尿毒症及血透对血清一氧化氮浓度的影响及其临床意义
作者：刘惠兰 张晓洁 蔡英秋
单位：刘惠兰 张晓洁(首都医科大学附属北京复兴医院肾内科)；蔡英秋(复兴医院生化实验室)
关键词：尿毒症；血液透析；一氧化氮；肿瘤坏死因子-α
首都医科大学学报000207 提要： 为研究尿毒症及血液透析对血清一氧化氮(NO)浓度的影响及其临床意义，应用硝酸盐还原酶法检测了10例尿毒症未透析患者、14例维持性血液透析患者透析前后及10例正常对照者血清NO浓度。结果：尿毒症未透析及血透患者NO水平均较正常对照显著升高(P<0.05)，且尿毒症未透析患者血NO浓度与肿瘤坏死因子-α水平呈显著性正相关(r=0.858，P<0.001)。血液透析后NO浓度较透析前显著降低(P<0.05)，但透析间期又会导致其蓄积。结果提示：NO的蓄积对尿毒症的临床表现可能有一定影响。
中图分类号： R692.5
, 百拇医药
Serum Levels of Nitrogen Oxide in
Uremia and Hemodialysis Patients
Liu Huilan Zhang Xiaojie
(Department of Nephrology, Beijing Fuxing Hospital,Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Cai Yingqiu
(Department of Biochemical Laboratory ,Fuxing Hospital)
Abstract: To evaluate the influence of uremia and hemodialysis on nitrogen oxide(NO) product and it′s clincal value, serum levels of nitrogen oxide were measured in 10 uremia undialyzed patients, 14 hemodialysis patients and 10 normal controls. Nitrogen oxide levels were significantly higher in undialyzed patients and hemodialysis patients than normal controls(P<0.05). NO level was correlated with tumor necrosis factor-α in ureamia undialyzed patients(r=0.858,P<0.001). Nitrogen oxide decreased considerably (P<0.05) after hemodialysis but store up again during the interim. The result suggested that enhanced nitrogen oxide product might contribute to some uremic syndromes.
, 百拇医药
Key words: uremia; hemodialysis; nitrogen oxide; tumor necrosis factor-α
一氧化氮(NO)是由一氧化氮合成酶(NOS)催化L-精氨酸与氧分子经多步氧化还原反应而生成的，它有许多生理功能，如：松弛血管平滑肌、抗血小板聚集、神经元活动等的重要介质，并参与一系列免疫病理过程及免疫调节。NO释放后在血浆中很快转变为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)，可以通过测定NO2-、NO3-间接反映NO生成量。
1998年5～12月，我们应用硝酸盐还原酶法检测了尿毒症未透析患者及维持性血液透析患者血清NO水平，以探讨尿毒症状态及血液透析对血清NO水平的影响及其临床意义。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 实验对象
尿毒症未透析组：我科收治的住院患者10例(男性5例，女性5例)，平均年龄60.5岁(36～68岁)，平均血清肌酐934.4 μmol/L。原发病为慢性肾小球肾炎5例，慢性肾盂肾炎2例，肾小动脉硬化1例，多囊肾1例，糖尿病肾病1例。
维持性血透组：在我院门诊透析中心进行透析治疗的患者14例(男性7例，女性7例)，平均年龄52.14岁(29～76岁)，平均透程36.7月(7～79月)。原发病为慢性肾小球肾炎8例，慢性肾盂肾炎2例，肾小动脉硬化3例，多囊肾1例。所有患者均病情稳定，未合并恶性肿瘤、急慢性感染，未使用糖皮质激素及免疫抑制剂，近2月未输血。每周透析3次，每次5 h。全部应用聚砜膜透析器，面积为1.3 m2。应用碳酸氢盐透析液，血流量200 mL/min，透析液流量500 mL/min。
正常对照组：10例(男性5例，女性5例)，平均年龄52.6岁(36～68岁)，均为本院健康志愿者。
, 百拇医药
1.2 实验方法
尿毒症未透析组及对照组于清晨空腹取静脉血，血透组于常规透析前后取血。应用硝酸盐还原酶法(试剂盒购自东亚免疫技术研究所)检测血清NO。同时应用酶联免疫吸附法(ELISA)(试剂盒购自中山生物技术公司)检测血浆肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。
1.3 统计学方法
所有数据以均数±标准差(
±s)表示，用秩和检验、单因素方差分析、Q检验、直线相关分析进行数据处理。以P<0.05表示有显著性差异。
2 结果
尿毒症及血透患者血清NO水平与正常对照组之间有显著性差异(P<0.01，表1)。未透析组、血透组透前均显著高于正常对照组(P<0.05)，前两者之间无显著性差异(表1)。
, 百拇医药
表1 3组患者和对照组血NO及TNFα水平 组别
n
c(NO)/(μmol.L-1)
ρ(TNFα)/(μg.L-1)
对照组
10
37.03±25.01
9.23±1.73
未透析组
10
182.50±82.12*
, 百拇医药
12.10±1.97*
血透组
透前
14
176.07±110.73*
11.45±2.05
透后
62.14±33.31△
11.43±2.21
*与正常对照组比较P<0.05；△与透析前比较P<0.05
尿毒症未透析组、血透组患者血浆TNFα水平均较正常对照组升高，但仅未透析组患者血浆TNFα水平与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05，见表1)。
, 百拇医药
血液透析后血清NO水平较透析前显著下降，两者比较有显著性差异(P<0.05，见表1)。
在尿毒症未透析组和正常对照组，NO水平与TNFα水平呈显著性正相关(r=0.858，P<0.001)。
3 讨论
NO的生物合成受NOS活性和数量、底物L-Arg可用度、辅助因子可用度等方面的调节，其中最重要的是NOS，它是NO合成的关键酶。目前已知NOS有3种异构体[1]，分别为神经元型(nNOS)、内皮型(eNOS)和诱导型(iNOS)。前两者又称为结构型(cNOS)，为Ca2+依赖型，正常状态下存在于神经组织和内皮细胞等细胞上，在细胞内Ca2+浓度升高时被激活，产生生理浓度的NO，介导一系列生理功能。iNOS为非Ca2+依赖型，其激活不需要Ca2+浓度升高，在受到各种刺激因素如：外来抗原、细菌内毒素、细胞因子等活化时，单核巨噬细胞、肝细胞等可通过启动基因转录合成iNOS，它一旦表达即可持续产生大量NO，体内高出生理浓度的NO一般是iNOS活化的结果[2]。
, 百拇医药
正常情况下，NO在体内被氧化为亚硝酸盐、硝酸盐而从肾脏排出体外，慢性肾功能衰竭的患者由于肾脏清除能力下降，可能会导致NO水平升高。另外，Noris发现尿毒症患者血浆NO的前体L-Arg水平显著高于正常对照组[3]，其血小板产生NO及cGMP也显著高于正常，而且尿毒症血浆可刺激体外培养的内皮细胞合成NO增多。
本实验发现，尿毒症患者血中NO及TNFα水平同时升高，两者有显著的相关性(r=0.858，P<0.001)。NO与细胞因子间存在着错综复杂的联系，现已发现多种细胞因子均可调节NO的合成。INFγ和TNFα是较早发现的iNOS激活剂，其后陆续发现IL-1、IL-2、IL-6及巨噬细胞移动抑制因子(MIF)也有诱导iNOS表达及产生NO的作用[4]。正常情况下，外周血的细胞因子水平很低，单个核细胞(PBMC)在缺乏外源性刺激的情况下，无细胞因子的基因表达，不产生细胞因子。但肾功能衰竭时机体内能导致PBMC激活的毒性物质堆积，且肾脏清除细胞因子能力降低，使血浆细胞因子升高[5]。TNFα等细胞因子水平升高就可以刺激NOS的基因表达及合成，使NOS活性增加，继而刺激NO合成增加。
, 百拇医药
另外，尿毒症患者多存在高血压、高血容量等，也可使NO代偿性合成增多。还有学者认为，慢性肾功能衰竭时某些因素引起NO受体活性下降，组织对NO的敏感性降低，促进NO进一步合成、释放。
血液透析可以清除或部分清除NO合成的刺激物质和抑制物质，清除硝酸盐、亚硝酸盐等代谢产物。透析过程中由于激活单核细胞产生细胞因子所刺激产生的NO被迅速转化为硝酸盐、亚硝酸盐而被清除。因此，透析过程中NO水平逐渐下降，透后与透前比较有显著性差异(P<0.05)。但是，透析间期由于尿毒症的存在，刺激NO合成的因素依然存在，又会导致NO的蓄积。
NO产生过多，会引起血小板功能紊乱、粘附聚集能力下降，使出血时间延长，还可影响铁代谢、能量代谢及多种蛋白质的功能，影响神经传导等，从而与许多尿毒症症状有关。了解尿毒症患者血中NO的浓度变化及其调节机制，可能会为研究尿毒症的病理生理机制和治疗提供新的思路和方法。
参 考 文 献
, http://www.100md.com
1，Griffity O W, Stuehr D J. Nitric oxide synthase: Properties and catalytic mechanism. Ann Rev Physiol, 1995,57:707～736
2，Clancy R M, Abramson S B. Nitric oxide: A novel mediator of inflammation. Proc Soc Exp Biol Med, 1995,210:93～101
3，Noris M, Benigni A, Boccardo P, et al. Enhanced nitric oxide synthesis in uremia: Implications for platelet dysfunction and dialysis hypotension. Kidney Int, 1993,44:445～450
4，Liew F Y. Interactions between cytokines and nitric oxide. Adv Neuroimmunol, 1995,5:202～209
5，Kimmel P L, Phillips T M, Pillips E, et al. Effect of renal replacement therapy on cellular cytokine production in patients with renal disease. Kidney Int, 1990,38:129～135
收稿日期：1999-03-16, 百拇医药
单位：刘惠兰 张晓洁(首都医科大学附属北京复兴医院肾内科)；蔡英秋(复兴医院生化实验室)
关键词：尿毒症；血液透析；一氧化氮；肿瘤坏死因子-α
首都医科大学学报000207 提要： 为研究尿毒症及血液透析对血清一氧化氮(NO)浓度的影响及其临床意义，应用硝酸盐还原酶法检测了10例尿毒症未透析患者、14例维持性血液透析患者透析前后及10例正常对照者血清NO浓度。结果：尿毒症未透析及血透患者NO水平均较正常对照显著升高(P<0.05)，且尿毒症未透析患者血NO浓度与肿瘤坏死因子-α水平呈显著性正相关(r=0.858，P<0.001)。血液透析后NO浓度较透析前显著降低(P<0.05)，但透析间期又会导致其蓄积。结果提示：NO的蓄积对尿毒症的临床表现可能有一定影响。
中图分类号： R692.5
, 百拇医药
Serum Levels of Nitrogen Oxide in
Uremia and Hemodialysis Patients
Liu Huilan Zhang Xiaojie
(Department of Nephrology, Beijing Fuxing Hospital,Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Cai Yingqiu
(Department of Biochemical Laboratory ,Fuxing Hospital)
Abstract: To evaluate the influence of uremia and hemodialysis on nitrogen oxide(NO) product and it′s clincal value, serum levels of nitrogen oxide were measured in 10 uremia undialyzed patients, 14 hemodialysis patients and 10 normal controls. Nitrogen oxide levels were significantly higher in undialyzed patients and hemodialysis patients than normal controls(P<0.05). NO level was correlated with tumor necrosis factor-α in ureamia undialyzed patients(r=0.858,P<0.001). Nitrogen oxide decreased considerably (P<0.05) after hemodialysis but store up again during the interim. The result suggested that enhanced nitrogen oxide product might contribute to some uremic syndromes.
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Key words: uremia; hemodialysis; nitrogen oxide; tumor necrosis factor-α
一氧化氮(NO)是由一氧化氮合成酶(NOS)催化L-精氨酸与氧分子经多步氧化还原反应而生成的，它有许多生理功能，如：松弛血管平滑肌、抗血小板聚集、神经元活动等的重要介质，并参与一系列免疫病理过程及免疫调节。NO释放后在血浆中很快转变为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)，可以通过测定NO2-、NO3-间接反映NO生成量。
1998年5～12月，我们应用硝酸盐还原酶法检测了尿毒症未透析患者及维持性血液透析患者血清NO水平，以探讨尿毒症状态及血液透析对血清NO水平的影响及其临床意义。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 实验对象
尿毒症未透析组：我科收治的住院患者10例(男性5例，女性5例)，平均年龄60.5岁(36～68岁)，平均血清肌酐934.4 μmol/L。原发病为慢性肾小球肾炎5例，慢性肾盂肾炎2例，肾小动脉硬化1例，多囊肾1例，糖尿病肾病1例。
维持性血透组：在我院门诊透析中心进行透析治疗的患者14例(男性7例，女性7例)，平均年龄52.14岁(29～76岁)，平均透程36.7月(7～79月)。原发病为慢性肾小球肾炎8例，慢性肾盂肾炎2例，肾小动脉硬化3例，多囊肾1例。所有患者均病情稳定，未合并恶性肿瘤、急慢性感染，未使用糖皮质激素及免疫抑制剂，近2月未输血。每周透析3次，每次5 h。全部应用聚砜膜透析器，面积为1.3 m2。应用碳酸氢盐透析液，血流量200 mL/min，透析液流量500 mL/min。
正常对照组：10例(男性5例，女性5例)，平均年龄52.6岁(36～68岁)，均为本院健康志愿者。
, 百拇医药
1.2 实验方法
尿毒症未透析组及对照组于清晨空腹取静脉血，血透组于常规透析前后取血。应用硝酸盐还原酶法(试剂盒购自东亚免疫技术研究所)检测血清NO。同时应用酶联免疫吸附法(ELISA)(试剂盒购自中山生物技术公司)检测血浆肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。
1.3 统计学方法
所有数据以均数±标准差(
±s)表示，用秩和检验、单因素方差分析、Q检验、直线相关分析进行数据处理。以P<0.05表示有显著性差异。2 结果
尿毒症及血透患者血清NO水平与正常对照组之间有显著性差异(P<0.01，表1)。未透析组、血透组透前均显著高于正常对照组(P<0.05)，前两者之间无显著性差异(表1)。
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表1 3组患者和对照组血NO及TNFα水平 组别
n
c(NO)/(μmol.L-1)
ρ(TNFα)/(μg.L-1)
对照组
10
37.03±25.01
9.23±1.73
未透析组
10
182.50±82.12*
, 百拇医药
12.10±1.97*
血透组
透前
14
176.07±110.73*
11.45±2.05
透后
62.14±33.31△
11.43±2.21
*与正常对照组比较P<0.05；△与透析前比较P<0.05
尿毒症未透析组、血透组患者血浆TNFα水平均较正常对照组升高，但仅未透析组患者血浆TNFα水平与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05，见表1)。
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血液透析后血清NO水平较透析前显著下降，两者比较有显著性差异(P<0.05，见表1)。
在尿毒症未透析组和正常对照组，NO水平与TNFα水平呈显著性正相关(r=0.858，P<0.001)。
3 讨论
NO的生物合成受NOS活性和数量、底物L-Arg可用度、辅助因子可用度等方面的调节，其中最重要的是NOS，它是NO合成的关键酶。目前已知NOS有3种异构体[1]，分别为神经元型(nNOS)、内皮型(eNOS)和诱导型(iNOS)。前两者又称为结构型(cNOS)，为Ca2+依赖型，正常状态下存在于神经组织和内皮细胞等细胞上，在细胞内Ca2+浓度升高时被激活，产生生理浓度的NO，介导一系列生理功能。iNOS为非Ca2+依赖型，其激活不需要Ca2+浓度升高，在受到各种刺激因素如：外来抗原、细菌内毒素、细胞因子等活化时，单核巨噬细胞、肝细胞等可通过启动基因转录合成iNOS，它一旦表达即可持续产生大量NO，体内高出生理浓度的NO一般是iNOS活化的结果[2]。
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正常情况下，NO在体内被氧化为亚硝酸盐、硝酸盐而从肾脏排出体外，慢性肾功能衰竭的患者由于肾脏清除能力下降，可能会导致NO水平升高。另外，Noris发现尿毒症患者血浆NO的前体L-Arg水平显著高于正常对照组[3]，其血小板产生NO及cGMP也显著高于正常，而且尿毒症血浆可刺激体外培养的内皮细胞合成NO增多。
本实验发现，尿毒症患者血中NO及TNFα水平同时升高，两者有显著的相关性(r=0.858，P<0.001)。NO与细胞因子间存在着错综复杂的联系，现已发现多种细胞因子均可调节NO的合成。INFγ和TNFα是较早发现的iNOS激活剂，其后陆续发现IL-1、IL-2、IL-6及巨噬细胞移动抑制因子(MIF)也有诱导iNOS表达及产生NO的作用[4]。正常情况下，外周血的细胞因子水平很低，单个核细胞(PBMC)在缺乏外源性刺激的情况下，无细胞因子的基因表达，不产生细胞因子。但肾功能衰竭时机体内能导致PBMC激活的毒性物质堆积，且肾脏清除细胞因子能力降低，使血浆细胞因子升高[5]。TNFα等细胞因子水平升高就可以刺激NOS的基因表达及合成，使NOS活性增加，继而刺激NO合成增加。
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另外，尿毒症患者多存在高血压、高血容量等，也可使NO代偿性合成增多。还有学者认为，慢性肾功能衰竭时某些因素引起NO受体活性下降，组织对NO的敏感性降低，促进NO进一步合成、释放。
血液透析可以清除或部分清除NO合成的刺激物质和抑制物质，清除硝酸盐、亚硝酸盐等代谢产物。透析过程中由于激活单核细胞产生细胞因子所刺激产生的NO被迅速转化为硝酸盐、亚硝酸盐而被清除。因此，透析过程中NO水平逐渐下降，透后与透前比较有显著性差异(P<0.05)。但是，透析间期由于尿毒症的存在，刺激NO合成的因素依然存在，又会导致NO的蓄积。
NO产生过多，会引起血小板功能紊乱、粘附聚集能力下降，使出血时间延长，还可影响铁代谢、能量代谢及多种蛋白质的功能，影响神经传导等，从而与许多尿毒症症状有关。了解尿毒症患者血中NO的浓度变化及其调节机制，可能会为研究尿毒症的病理生理机制和治疗提供新的思路和方法。
参 考 文 献
, http://www.100md.com
1，Griffity O W, Stuehr D J. Nitric oxide synthase: Properties and catalytic mechanism. Ann Rev Physiol, 1995,57:707～736
2，Clancy R M, Abramson S B. Nitric oxide: A novel mediator of inflammation. Proc Soc Exp Biol Med, 1995,210:93～101
3，Noris M, Benigni A, Boccardo P, et al. Enhanced nitric oxide synthesis in uremia: Implications for platelet dysfunction and dialysis hypotension. Kidney Int, 1993,44:445～450
4，Liew F Y. Interactions between cytokines and nitric oxide. Adv Neuroimmunol, 1995,5:202～209
5，Kimmel P L, Phillips T M, Pillips E, et al. Effect of renal replacement therapy on cellular cytokine production in patients with renal disease. Kidney Int, 1990,38:129～135
收稿日期：1999-03-16, 百拇医药