N-乙酰半胱氨酸抑制大鼠肾草酸钙结石形成机制的研究

泌尿系结石是泌尿外科常见疾病,具有较高的发病率,尤其在我国南方,是世界上三个主要泌尿系结石流行区之一。手术治疗后复发率高,泌尿系结石在治疗后5年内1/3患者会复发,严重影响了人体健康。其中大约80%泌尿系结石由草酸钙组成。对于泌尿系结石的复发,目前临床缺少有效的预防手段,主要原因是泌尿系结石的发病机制很复杂。随着对尿石症形成机制的研究向细胞和分子水平的扩展,研究者逐渐发现肾脏病理改变,特别是肾小管上皮细胞的氧化损害,是尿石形成的最早期的綦础病变Ⅱ。很多实验证明氧自由基与尿石的形成关系密切,这为尿石的预防提供了新的思路。近年来发现N乙酰半胱氨酸(NAC)具有强抗氧化作用,可干扰自由基的产生:清除体内已生成的自由基妇。我们采用动物实验的方法探讨NAC能否通过抗氧化作用抑制尿草酸钙结石的形成。现报告如下。

1材料与方法

l.1主要试剂及仪器

去离子水(太原理工大学新材料工程技术研究中心)〈丙二醛(MDA)试剂盒、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、考马斯亮蓝试剂盒均购于南京建成公司。选用OLYMPU3BX51光学显微镜、HH—S4型电热恒温水浴锅、JJ20型定时电动搅拌机、CENTRIFUGE8o2离心机、可见光分光光度计。

1.2实验动物、分组及给药方法

山西医科大学动物实验中心提供健康清洁成年雄性Wistar大鼠30只,体重180~220g。第1周在相同环境中进行适应性喂养,然后随机分为3组,每组10只。A组为空白对照组,继续使用标准常规饲料及去离子水,喂养28天;B组为单纯诱石组,将乙二醇与去离子水按1%的比例进行配置,喂养28天,诱导大鼠肾草酸钙形成;C组为NAC干预组,饮1%乙二醇的去离子水,并给予NAC100mg/(kg·d)灌胃,喂养28天。28天后解剖大鼠,取出双肾,检测指标。

1.3检测指标和方法肾组织草酸钙结晶沉积情况及评分:处死大鼠,取出双肾,左肾纵向剖开,用10%甲醛固定,HE染色石蜡切片,在100、400倍光镜下观察肾组织草酸钙结晶沉积情况,按文献标准⑸进行分级(0级:无任何结晶亮点;I级:细小的结晶亮点,广泛但不成堆;Ⅱ级:结晶变粗大、成堆,但散在不连接;Ⅲ级:成堆结晶局部互相连接;Ⅳ级广泛成堆结晶,连接成片)。MDA、SOD检测:脂质过氧化物MDA是一种自由基,具有细胞毒性。sCD属于抗氧化酶,能够清除自由基,具有细胞保护作用。取右肾皮质制成10%的匀浆,用硫代巴比妥酸(TBA)法检测MDA;用黄嘌呤氧化酶法检测SODL6〕(具体操作方法按试剂盒说明书进行)。

1.4统计学分析采用sPSS17.0统计软件进行统计学分析。定量资料用均数±标准差(Ⅰ±s)表示。各组肾脏结晶沉积情况比较采用秩和检验,各组SOD、MDA比较采用方差分析,结晶评分与自由基水平关系用等级相关性分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1各组大鼠肾组织草酸钙结晶沉积情况及评分(评分标准:各结晶等级×相对应的结晶结果数日之和)肉眼观察:对照组大鼠肾脏表面光滑,大小、色泽正常,其它两组大鼠肾脏颜色苍白,均有不同程度的肿大,其中以结石组为明显。光学显微镜下观察:A组肾小管结构正常,未见明显草酸钙结晶;B组肾小管明显扩张,多数肾组织内存在无色透明的草酸钙结晶,大部分结晶聚集成堆,广泛分布;与B组相比,C组肾小管管腔扩张情况减轻,草酸钙结晶沉积情况明显减少,且结晶细小(图1)。其评分见表1。

2.2各组大鼠肾组织SOD、MDA检测结果详见表2。

2.3肾组织结晶评分与自由基的关系

各组肾小管结晶等级评分与肾组织自由基水平关系密切,结晶评分与SOD活性的相关系数为-O.499(P 2.3肾组织结晶评分与自由基的关系各组肾小管结晶等级评分与肾组织自由基水平关系密切,结晶评分与SOD活性的相关系数为—O,499(P<0.01)小管内壁,进而形成结幻。高浓度尿草酸能使肾小管上皮产生大量的自由基,从而损伤肾小管上皮细胞,造成结晶黏附于受损的肾小管内壁。本实验给大鼠饮用诱石剂后,肾组织MDA含量增加了1.65倍,sOD含量降低了12.8%,肾小管结晶评分明显增加。NAC是谷胱甘肽(GSH)合成前体,为一含巯基化合物,以往多将其作为黏液溶解剂,是一种疗效良好而且安全的呼吸道感染用药中的祛痰剂。近年来发现NAC具有强抗氧化作用,具有干扰自由基生成、清除已生成的自由基、调节细胞的代谢活性、预防DNA的损伤、调整基因的表达和信号转导系统、抗细胞凋亡、抗血管生成、抑制恶性肿瘤发展、抑制新生物的生成和转移等作用。近年研究表明,NAC作为巯基供体,具有强抗氧化作用,对肝脏损伤、肾脏损伤、心肌损伤、肺脏损伤胃肠损伤、听力损伤、中枢神经系统损伤具有保护作用,在临床和实验中均得到广泛应用。在泌尿系统的相关研究中,NAC的研究主要集中于对肾脏的保护作用,如造影剂肾病、MDS15d臼等。本实验用NAC对结石大鼠进行干预后,与结石组大鼠相比,肾组织MDA含量降低了33.5%,SOD含量增加了10.9%,肾小管结晶评分明显减小。

由于本实验A、B、C三组的SOD、MDA含量与肾小管结晶评分密切相关,提示氧自由基在肾结石的形成过程中有重要作用。本实验结果表明,NAC可以明显减少诱石剂诱导的大鼠肾草酸钙结石的形成,其作用机制是通过其抗氧化作用,抑制自由基的产生,改善肾组织的抗氧化能力,拮抗自由基对肾组织的损伤,进而抑制结石的形成。但对NAC使用的剂量及疗程有待进一步研究。