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编号:10225566
内皮素与急性肾功能衰竭的关系及其可能机制的研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1992年第4期
     作者:林善锬 张平 王艺华 顾亚明 周江华 郝传明

    单位:(上海医科大学华山医院肾脏病研究室,200040)林善锬 张平;(现在南京医学院附属医院工作) 王艺华 顾亚明 周江华 郝传明

    关键词:内皮素;肾功能衰竭,急性;肾素-血管紧张素系统;前列腺素类

    中华医学杂志920404

    摘要 为研究内皮素(ET)与急性肾功能衰竭(ARF)的关系,以及探讨巯甲丙脯酸和消炎痛影响ET对肾脏的作用。我们检测了流行性出血热(pET=113±15pg/ml)、肝肾综合症(210±32pg/ml)、败血症(122±13pg/ml)、庆大霉素(56±6pg/ml)所导致的ARF患者血浆内皮素(pET)水平。结果都比正常人(34±3pg/ml)高(P<0.01)。由HgCl2、庆大霉素(GM)、甘油等造成大鼠ARF模型中,除GM、ARF外,ET亦均较对照组高。各组pET与血肌酐呈线性正相关。为澄清血清过高的ET是否可能直接对肾脏影响,我们将ET直接注入肾动脉。结果观察到单纯注射侧肾小球滤过率及肾血浆流量均下降,提示进入肾脏的ET可以直接对肾脏起作用。巯甲丙脯酸可减轻静脉注射ET对肾脏的作用;消炎痛可延缓ET作用后肾功能的恢复。
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    内皮素(Endothelin ET)为血管内皮合成的一种多肽,具有强烈的收缩血管、影响心脏及肾脏功能,以及调节许多与肾脏有关的神经、内分泌作用等。近年来,急性肾功能衰竭(ARF)发病过程中肾脏血流动力学的作用逐渐被人们重视,ET在ARF中的意义也受到人们的关注。我们观察了临床和多种ARF动物模型的ET水平,以探讨其对肾功能下降的可能影响以及肾素、血管紧张素系统(RAS)和前列腺素系统(PGS)可能参与其机制的关系。

    材料与方法

    一、临床研究部分

    观察血浆ET水平:健康人10名,年龄28±6岁;流行性出血热(EHF)患者18例,均为少尿期ARF,年龄31±11岁,血清肌酐(SCr)为371±41μmol/L;肝肾综合症(HRS)患者9例,年龄42±6岁,SCr468±41μmol/L;严重感染所致ARF(SEP)8例,年龄52±6岁,SCr477±47μmol/L,由庆大霉素所致ARF(GM-ARF)7例,年龄57±13岁,SCr256±39μmol/L。
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    二、实验动物

    1、ARF组:采用雄性SD大鼠,体重192~293g,随机成分(1)正常组(5只);(2)庆大霉素ARF组(8只),肌注庆大霉素每天100mg/kg×7天;(3)HgCl2 ARF组 (8只),一次尾静脉注射HgCl21mg/kg 后喂养3天;(4)甘油ARF组(8只),一次性肌肉注射50%甘油10ml/kg后喂养7天。各组动物经上述处理后在戊巴比妥麻醉下心脏抽血取标本。

    2、ET肾脏直接作用组:雄性SD大鼠10只,体重207~363g,以1%戊巴比妥钠0.3ml/100g体重腹腔内注射后,分别行股动脉和股静脉插管以监测血压、抽血以及输液进行廓清试验,以测定肾小球滤过率(GFR)及肾血浆流量(RPF)。输液中包含4%菊糖及1%对氨基马尿酸(PAH)按3ml/小时的速度输入并维持全过程。插管后沿腹正中切口,结扎左侧输尿管后在其近端插入PE50导管收集左肾尿液;另外膀胱造瘘插入PE180导管收集右肾尿液。再分离左肾蒂,暴露左肾动脉,应用连接了PE10导管的32G针穿刺左肾动脉并固定留置,以后灌注生理盐水(1.2ml/小时)30~45分钟,再按同等速度灌注ET(美国半岛实验室提供),按每小时0.16μg/kg速度输入。共60分钟,以后再换生理盐水灌注60分钟。
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    3、影响ET作用组:麻醉及动静脉插管以及菊糖、PAH输注相同,平衡45分钟后一般测2次对照廓清,以后按每小时0.67μg/kg浓度灌注ET1,共40分钟,以后再换用不含ET的葡萄糖、PAH液灌注。

    4、巯甲丙脯酸(CAP)组(10只):在静脉灌注ET前,一次注射CAP(常州制药厂)0.06mg/100g;消炎痛(IND,5只)组:在静脉注射ET前一次静注消炎痛0.8mg/100g,以后观察同前。

    三、肾功能测定

    菊糖及PAH廓清血尿标本分别采用蒽酮法略加改进及萘已烯二胺法测定。肌酐按苦味酸法测定。

    四、血浆ET测定

    采用放射免疫法测定,药盒由美国加州半岛实验室提供,按说明书进行。具体为:先将标准ET和各血浆标本(抽血后置于含1mg/ml EDTA试管中低温离心后在-40℃中保存)与ET抗体(兔抗猪ET抗体),加入含有Tri-ton X-100的放射免疫分析缓冲液中,混匀后4℃孵育过夜,次日各管中加入125I-ET,混匀,再4℃过夜,第3天分别在各管中加入第二抗体(羊抗兔)和正常兔血清,混匀,室温再孵育2小时,离心分离结合和游离的125I-ET,在γ-计数仪上测每管沉淀物的CPM值,以标准ET为横座标,B/B0百分数为纵座标,绘制标准曲线;再根据曲线计算出每管标本血浆ET浓度,单位以pg/ml表示。
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    五、统计分析

    实验数据均以表示,统计处理采用配对t检验,成组比较t检验和相关t检验。

    结 果

    一、各组ARF患者的pET水平

    正常人pET为34±3pg/ml。HRS组pET最高(210±32pg/ml),SEP-ARF组次之(122±13pg/ml);EHF亦甚高(113±15pg/ml)均明显高于正常组(P<0.001);GM-ARF组pET亦较正常组高(P<0.05),但不如其他组明显。各组ET与SCr水平有显著相关(图1),但其中庆大霉素组相关程度较不明显。
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    图1 ARF病人血浆内皮素与肌酐的关系

    各组ARF大鼠中(表1)pET以甘油ARF组最高,HgCl2组次之,均较对照组有显著差异(P<0.01),GM-ARF组与正常无明显差异(P>0.05)。各组pET与SCr有线性正相关(y=0.072x±0.09,r=0.844,P<0.001)。

    表1 各组ARF中SCr与pET情况() 组别

    鼠数

    SCr(μmol/L)

    pET(pg/ml)

    对照组

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    57±12

    11.4±1.0

    HgCl2-ARF

    8

    294±45*

    31.8±3.2*

    GM-ARF

    8

    164±38*

    9.2±1.4

    甘油-ARF
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    8

    380±83*

    44.8±9.8*

    * 与对照组相比 P<0.01

    二、ET对肾脏直接作用(图2)

    注:——左肾,----右肾;与灌注前比较,A:P<0.05、B:P<0.01、C:P<0.001

    图2 经左肾动脉灌注内皮素后,左、右两肾GFR及RPF的变化。

    左右侧肾在左肾灌注生理盐水时GFR及RPF基本相同,灌注ET后,灌注侧GFR、RPF显著下降,分别达灌注前的77%和76%,并持续到停止灌注后60分钟。说明单侧肾动脉注射ET可诱发注射侧肾功能下降。在灌注ET前后动脉平均血压并无明显变化。右侧肾GFR当左侧灌注时较灌注前略有下降,但无统计学差异;RPF灌注后第30分种显著下降(P<0.05),但在其他时间与灌注前无显著差异。
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    三、CAP、IND对ET的影响

    单纯静脉输注ET前后对肾功能影响见表2。GFR、RPF在灌注后下降,到第60分钟时分别下降至0.63±0.11及1.41±0.36ml*min-1/100g;停止输注后逐渐上升,到2小时基本已恢复到基础水平。CAP处理动物注射同等量ET后,GFR、RPF下降有明显减轻(图3),显示对肾功能下降有保护作用;IND处理组注射ET后的GFR、RPF,与注射前相比虽似下降更明显,但未达到统计学上差异;停止ET注射后3小时仍未能恢复(图4)。说明IND能延长ET使肾功能减退的时间。

    注:——巯甲丙脯酸组,与对照组比较,A:P<0.05;B:P<0.01 ---对照组,与灌注前比较,A:P<0.05;B:P<0.01;C:P<0.001

    图3 巯甲丙脯酸对灌注内皮素后肾GFR,RPF变化的影响
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    注:——消炎痛组,----对照组;与对照组比较,A:P<0.05;B:P<0.01

    图4 消炎痛对灌注内皮素后GFR,RPF变化的影响

    讨 论

    一、ET与ARF的关系

    Firth等[1]根据ET生物作用特点,首先提出可能与ARF有关。其后Tornita等[2]在7例不同原因ARF中观察到pET升高,大多在恢复期下降。shibota等[3]报告钳夹肾动脉造成肾缺血的ARF大鼠,不仅其血浆ET水平升高,而且肾皮质、髓质中浓度也较正常者为高。注射ET抗体后,可改善该模型动物的肾功能,同时组织学改变程度也较轻。从本组研究中可看出,无论是临床或实验动物的ARF,pET水平多较正常组明显升高,且其水平与血肌酐的增高有显著正相关,提示过高的ET可能是ARF发病机制原因之一。当然也应指出:上述观察的许多临床情况,除了基本病变可以对肾脏损害,从而可能使肾脏局部产生过多ET以外,其中许多机制,例如中毒、缺氧、组织灌注不足、交感神经兴奋过度,也都可能对其他部位血管壁造成损伤,使ET释放入血,造成pET水平过高。另外,已知慢性肾衰时pET也升高[4],因此所观察到的ET过高,究竟是ARF的原因或者是肾脏损伤的后果,需进一步研究。另一方面,在不同原因造成ARF中,pET与SCr相关的程度也不尽相同。因此,在不同病因所致的ARF中,ET所起作用可能也不尽相同,也有待于进一步探讨。
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    表2 静脉注射内皮素对肾血流动力学和排泄功能作用(,ml*min-1/100g) 检测

    指标

    灌注前

    灌 注ET

    恢 复 期

    20分钟

    40分钟

    60分钟

    20分钟

    40分钟

    60分钟
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    120分钟

    GFR

    1.17±0.08

    0.81±0.09**

    0.69±0.10

    0.63±0.11

    0.71±0.08**

    0.72±0.08**

    0.93±0.12*

    1.52±0.34
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    RPF

    3.45±0.24

    2.31±0.39**

    1.70±0.35

    1.41±0.36

    1.70±0.48**

    2.41±0.50**

    2.56±0.46*

    2.66±0.40

    与对灌注前比 * P<0.05,** P<0.01,△ P<0.001
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    二、血ET与肾功能的关系

    多数学者研究认为血管内皮细胞平常并不贮备ET,仅在各种刺激情况下由局部合成而后在原处或邻近作用[5]。另外,除了血管活性作用外,ET还有许多全身性物生活性作用,如对RAS、心钠素、醛固酮以及交感神经等作用,又都可反过来影响肾脏功能。为了尽量排除上述因素的参与,我们观察了经肾动脉注射小剂量ET对肾功能的影响。实验结果证实,在该剂量注射下,基本上只有注射侧肾脏出现GFR、RPF的下降,而对侧只有轻微改变,可能是由肾静脉返回大循环以后再作用于对侧;也可能是通过肾-肾反射的结果。因此似乎可认为,由肾动脉进入肾脏的ET,可以对所流经的区域起作用,从而引起了明显肾脏血流动力学的改变,出现类似ARF的GFR及RPF的下降。应用放射125I-ET自显影实验已证明,大鼠肾小球、肾直血管、近曲小管以及系膜细胞上都有高密度ET受体[6]。近来分子生物学原位杂交研究也有报告在肾脏中,ET前体mRNA表达与受体结合部位的分布并不一致[7],这些也都提示很可能邻近甚至远处形成的ET有可能经血行或其他途径作用于肾脏。与其他许多情况一样,肾脏既可能是局部产生ET的靶器官,也可能是远处的ET靶器官。因此,在全身许多系统性疾病下发生的ARF,ET可能参加了发病机制的一部分。当然,由于本组ET的测定是采用放射免疫方法,同时所测血浆也未经纯化抽提后检测,可测得的ET只能表示为放射免疫反应性ET,是否代表真正活性的ET,尚有待以后进一步深入研究才可下结论。
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    三、CAP、IND对ET作用的影响

    离体情况下ET可以抑制肾素分泌,但在整体情况下,静脉输注ET却常可促进肾素释放。这是因为ET收缩球旁细胞附近的血管,减少到达致密斑钠量,以及增加循环中儿茶酚胺含量等综合造成。肾脏交感神经、RAS过度兴奋等在ARF中意义已广为人们所认识。近来有报告[8]刺激肾脏神经所导致的单个肾单位的肾小球滤过率(SNGFR)下降,可为使用ET抗体所减轻。由于肾神经可促使RAS兴奋,提示了肾脏交感染神经与ET之间有关系。本组中CAP可防止ET对肾功能下降的影响,似乎也支持这种关系。但由于该部份实验是在静脉输注ET情况下进行,自然尚难判断这种保护作用是通过对抗ET的全身或单纯肾脏的作用。另外,也有报告在应用微穿刺方法,血管紧张素II的受体拮抗剂Saralasin并不能对抗由ET所致的SNGFR等的下降[9]。已知ET作用于细胞膜受体后,通过激活磷脂酶C,使三磷酸肌醇(IP3)增加,后者可动员细胞器中Ca2+到胞浆,引起平滑肌收缩;另一方面又通过激活磷酸激酶C等,激活花生四烯酸产生较多前列腺素底物[5,10]。在ARF离体兔实验中也有报告ET可刺激释放PGI2、PGE2[11]。所以,可认为在许多ARF背景下,ET和PGs可能处于一种动态平衡中。用IND后,阻断了前列腺素产生,使对肾脏作用得以延长,使肾功能恢复延长。
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    综上所述,ET在ARF发病中可能处于相当重要地位,进一步了解其作用机制,深入探索阻断ET合成或释放以及研究出对抗ET作用的特殊拮抗剂,对ARF发病机制的预防治疗,起到重要的理论和实践意义。

    参考文献

    1 Firth JD, et al. Endothelin:an important factor in acute renal failure? lancet 1988;II(8621):1179.

    2 Tomita K, et al. Plasma endothelin levels in patient with acute renal failure. N Engl J Med 1989;321:1127.

    3 Shibouta Y, et al. Pathophysiological role of endothelin in acute renal failure. Life Sci 1990;46:1611.
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    4 Lin SY, et al. Influence of hemoultrafiltration and hemodialysis on endothelin. Chin Med J 1991;104:288.

    5 Simonson MS, et al. Endothelin: a family of regulatory peptides.Hypertension 1991;17:856.

    6 Davenport AP, et al. Binding sites for I-labelled endothelin-1 in the kidenys:differential distribution in rat, pig and man demonstrated by using quantitative autoradiography. Clin Sci(England)1989;77:129.
, 百拇医药
    7 Mac Cumber MW, et al. Endothelin:visualization of mRNAs by in situ hybridization provides evidence for local action. Proc Natl Acad Sci USA 1989;86:7285.

    8 Kon V, et al. Endothelin has an intermediary role in the vasoconstrictive effects of adrenergic nervous system. Kidney Int 1990;37:372A.

    9 Kon V,et al. Glomerular action of endothelin in vivo J Clin Invest 1989;83:1762.

    10 Simonson MS, Dunn MJ, Cellular signaling by peptides of the endothelin gene family. FASEB J 1990;4:2989.

    11 Rae GA, et al. Endothelin-1 releases eicosanoids from rabbit isolated perfused kidney and spleen. J Cardiovase Pharmacol 1989;13[Suppl 5]:S 89., 百拇医药