
/mg·kg-1

ET
/pg·mL-1
NO
/μmoL·L
-1
TNFα
/ng·mL-1
正常组 - 10 122.44±12.55 82.87±9.89 1.59±0.27
模型组 - 9 155.97±13.772) 60.59±14.091) 1.96±0.261)
维拉帕米组 40 10 154.19±14.062) 108.00±38.601,3) 1.78±0.36
肾衰合剂组 22.5×103 10 140.07±14.432,3,5) 112.0±17.881,4) 1.56±0.333)
注:与正常组比较1)P<005,2)P<001;与模型组比较3)P<005,4)P<001;与维拉帕米组比较5)P<005
ATN大鼠血清 TNFα显著升高,但中药 SSCM
防治能显著减少 TNFα的释放、从而在减轻炎症介
质对肾损伤方面具有独特的优势。
本实验认为,中药 SSCM通过调节舒缩血管物
质的比例(ET,NO),进而可改善肾血流动力学状态;
同时通过抑制炎症介质的释放,对维持肾小管上皮
细胞骨架、保护细胞器、维护肾小球滤过膜的结构起
了一定作用。这可能是 SSCM防治初发期 ATN、改
善肾功能、减轻肾脏组织损伤的内在机制之一。
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Experimentalstudyonefectsofshenshuaicompoundmedicine
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ZHOUJin1,TUJinwen2,SHAOZhaodi2
(1.ThePLAGeneralHospital,Beijing100853,China;
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renalfailure(ARF)rats,andexposeitsmechanism.Method:MaleSDratswerealocatedintofourgroupsatrandom.Exceptnormalgroup,
theotherswereinjectedglycerinintothemusculitoinduceamodelofARF.Atthesametime,ratsinnormalandmodelgroupsweregivena
dose(10mL·kg-1)ofnormalsaline;ratsintheothertwogroupsweregivenverapamil(Vp)40mg·kg-1·d-1andSSCM225mg·kg-1·
d-1respectivelybygastricgavages.Inthiswaytheywerekiledat24hafterinjectingglycerin.Result:Incontrastwithmodelgroup,SSCM
andVpcouldamelioratetherenalfunctionofacutetubularnecrosis(ATN)ratsmarkedly,inawayprotecttherenalinherentcelultrastructure
suchastubularepithelialceletcatATNearlystage;especialySSCMcouldenhanceNOcontentsinserum,andwasreduceETlevelsinplas
ma,evidentlycutdownTNFαcontentsinserum,andwaspartlysuperiortoVp.Conclusion:ItisindicatedthatSSCMcanadjustthebalance
ofcontractandstretchbloodvessalactivesubstanceandclearawayinitiateinflammatorymedium,consequentlyaleviaterenalpathological
changes,preventandtreatARF.
[Keywords] SSCM;acuterenalfailure;nitricoxide;endothelin;tumornecrosisfactorα;ultrastructurepathology
[责任编辑 古云侠]
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第31卷第5期
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