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急性肾功能衰竭家兔心肌损伤的体液机制
【摘要】 目的:观察急性肾功能衰竭家兔心肌匀浆自由基、一氧化氮的变化，探讨心肌损伤的体液机制。方法： 60只家兔均分为四组。ARF模型1组：皮下注射1%HgCl2；ARF模型2组：肌肉注射50%甘油；以等量生理盐水代替HgCl2和甘油作为对照1、2组。24h后，所有动物颈总动脉放血备检，并选择固定位置，制备10%心肌匀浆。经Aeroset型全自动生化分析仪测定血清反映肾功能的生化指标。检测心肌匀浆丙二醛、超氧化物歧化酶、一氧化氮及其合酶的变化。结果：与相应对照组比较，ARF模型1、2组心匀浆SOD活性下降、MDA含量升高，ARF模型1、2组心匀浆NO含量增强、NOS及iNOS活性增强。结论：ARF家兔心肌损伤的机制与自由基损伤及NO升高有关。
【关键词】急性肾功能衰竭；自由基；一氧化氮；心肌
【ABSTRACT】 Objective：To observe the changes of free radical and nitric oxide (NO) in heart homogenate of rabbits with acute renal failure (ARF), and inquire into the humoral mechanism of myocardium ：Sixty rabbits were divided into four groups (15 rabbits one group averagely). The ARF model group 1 was established by hypodermic injection 1% HgCl2 and injected amount was 13ml/kgbw, and the ARF model group 2 was established by intramuscular injection 50% glycerinum and injected amount was 10 ml/kgbw. The control group 1 and 2 were injected by equivalent volume of normal saline. After 24 hours, all rabbits were cannulated to draw out blood with drawal for serum sample, and taken out heart for making 10 percent homogenate. The biochemical indexes of renal function in serum were determined by Aeroset type automatic biochemical analyzer and so the superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA), NO, nitric oxide synthase (NOS) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in heart homogenate were :It showed that SOD activity was significantly lower and the MDA, NO, NOS and iNOS were significantly increased in heart homogenate of ARF group 1 and 2 compared with control group 1 and 2 (P＜001~005).Conclusion:There was myocardium damage in ARF, and its mechanism might be related with free redicalinjure and NOincrease.
【KEY WORDS】 Acute Renal Failure (ARF)；Free redical；Nitric oxide (NO)；Myocardium
急性肾功能衰竭是临床常见的危重病[1]，由于其发生发展常诱发其他脏器的功能衰竭，导致多器官功能障碍综合征，死亡率高，受到医学界的高度重视。目前认为，自由基损伤、细胞因子、炎症介质引起的失控性炎症反应综合征是MODS发生的主要机制。我室报道，ARF家兔血清心肌酶释放增多，提示ARF可诱发心肌损害。为进一步研究ARF时心肌损伤的体液机制，本研究以汞中毒和甘油致挤压综合征的方法复制家兔ARF模型，观察心肌组织匀浆丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、一氧化氮及其合酶的变化。
1 材料和方法
11 实验动物：家兔60只，体重15~25kg，雌雄不限，由河北北方学院动物中心提供。随机分为四组：ARF模型1、2组、对照1、2组。
12 方法：ARF模型1组：皮下注射质量分数为1%HgCl2复制家兔ARF模型，对照1组以等量生理盐水作为对照；ARF模型2组：肌肉注射体积分数为50%甘油对照2组肌肉注射等量生理盐水。24h后，耳缘静脉注射乌拉坦全身麻醉，行颈总动脉插管术取动脉血，2500r/min离心10min，取得血清；选择固定位置，留取心肌组织，加9倍的4℃无菌生理盐水，应用FJ200型高速分散均质机制备10%组织匀浆，应用高速低温离心机以2500r/min离心10min，取上清液置于冰箱内-26℃冷冻备测。
13 检测指标及方法：经Aeroset型全自动生化分析仪测定血清尿素氮、肌酐水平，作为判断ARF的指标。应用改良TBA微量法、黄嘌呤氧化酶法严格按照试剂盒说明分别测定各脏器匀浆MDA含量、SOD活性变化，以硝酸还原酶法、化学显色法分别检测NO含量、NOS及诱生型NOS活性。组织匀浆总蛋白以双缩脲法经Aeroset型全自动生化分析仪定量。
14 统计学处理：结果以均数±标准差表示，应用SPSS80统计软件以单因素方差分析及t检验，P＜005为差异有统计学意义。
2 结果
21 反映肾功能生化指标的变化：ARF模型1、2组血清BUN、Cre水平分别显着高于对照1、2组，ARF模型1组血清BUN水平显着高于模型2组，见表1。
22 心肌匀浆SOD、MDA的变化：与相应对照组比较，ARF模型1组、2组心匀浆SOD活性下降、MDA含量升高，两个模型组之间差异无统计学意义，见表2。表1 ARF组家兔肾功能生化指标的变化表2 ARF家兔心肌匀浆SOD、MDA的变化注：与相应对照组比较 *P＜005表3 ARF家兔心肌匀浆NO及其合酶的变化注：与相应对照组比较*P＜005，**P＜001
23 心肌匀浆NO及其合酶的变化：与相应对照组比较，ARF模型1组、2组心匀浆NO及其合酶活性增强，两个模型组之间差异无统计学意义，见表3。
　　3 讨论
尽管随着透析疗法的不断改变和早期预防性透析的广泛开展，直接死于ARF本身的病例显着减少，而主要死于并发症和原发病，但严重创伤、大面积烧伤、大手术等外科病因和败血症所致ARF的死亡率仍高达50%以上，其中很大一部分合并MODS。因此，对于ARF发生发展过程中诱发MODS的机理以及MODS防治的研究，仍然是当前医学科学研究的重要课题。我室工作发现，ARF家兔血清及肾匀浆MDA含量升高、SOD活性下降，自由基损伤是ARF的发病机制之一，同时NO及其合酶增高，NO在ARF的发病过程中发挥着代偿与损伤的双重作用。急性肾功能衰竭家兔心肌酶释放增多，提示ARF时可导致心肌损伤，为了阐明ARF时心肌损伤的体液机制，本研究观察了ARF家兔心肌组织匀浆自由基、NO的变化。
现已公认，心脏组织内的NOS同功酶主要有两种，即cNOS和iNOS。cNOS主要为血管内皮细胞产生，iNOS主要产生于巨噬细胞中。NO在心肌细胞损伤过程中存在着“保护”与“毒性”的双重作用。在这两种模型的复制过程中，均未出现血容量的降低，且有可能升高，这就有可能加重心脏负荷，使心肌耗氧量增大，而cNOS分泌的NO弥散至血管平滑肌和血流，作用于血管平滑肌细胞、粒细胞等，发挥扩血管的作用，改善血管内皮细胞缺氧，有利于内皮细胞的修复，增加前列腺素PGI2的合成释放，防止因血容量增加而引起心功能不全的发生。而巨噬细胞、心肌细胞等iNOS催化分泌的NO则立即与氧反应生成氧自由基，与心肌细胞膜的多价不饱和脂肪酸结合，发生过氧化反应，导致细胞膜通透性增强，心肌细胞内大分子酶可漏入血中，出现血清心肌酶升高，引起心肌细胞的自由基损伤。研究结果表明，ARF模型1组、2组心肌匀浆SOD活性下降、MDA含量升高；ARF模型1组、2组心肌匀浆NO及其合酶活性增强；结合我室报道的ARF家兔血清心肌酶释放增多，提示在ARF时，可导致心肌损伤，从而诱发MODS。结果也表明，心肌损伤的机制与NO及自由基损伤有关。过高的NO可通过刺激中性粒细胞产生呼吸爆发及脱颗粒，释放氧自由基和蛋白水解酶，引起氧自由基的大量生成，作用于血管内皮细胞，抑制其抗凝功能并破坏其完整性而造成组织器官的损伤，通过脂质过氧化作用损伤膜结构。NO刺激细胞因子的大量生成，产生炎症的瀑布效应，这也可能是ARF导致心肌损伤、最终诱发MODS的重要机制之一。
此外，汞中毒或挤压综合征引起的肾小管阻塞均可造成急性肾小管坏死，肾脏的泌尿功能障碍，可引起血液的重新分布，进一步引起血液流变学的改变[10]，加重心脏负荷，使心肌耗氧量增大；ARF引起内环境紊乱，毒性物质蓄积对心肌抑制作用，也可能是导致心肌细胞损伤的原因。
总之，ARF可引起心肌损伤，其机制与NO升高及自由基损伤造成的炎症反应增强、血液动力学异常有关。同时提示在临床上应用提高cNOS活性的药物，增加旁分泌方式的NO对心肌具有保护作用。
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