辛伐他汀对阿霉素肾病大鼠进行性肾组织损伤的保护作用
作者:鹿玲 张传荣 王军 梁维龙 周亚熙 杨正修 许功林
单位:鹿玲、张传荣、王军、周亚熙、杨正修 230022 合肥,安徽医科大学第一附属医院儿科,梁维龙 肾脏病理实验室,许功林 生化教研室
关键词:肾疾病;肾小球硬化症;病灶性;高脂血症;斯伐他汀
中华儿科杂志991009 【摘要】 目的 观察羟甲戊二酰辅酶A还原酶抑制剂辛伐他汀和食物中脂类含量对阿霉素肾病大鼠肾组织损伤程度的影响。方法 对阿霉素肾病大鼠分别饲以标准及高脂鼠食并给予辛伐他汀,观察其尿蛋白排出量、血脂、血尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)和肾脏光镜组织形态学变化。结果 首次给予阿霉素后22周时,正常对照组、标准鼠食肾病对照组和治疗组、高脂鼠食对照组和治疗组大鼠尿蛋白排出量依次(下同)为:(58±21),(120±41),(92±25),(407±35),(236±54) mg/24h(F=117.65,P<0.01);血甘油三酯(0.99±0.09),(1.43±0.29),(1.61±0.30),(2.91±0.25),(1.70±0.23) mmol/L(F=68.73, P<0.01);总胆固醇(2.53±0.50),(3.28±0.28),(3.02±0.59),(4.52±0.41),(3.42±0.40) mmol/L(F=21.50, P<0.01);低密度脂蛋白胆固醇(1.53±0.21),(2.02±0.09),(1.74±0.36),(2.67±0.22),(1.93±0.22) mmol/L(F=26.57, P<0.01);肾病组均高于正常对照组,高脂鼠食肾病组又明显高于标准鼠食肾病组(P<0.01),高脂鼠食治疗组则明显低于相应对照组(P<0.01)。病理形态学检查示各组大鼠发生肾小球节段性硬化的百分率依次为(3.2±1.4), (55.6±13.5), (13.6±5.0), (86.8±3.4), (37.6±25.6),肾病组与正常对照组差异有非常显著意义(H=35.1, P<0.01)。肾病组大鼠系膜细胞增生和基质增多的肾小球所占比例明显增多,并伴有明显的小管间质损害。高脂鼠食组肾小球及小管间质病变范围和严重程度明显高于标准鼠食组,而辛伐他汀治疗组则明显低于相应对照组。 结论 高脂饮食可加重阿霉素肾病大鼠肾组织学损伤程度,而辛伐他汀对此损伤过程有明显保护作用。
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The protective effects of simvastatin on progressive renal histological injuries in adriamycin-induced nephropathic rats
LU Ling, ZHANG Chuanrong, WANG Jun, et al.
Department of Pediatrics, The 1st Hospital, Anhui Medical University, Hefei 230022
【Abstract】 Objective To investigate the effects of high-lipid diet and simvastatin on renal histological injuries in adriamycin-induced nephropathy in rats. Method Urinary protein, blood-lipids, BUN, serum creatinine, and histological change were checked in nephropathic rats fed with regular and high-lipid chow and treated with simvastatin. Results At week 22, the amounts of urinary protein (mg/24h) were (58±21), (120±41), (92±25), (407±35), (236±54) (F=117.65, P<0.01); the levels of serum triglyceride (mmol/L) (0.99±0.09), (1.43±0.29), (1.61±0.30), (2.91±0.25), (1.70±0.23) (F=68.73, P<0.01); total cholesterol (mmol/L) (2.53±0.50), (3.28±0.28), (3.02±0.59), (4.52±0.41), (3.42±0.40) (F=21.50, P<0.01); low density lipoprotein-cholesterol (LDL-ch) (mmol/L) (1.53±0.21), (2.02±0.09), (1.74±0.36), (2.67±0.22), (1.93±0.22) (F=26.57, P<0.01) in normal control, regular diet control and simvastatin-treated, high-lipid control and simvastatin-treated groups, respectively. All these values were significantly higher in adriamycin-treated groups than those of control groups; the values of high-lipid diet control groups were also higher than those of regular diet control groups (t=15.18, P<0.01; t=10.93, P<0.01; t=7.06, P<0.01; t=5.59, P<0.01, respectively), and in simvastatin-treated groups were lower than those of corresponding control groups (t=7.49, P<0.01; t=10.07, P<0.01; t=7.78, P<0.01; t=6.73, P<0.01, respectively). Histological study demonstrated that the percentage of glomeruli in which segmental sclerosis occurred were (3.2±1.4), (55.6±13.5), (13.6±5.0), (86.8±3.4), (37.6±25.6), respectively. The differences among control and adriamycin-treated groups were significant (H=35.1, P<0.01); mesangial proliferation and matrix expansion significantly increased in the adriamycin-treated rats, and were associated with significant tubulointerstitial injuries. The degree of glomerular injuries and extent of tubulointerstitial pathological change were more serious in high-lipid diet groups than in regular diet groups; and compared with corresponding control groups, those in simvastatin-treated groups were significantly less severe. Conclusion In the adriamycin-treated rats, high-lipid diet may worsen, and simvastatin can ameliorate the renal histological injuries.
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【Key words】 Kidney diseases Glomerulosclerosis, focal Hyperlipidemia Simvastatin
尽管引起原发性局灶节段性肾小球硬化的原因仍不清楚, 但是越来越多的临床和实验证据显示,在进行性肾小球硬化发展过程中, 脂类代谢异常可能是重要的调节因子(modulator)之一[1]。肾小球硬化与动脉粥样硬化有类似之处, 羟甲戊二酰辅酶A (HMG-CoA) 还原酶抑制剂已被广泛用于治疗各类高脂血症及预防和治疗动脉粥样硬化。阿霉素肾病大鼠肾脏组织损伤的演变过程, 类似于肾小球硬化症。我们利用阿霉素肾病大鼠模型,观察羟甲戊二酰辅酶A 还原酶抑制剂辛伐他汀及食物中脂类含量对阿霉素肾病大鼠肾组织学损伤程度的影响。
材料和方法
一、实验材料
, http://www.100md.com 1.动物模型制备:体重150~200 g的雄性SD大鼠50只, 分2次经尾静脉给予阿霉素, 每次用量2 mg/kg, 两次间隔20天; 另选10只经尾静脉给予生理盐水。随机选择32只接受阿霉素处理的大鼠首次给药后28天尿蛋白排出量超过用药前1倍以上者用于实验。未接受阿霉素的大鼠随机淘汰2只后用作正常对照。
2.主要药物:阿霉素为意大利卡洛*厄巴公司产品, 辛伐他汀为美国默沙东公司产品, 以上药物均由安徽医科大学附属医院药房提供。
二、方法
1. 动物分组及用药:实验共分5组: (1) 正常对照组; (2) 标准鼠食肾病对照组; (3)标准鼠食肾病治疗组; (4)高脂鼠食肾病对照组; (5) 高脂鼠食肾病治疗组。实验期间大鼠置代谢笼中自由取食饮水。1、2、3组饲以标准鼠食, 4、5组饲以含4%胆固醇的高脂鼠食,3、5组在首次给阿霉素6周后每日灌服辛伐他汀 1.0 mg/kg。在给予阿霉素前和首次给予阿霉素后4、10、16、22周留取尿液和采集血样检测尿蛋白排出量、血清白蛋白、甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-ch)、高、低密度脂蛋白胆固醇(HDL-ch、LDL-ch)、血尿素氮(BUN)和肌酐(SCr)。实验结束时处死大鼠留取肾脏供组织学检查用。
, 百拇医药
2. 病理学检查:首次给予阿霉素后22周,以3%戍巴比妥钠腹腔注射麻醉后处死大鼠,摘取肾脏, 经肾门处切为条形块后FAA固定液固定,常规脱水、石蜡包埋并切为2μm厚的切片,经HE、PAS和PASM染色后光镜观察肾脏组织病理学变化。主要观察指标:每份标本至少计数50个肾小球,观察毛细血管腔完全开放及发生节段性硬化、系膜细胞增生和基质增多的肾小球所占百分率;皮质和外髓区约100个肾小管截面范围内小管上皮细胞混浊肿胀、空泡变性、萎缩及间质细胞浸润和纤维化程度,其中受累范围<25%为“+”,25%~50%为“++”,>50%为“+++”。
三、统计分析
计量资料用t检验或方差分析,计数资料或方差不齐的计量资料用非参数秩和检验或fisher精确检验分析。
结果
一、生化检查
, 百拇医药
注射阿霉素后第4周至实验结束时肾病大鼠尿蛋白排出量均高于正常对照组, 而血清白蛋白水平低于正常对照组,在第10周时最显著。肾病大鼠血TG、T-ch及LDL-ch在注射阿霉素后第4周至实验结束时均高于正常对照组。且肾病对照组呈进行性增高趋势,高脂鼠食组又显著高于标准鼠食组。高脂鼠食治疗组应用降脂药物4周后(即首次注射阿霉素第10周)以上三项血脂水平均明显降低。HDL-ch则升高较迟缓,首次注射阿霉素后第10周开始升高,除高脂鼠食肾病对照组逐渐升高外,其余各组10周后动态变化不明显(表1)。
表1 各组大鼠实验结束时(22周)各项生化检查结果() 组别
大鼠
数
尿蛋白
, 百拇医药
(mg/24h)
血白蛋白
(g/L)
血脂(mmol/L)
BUN
(mmol/L)
Scr
(μmol/L)
TG
T-ch
HDL-ch
LDL-ch
正常对照组
, 百拇医药
8
57±21
27.2±1.4
0.99±0.09
2.53±0.50
0.77±0.13
1.53±0.21
6.6±0.4
70±24
标准鼠食肾病
对照组
8
, 百拇医药 120±40*
22.9±1.0*
1.43±0.29*
3.28±0.28*
1.09±0.15*
2.02±0.09**
8.0±0.6
99±21
治疗组
8
92±25*
, 百拇医药
23.9±0.8*
1.61±0.30*
3.02±0.59**
1.12±0.22*
1.74±0.36
7.5±0.9
105±19**
高脂鼠食肾病
对照组
8
407±35*
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24.0±1.2*
2.91±0.25*
4.52±0.41*
1.46±0.15**
2.67±0.22*
10.5±2.5**
107±25**
治疗组
8
236±54*
, 百拇医药
26.0±1.4**
1.70±0.23*
3.42±0.40*
1.14±0.31*
1.93±0.22**
7.8±0.8
60±28
与正常对照组比之F值
117.65▲
17.82▲▲
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68.73▲
21.50▲▲
11.59▲▲
26.57▲▲
9.99▲▲
6.65
对照与治疗组比之t值
两标准鼠食组
1.63
2.29
1.22
, 百拇医药
1.15
0.32
1.34
1.34
0.64
两高脂鼠食组
7.49△
3.11△
10.07△
7.78△
2.63△△
, 百拇医药 6.73△
2.90△△
3.51△
不同鼠组比之t值
两对照组
15.18△
2.07
10.93△
7.06△
0.78
5.59△
, 百拇医药
2.72△△
0.69
两治疗组
6.82△
3.71△
0.67
0.87
1.49
1.27
0.60
3.73△
注:与正常对照组相比,*P<0.01,**P<0.05;▲P<0.01,▲▲P<0.05;△P<0.01,△△P<0.05
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实验结束(22周)时各组生化检测结果见表1。肾病组与正常对照组比较(经F检验)尿蛋白、血TG、T-ch、HDL-ch、LDL-ch、BUN、Scr不同程度升高,而血白蛋白有所下降。不同鼠食对照组与治疗组间比较,在标准鼠食时,对照组血白蛋白低于治疗组,其余指标差异无显著意义;在高脂鼠食时,则所有指标均显示出差异有非常显著意义,治疗组尿蛋白、TG、T-ch、HDL-ch、LDL-ch、BUN、Scr均低于对照组,而血白蛋白高于对照组。在不同饮食的两肾病组比较,高脂鼠食对照组尿蛋白、血TG、T-ch、LDL-ch、BUN均高于标准鼠食对照组;两治疗组比较,标准鼠食治疗组尿蛋白较低,但血白蛋白亦较低,而Scr反较高。
二、肾小球病理组织学变化(表2)
表2 各组大鼠实验结束时(22周)肾小球病理变化特点(,受累肾小球%) 组别
, 百拇医药
大鼠数
毛细血管丛
肾小球系膜区
管腔完全开放
节段性硬化
细胞增生
基质增多
正常对照组
8
93.7± 7.82
3.2± 1.4
0
0
, 百拇医药
标准鼠食肾病
对照组
8
22.4± 3.0*
55.6±13.5*
35.0± 3.7*
54.0±37.2*
治疗组
8
47.2±12.5*
13.6± 5.0*
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14.8± 3.4*
18.4± 6.1*
高脂鼠食肾病
对照组
8
8.2± 6.9*
86.8± 3.4*
17.6±10.4*
97.6± 2.2*
治疗组
8
, 百拇医药
34.6±14.5*
37.6±25.6*
8.8± 6.6*
77.6±26.2*
与正常对照组比之H值
33.3
35.1
31.0
34.8
对照与治疗组比之q值
两标准鼠食组
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4.58△
5.23△
5.53△
5.42△
两高脂鼠食组
5.93△
5.83△
2.67
4.90△
不同鼠食组比之q值
两对照组
, 百拇医药
6.09△
6.05△
7.80△
5.48△
两治疗组
4.08△
2.60
3.57△△
5.83△
注:与正常对照组相比,*P<0.01,**P<0.05;△P<0.01,△△P<0.05
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肾病组与正常对照组相比(经非参数秩和检验)毛细血管腔完全开放的肾小球所占百分率明显减少,而发生节段性硬化、系膜细胞增生及基质增多的肾小球所占比例显著增高。两治疗组与相应对照组相比,毛细血管腔完全开放的肾小球所占比例较高,而发生节段性硬化和系膜基质增多的肾小球所占百分率较低;标准鼠食的肾病治疗组系膜细胞增生程度较轻,而高脂鼠食肾病大鼠两组间无明显差别。高脂鼠食的肾病大鼠肾小球硬化程度明显重于相应的标准鼠食的肾病大鼠(图1~5)。
, 百拇医药
图1 正常大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管管腔完全开放,无系膜细胞增生及基质增多,基底膜厚度均匀;小管结构完好;间质区无细胞浸润及纤维组织增多 图2 标准鼠食对照组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管节段性塌陷,并与肾小囊粘连,系膜细胞增生及基质增多;小管上皮细胞肿胀,部分小管上皮细胞坏死;灶性间质细胞增多 图3 标准鼠食治疗组肾病大鼠肾组织,光镜下可见肾脏病变类似相应对照组,但程度较轻 图4 高脂鼠食对照组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球硬化区与肾小囊壁粘连,肾小球内脂肪堆积致毛细血管丛结构破坏(此照片未能显示脂肪堆积);小管细胞坏死,管腔扩大,间质区大量单个核细胞浸润图5 高脂鼠食治疗组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管节段性塌陷,但基本结构仍清晰可辨;肾小管上皮细胞混浊肿胀,部分坏死,但无明显小管萎缩;间质细胞浸润程度相对较轻(图1~5均为PAS染色 ×400)
三、小管间质病理组织学变化(表3)
表3 各组大鼠实验结束时(22周)小管间质病理变化(只数) 组别
, 百拇医药
大鼠数
小管上皮细胞
间 质
混浊肿胀
空泡
变性
萎缩
细胞浸润
纤维化
+
++
+
++
, 百拇医药 +++
+
++
+++
+
++
正常对照组
8
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
0
0
0
标准鼠食肾病
对照组
8
6
0*
5**
0
5
, 百拇医药
0*
5
0
0**
6
0**
治疗组
8
3
0**
4
3
0
, 百拇医药
0
3
0
0**
1
0
高脂鼠食肾病
对照组
8
3
5*
8*
0
, 百拇医药
0
8*
0
0
8*
3
5*
治疗组
8
5
3*
5**
, http://www.100md.com
3
5
0*
0
5
0**
5
0*
秩和检验之F值
23.0
28.0
23.7
21.1
, 百拇医药
对照与治疗组比之q值
两标准鼠食组
3.57△
(1.00)
4.60△△
2.01
4.38△△
两高脂鼠食组
1.86
(0.20)
7.13△△
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8.32△△
5.13△△
不同鼠食组比之q值
两对照组
4.73△△
(0.20)
6.45△△
7.23△△
6.31△△
两治疗组
5.88△△
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(1.00)
4.75△△
3.00
5.20△△
注:与正常对照组比,*P<0.01,**P<0.05;△P<0.05,△△P<0.01;括号内为Fisher精确检验P值
高脂鼠食的肾病大鼠发生小管上皮细胞浑浊肿胀者所占比例及严重程度明显高于标准鼠食的相应对照组,而给予辛伐他汀者明显低于相应对照组。发生小管上皮细胞空泡变性的肾病大鼠在标准鼠食的两组之间没有明显差别,而饲以高脂鼠食的肾病大鼠辛伐他汀治疗组则明显低于相应对照组。饲以高脂鼠食的肾病大鼠皮质和外髓区间质单个核细胞浸润及纤维化程度较饲以标准鼠食的肾病大鼠明显为重,而给予辛伐他汀治疗的肾病大鼠则较相应对照组为轻。
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讨论
局灶节段性肾小球硬化症(FSGS)病灶处PAS 染色阳性物质的组成成份与潜在疾病有关, 提示FSGS可能是多种累及肾脏的疾病引起进行性肾小球损伤的共同形态学表现。目前认为导致肾小球硬化持续进展的主要因素有PDGF和TGF β类生长因子、高血压、蛋白尿和高脂血症[1]。从研究结果看阿霉素肾病大鼠均有明显的尿蛋白排出量增多和血脂水平增高, 尤其是饲以高脂鼠食的肾病大鼠, 提示控制尿蛋白排出量和血脂代谢异常是防止肾脏组织病理学损伤持续进展的重要措施。
HMG-CoA还原酶是内源性胆固醇合成过程中的限速酶,在近年已有洛伐他汀、普伐他汀类HMG-CoA还原酶抑制剂用于治疗与蛋白尿相关的多因素性高脂血症的报道[2,3],洛伐他汀尚可通过阻断甲羟戊酸及其代谢产物合成而抑制肾小球系膜细胞增殖而减轻实验性肾小球损伤[4]。辛伐他汀是一种作用相对较强的HMG-CoA还原酶抑制剂, 可安全有效地用于治疗蛋白尿状态时的高胆固醇血症[5,6]。本组资料示饲以高脂鼠食的肾病大鼠,辛伐他汀治疗组在血TG,Tch和LDL-ch水平降低的同时,尿蛋白排出量减少,肾组织损伤程度改善,提示辛伐他汀可明显减轻阿霉素肾病大鼠肾小球系膜细胞增殖和系膜基质积聚程度, 进而起到防止或延缓肾小球硬化过程持续进展的作用。肾脏组织病理形态学的改善, 是辛伐他汀抑制胆固醇合成的结果, 抑或药物的直接作用, 尚需进一步研究。
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在饲以标准鼠食的肾病大鼠, 对照组和治疗组尿蛋白排出量、血TG、T-ch和LDL-ch虽高于正常对照组, 但两组间没有明显差别; 而治疗组肾小球硬化程度、系膜细胞增殖和系膜基质积聚程度明显轻于相应对照组。HMG-CoA还原酶抑制剂主要通过促进肝细胞LDL受体活性而发挥降低血脂水平的作用[7],本结果提示辛伐他汀不仅改善阿霉素肾病大鼠脂质代谢紊乱, 尚可抑制肾小球系膜细胞增殖和细胞外基质合成而起到延缓肾小球硬化持续进展的作用。
发生肾小球硬化的阿霉素肾病大鼠均有较明显的小管间质损伤,小管间质的血液供应主要来自球后毛细血管,引起小管间质损伤的原因是因肾小球硬化致小管间质区血液供应不足所致,或是小管上皮细胞摄入过多脂类或蛋白质所致,则需要进一步研究。从本研究结果来看饲以高脂鼠食的肾病大鼠小管间质损伤更为严重,提示脂类代谢紊乱可能是加重小管间质损伤的重要因素。HMG-CoA还原酶抑制剂辛伐他汀不仅可以改善慢性进行性肾病大鼠脂类代谢紊乱, 而且可抑制肾小球系膜细胞增殖和系膜基质合成, 并减轻小管间质损伤的严重程度,从而起到延缓肾小球硬化持续进展的作用, 值得在临床上推广应用。
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本课题由安徽省教委自然科学基金资助(编号:202130)
参考文献
1 Ichikawa I, Fogo A. Focal segmental glomerulosclerosis ( Invited review). Pediatr Nephrol, 1996, 10:374-391.
2 Golper TA, Illingworth R, Morris CD, et al. Lovastatin in the treatment of multifactorial hyperlipidemia associated with proteinuria. Am J Kidney Dis, 1989, 13:312-320.
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, 百拇医药
4 O′Donnell MP, Kasiske BL, Kim Y, et al. Lovastatin inhibits proliferation of rat mesangial cells. J Clin Invest, 1993, 91:83-87.
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6 Wanner C, Bohler J, Eckardt HG, et al. Effects of simvastatin on lipoprotein (a) and lipoprotein composition in patients with nephrotic syndrome. Clin Nephrol, 1994, 41:138-143.
7 Grundy SM. HMG-CoA reductase inhibitors for treatment of hypercholesterolemia, N Engl J Med, 1988, 319:24-31.
(收稿:1998-12-31 修回:1999-07-12), 百拇医药
单位:鹿玲、张传荣、王军、周亚熙、杨正修 230022 合肥,安徽医科大学第一附属医院儿科,梁维龙 肾脏病理实验室,许功林 生化教研室
关键词:肾疾病;肾小球硬化症;病灶性;高脂血症;斯伐他汀
中华儿科杂志991009 【摘要】 目的 观察羟甲戊二酰辅酶A还原酶抑制剂辛伐他汀和食物中脂类含量对阿霉素肾病大鼠肾组织损伤程度的影响。方法 对阿霉素肾病大鼠分别饲以标准及高脂鼠食并给予辛伐他汀,观察其尿蛋白排出量、血脂、血尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)和肾脏光镜组织形态学变化。结果 首次给予阿霉素后22周时,正常对照组、标准鼠食肾病对照组和治疗组、高脂鼠食对照组和治疗组大鼠尿蛋白排出量依次(下同)为:(58±21),(120±41),(92±25),(407±35),(236±54) mg/24h(F=117.65,P<0.01);血甘油三酯(0.99±0.09),(1.43±0.29),(1.61±0.30),(2.91±0.25),(1.70±0.23) mmol/L(F=68.73, P<0.01);总胆固醇(2.53±0.50),(3.28±0.28),(3.02±0.59),(4.52±0.41),(3.42±0.40) mmol/L(F=21.50, P<0.01);低密度脂蛋白胆固醇(1.53±0.21),(2.02±0.09),(1.74±0.36),(2.67±0.22),(1.93±0.22) mmol/L(F=26.57, P<0.01);肾病组均高于正常对照组,高脂鼠食肾病组又明显高于标准鼠食肾病组(P<0.01),高脂鼠食治疗组则明显低于相应对照组(P<0.01)。病理形态学检查示各组大鼠发生肾小球节段性硬化的百分率依次为(3.2±1.4), (55.6±13.5), (13.6±5.0), (86.8±3.4), (37.6±25.6),肾病组与正常对照组差异有非常显著意义(H=35.1, P<0.01)。肾病组大鼠系膜细胞增生和基质增多的肾小球所占比例明显增多,并伴有明显的小管间质损害。高脂鼠食组肾小球及小管间质病变范围和严重程度明显高于标准鼠食组,而辛伐他汀治疗组则明显低于相应对照组。 结论 高脂饮食可加重阿霉素肾病大鼠肾组织学损伤程度,而辛伐他汀对此损伤过程有明显保护作用。
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The protective effects of simvastatin on progressive renal histological injuries in adriamycin-induced nephropathic rats
LU Ling, ZHANG Chuanrong, WANG Jun, et al.
Department of Pediatrics, The 1st Hospital, Anhui Medical University, Hefei 230022
【Abstract】 Objective To investigate the effects of high-lipid diet and simvastatin on renal histological injuries in adriamycin-induced nephropathy in rats. Method Urinary protein, blood-lipids, BUN, serum creatinine, and histological change were checked in nephropathic rats fed with regular and high-lipid chow and treated with simvastatin. Results At week 22, the amounts of urinary protein (mg/24h) were (58±21), (120±41), (92±25), (407±35), (236±54) (F=117.65, P<0.01); the levels of serum triglyceride (mmol/L) (0.99±0.09), (1.43±0.29), (1.61±0.30), (2.91±0.25), (1.70±0.23) (F=68.73, P<0.01); total cholesterol (mmol/L) (2.53±0.50), (3.28±0.28), (3.02±0.59), (4.52±0.41), (3.42±0.40) (F=21.50, P<0.01); low density lipoprotein-cholesterol (LDL-ch) (mmol/L) (1.53±0.21), (2.02±0.09), (1.74±0.36), (2.67±0.22), (1.93±0.22) (F=26.57, P<0.01) in normal control, regular diet control and simvastatin-treated, high-lipid control and simvastatin-treated groups, respectively. All these values were significantly higher in adriamycin-treated groups than those of control groups; the values of high-lipid diet control groups were also higher than those of regular diet control groups (t=15.18, P<0.01; t=10.93, P<0.01; t=7.06, P<0.01; t=5.59, P<0.01, respectively), and in simvastatin-treated groups were lower than those of corresponding control groups (t=7.49, P<0.01; t=10.07, P<0.01; t=7.78, P<0.01; t=6.73, P<0.01, respectively). Histological study demonstrated that the percentage of glomeruli in which segmental sclerosis occurred were (3.2±1.4), (55.6±13.5), (13.6±5.0), (86.8±3.4), (37.6±25.6), respectively. The differences among control and adriamycin-treated groups were significant (H=35.1, P<0.01); mesangial proliferation and matrix expansion significantly increased in the adriamycin-treated rats, and were associated with significant tubulointerstitial injuries. The degree of glomerular injuries and extent of tubulointerstitial pathological change were more serious in high-lipid diet groups than in regular diet groups; and compared with corresponding control groups, those in simvastatin-treated groups were significantly less severe. Conclusion In the adriamycin-treated rats, high-lipid diet may worsen, and simvastatin can ameliorate the renal histological injuries.
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【Key words】 Kidney diseases Glomerulosclerosis, focal Hyperlipidemia Simvastatin
尽管引起原发性局灶节段性肾小球硬化的原因仍不清楚, 但是越来越多的临床和实验证据显示,在进行性肾小球硬化发展过程中, 脂类代谢异常可能是重要的调节因子(modulator)之一[1]。肾小球硬化与动脉粥样硬化有类似之处, 羟甲戊二酰辅酶A (HMG-CoA) 还原酶抑制剂已被广泛用于治疗各类高脂血症及预防和治疗动脉粥样硬化。阿霉素肾病大鼠肾脏组织损伤的演变过程, 类似于肾小球硬化症。我们利用阿霉素肾病大鼠模型,观察羟甲戊二酰辅酶A 还原酶抑制剂辛伐他汀及食物中脂类含量对阿霉素肾病大鼠肾组织学损伤程度的影响。
材料和方法
一、实验材料
, http://www.100md.com 1.动物模型制备:体重150~200 g的雄性SD大鼠50只, 分2次经尾静脉给予阿霉素, 每次用量2 mg/kg, 两次间隔20天; 另选10只经尾静脉给予生理盐水。随机选择32只接受阿霉素处理的大鼠首次给药后28天尿蛋白排出量超过用药前1倍以上者用于实验。未接受阿霉素的大鼠随机淘汰2只后用作正常对照。
2.主要药物:阿霉素为意大利卡洛*厄巴公司产品, 辛伐他汀为美国默沙东公司产品, 以上药物均由安徽医科大学附属医院药房提供。
二、方法
1. 动物分组及用药:实验共分5组: (1) 正常对照组; (2) 标准鼠食肾病对照组; (3)标准鼠食肾病治疗组; (4)高脂鼠食肾病对照组; (5) 高脂鼠食肾病治疗组。实验期间大鼠置代谢笼中自由取食饮水。1、2、3组饲以标准鼠食, 4、5组饲以含4%胆固醇的高脂鼠食,3、5组在首次给阿霉素6周后每日灌服辛伐他汀 1.0 mg/kg。在给予阿霉素前和首次给予阿霉素后4、10、16、22周留取尿液和采集血样检测尿蛋白排出量、血清白蛋白、甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-ch)、高、低密度脂蛋白胆固醇(HDL-ch、LDL-ch)、血尿素氮(BUN)和肌酐(SCr)。实验结束时处死大鼠留取肾脏供组织学检查用。
, 百拇医药
2. 病理学检查:首次给予阿霉素后22周,以3%戍巴比妥钠腹腔注射麻醉后处死大鼠,摘取肾脏, 经肾门处切为条形块后FAA固定液固定,常规脱水、石蜡包埋并切为2μm厚的切片,经HE、PAS和PASM染色后光镜观察肾脏组织病理学变化。主要观察指标:每份标本至少计数50个肾小球,观察毛细血管腔完全开放及发生节段性硬化、系膜细胞增生和基质增多的肾小球所占百分率;皮质和外髓区约100个肾小管截面范围内小管上皮细胞混浊肿胀、空泡变性、萎缩及间质细胞浸润和纤维化程度,其中受累范围<25%为“+”,25%~50%为“++”,>50%为“+++”。
三、统计分析
计量资料用t检验或方差分析,计数资料或方差不齐的计量资料用非参数秩和检验或fisher精确检验分析。
结果
一、生化检查
, 百拇医药
注射阿霉素后第4周至实验结束时肾病大鼠尿蛋白排出量均高于正常对照组, 而血清白蛋白水平低于正常对照组,在第10周时最显著。肾病大鼠血TG、T-ch及LDL-ch在注射阿霉素后第4周至实验结束时均高于正常对照组。且肾病对照组呈进行性增高趋势,高脂鼠食组又显著高于标准鼠食组。高脂鼠食治疗组应用降脂药物4周后(即首次注射阿霉素第10周)以上三项血脂水平均明显降低。HDL-ch则升高较迟缓,首次注射阿霉素后第10周开始升高,除高脂鼠食肾病对照组逐渐升高外,其余各组10周后动态变化不明显(表1)。
表1 各组大鼠实验结束时(22周)各项生化检查结果() 组别
大鼠
数
尿蛋白
, 百拇医药
(mg/24h)
血白蛋白
(g/L)
血脂(mmol/L)
BUN
(mmol/L)
Scr
(μmol/L)
TG
T-ch
HDL-ch
LDL-ch
正常对照组
, 百拇医药
8
57±21
27.2±1.4
0.99±0.09
2.53±0.50
0.77±0.13
1.53±0.21
6.6±0.4
70±24
标准鼠食肾病
对照组
8
, 百拇医药 120±40*
22.9±1.0*
1.43±0.29*
3.28±0.28*
1.09±0.15*
2.02±0.09**
8.0±0.6
99±21
治疗组
8
92±25*
, 百拇医药
23.9±0.8*
1.61±0.30*
3.02±0.59**
1.12±0.22*
1.74±0.36
7.5±0.9
105±19**
高脂鼠食肾病
对照组
8
407±35*
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24.0±1.2*
2.91±0.25*
4.52±0.41*
1.46±0.15**
2.67±0.22*
10.5±2.5**
107±25**
治疗组
8
236±54*
, 百拇医药
26.0±1.4**
1.70±0.23*
3.42±0.40*
1.14±0.31*
1.93±0.22**
7.8±0.8
60±28
与正常对照组比之F值
117.65▲
17.82▲▲
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68.73▲
21.50▲▲
11.59▲▲
26.57▲▲
9.99▲▲
6.65
对照与治疗组比之t值
两标准鼠食组
1.63
2.29
1.22
, 百拇医药
1.15
0.32
1.34
1.34
0.64
两高脂鼠食组
7.49△
3.11△
10.07△
7.78△
2.63△△
, 百拇医药 6.73△
2.90△△
3.51△
不同鼠组比之t值
两对照组
15.18△
2.07
10.93△
7.06△
0.78
5.59△
, 百拇医药
2.72△△
0.69
两治疗组
6.82△
3.71△
0.67
0.87
1.49
1.27
0.60
3.73△
注:与正常对照组相比,*P<0.01,**P<0.05;▲P<0.01,▲▲P<0.05;△P<0.01,△△P<0.05
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实验结束(22周)时各组生化检测结果见表1。肾病组与正常对照组比较(经F检验)尿蛋白、血TG、T-ch、HDL-ch、LDL-ch、BUN、Scr不同程度升高,而血白蛋白有所下降。不同鼠食对照组与治疗组间比较,在标准鼠食时,对照组血白蛋白低于治疗组,其余指标差异无显著意义;在高脂鼠食时,则所有指标均显示出差异有非常显著意义,治疗组尿蛋白、TG、T-ch、HDL-ch、LDL-ch、BUN、Scr均低于对照组,而血白蛋白高于对照组。在不同饮食的两肾病组比较,高脂鼠食对照组尿蛋白、血TG、T-ch、LDL-ch、BUN均高于标准鼠食对照组;两治疗组比较,标准鼠食治疗组尿蛋白较低,但血白蛋白亦较低,而Scr反较高。
二、肾小球病理组织学变化(表2)
表2 各组大鼠实验结束时(22周)肾小球病理变化特点(,受累肾小球%) 组别
, 百拇医药
大鼠数
毛细血管丛
肾小球系膜区
管腔完全开放
节段性硬化
细胞增生
基质增多
正常对照组
8
93.7± 7.82
3.2± 1.4
0
0
, 百拇医药
标准鼠食肾病
对照组
8
22.4± 3.0*
55.6±13.5*
35.0± 3.7*
54.0±37.2*
治疗组
8
47.2±12.5*
13.6± 5.0*
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14.8± 3.4*
18.4± 6.1*
高脂鼠食肾病
对照组
8
8.2± 6.9*
86.8± 3.4*
17.6±10.4*
97.6± 2.2*
治疗组
8
, 百拇医药
34.6±14.5*
37.6±25.6*
8.8± 6.6*
77.6±26.2*
与正常对照组比之H值
33.3
35.1
31.0
34.8
对照与治疗组比之q值
两标准鼠食组
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4.58△
5.23△
5.53△
5.42△
两高脂鼠食组
5.93△
5.83△
2.67
4.90△
不同鼠食组比之q值
两对照组
, 百拇医药
6.09△
6.05△
7.80△
5.48△
两治疗组
4.08△
2.60
3.57△△
5.83△
注:与正常对照组相比,*P<0.01,**P<0.05;△P<0.01,△△P<0.05
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肾病组与正常对照组相比(经非参数秩和检验)毛细血管腔完全开放的肾小球所占百分率明显减少,而发生节段性硬化、系膜细胞增生及基质增多的肾小球所占比例显著增高。两治疗组与相应对照组相比,毛细血管腔完全开放的肾小球所占比例较高,而发生节段性硬化和系膜基质增多的肾小球所占百分率较低;标准鼠食的肾病治疗组系膜细胞增生程度较轻,而高脂鼠食肾病大鼠两组间无明显差别。高脂鼠食的肾病大鼠肾小球硬化程度明显重于相应的标准鼠食的肾病大鼠(图1~5)。
, 百拇医药
图1 正常大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管管腔完全开放,无系膜细胞增生及基质增多,基底膜厚度均匀;小管结构完好;间质区无细胞浸润及纤维组织增多 图2 标准鼠食对照组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管节段性塌陷,并与肾小囊粘连,系膜细胞增生及基质增多;小管上皮细胞肿胀,部分小管上皮细胞坏死;灶性间质细胞增多 图3 标准鼠食治疗组肾病大鼠肾组织,光镜下可见肾脏病变类似相应对照组,但程度较轻 图4 高脂鼠食对照组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球硬化区与肾小囊壁粘连,肾小球内脂肪堆积致毛细血管丛结构破坏(此照片未能显示脂肪堆积);小管细胞坏死,管腔扩大,间质区大量单个核细胞浸润图5 高脂鼠食治疗组肾病大鼠肾组织 光镜下可见肾小球毛细血管节段性塌陷,但基本结构仍清晰可辨;肾小管上皮细胞混浊肿胀,部分坏死,但无明显小管萎缩;间质细胞浸润程度相对较轻(图1~5均为PAS染色 ×400)
三、小管间质病理组织学变化(表3)
表3 各组大鼠实验结束时(22周)小管间质病理变化(只数) 组别
, 百拇医药
大鼠数
小管上皮细胞
间 质
混浊肿胀
空泡
变性
萎缩
细胞浸润
纤维化
+
++
+
++
, 百拇医药 +++
+
++
+++
+
++
正常对照组
8
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
0
0
0
标准鼠食肾病
对照组
8
6
0*
5**
0
5
, 百拇医药
0*
5
0
0**
6
0**
治疗组
8
3
0**
4
3
0
, 百拇医药
0
3
0
0**
1
0
高脂鼠食肾病
对照组
8
3
5*
8*
0
, 百拇医药
0
8*
0
0
8*
3
5*
治疗组
8
5
3*
5**
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3
5
0*
0
5
0**
5
0*
秩和检验之F值
23.0
28.0
23.7
21.1
, 百拇医药
对照与治疗组比之q值
两标准鼠食组
3.57△
(1.00)
4.60△△
2.01
4.38△△
两高脂鼠食组
1.86
(0.20)
7.13△△
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8.32△△
5.13△△
不同鼠食组比之q值
两对照组
4.73△△
(0.20)
6.45△△
7.23△△
6.31△△
两治疗组
5.88△△
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(1.00)
4.75△△
3.00
5.20△△
注:与正常对照组比,*P<0.01,**P<0.05;△P<0.05,△△P<0.01;括号内为Fisher精确检验P值
高脂鼠食的肾病大鼠发生小管上皮细胞浑浊肿胀者所占比例及严重程度明显高于标准鼠食的相应对照组,而给予辛伐他汀者明显低于相应对照组。发生小管上皮细胞空泡变性的肾病大鼠在标准鼠食的两组之间没有明显差别,而饲以高脂鼠食的肾病大鼠辛伐他汀治疗组则明显低于相应对照组。饲以高脂鼠食的肾病大鼠皮质和外髓区间质单个核细胞浸润及纤维化程度较饲以标准鼠食的肾病大鼠明显为重,而给予辛伐他汀治疗的肾病大鼠则较相应对照组为轻。
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讨论
局灶节段性肾小球硬化症(FSGS)病灶处PAS 染色阳性物质的组成成份与潜在疾病有关, 提示FSGS可能是多种累及肾脏的疾病引起进行性肾小球损伤的共同形态学表现。目前认为导致肾小球硬化持续进展的主要因素有PDGF和TGF β类生长因子、高血压、蛋白尿和高脂血症[1]。从研究结果看阿霉素肾病大鼠均有明显的尿蛋白排出量增多和血脂水平增高, 尤其是饲以高脂鼠食的肾病大鼠, 提示控制尿蛋白排出量和血脂代谢异常是防止肾脏组织病理学损伤持续进展的重要措施。
HMG-CoA还原酶是内源性胆固醇合成过程中的限速酶,在近年已有洛伐他汀、普伐他汀类HMG-CoA还原酶抑制剂用于治疗与蛋白尿相关的多因素性高脂血症的报道[2,3],洛伐他汀尚可通过阻断甲羟戊酸及其代谢产物合成而抑制肾小球系膜细胞增殖而减轻实验性肾小球损伤[4]。辛伐他汀是一种作用相对较强的HMG-CoA还原酶抑制剂, 可安全有效地用于治疗蛋白尿状态时的高胆固醇血症[5,6]。本组资料示饲以高脂鼠食的肾病大鼠,辛伐他汀治疗组在血TG,Tch和LDL-ch水平降低的同时,尿蛋白排出量减少,肾组织损伤程度改善,提示辛伐他汀可明显减轻阿霉素肾病大鼠肾小球系膜细胞增殖和系膜基质积聚程度, 进而起到防止或延缓肾小球硬化过程持续进展的作用。肾脏组织病理形态学的改善, 是辛伐他汀抑制胆固醇合成的结果, 抑或药物的直接作用, 尚需进一步研究。
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在饲以标准鼠食的肾病大鼠, 对照组和治疗组尿蛋白排出量、血TG、T-ch和LDL-ch虽高于正常对照组, 但两组间没有明显差别; 而治疗组肾小球硬化程度、系膜细胞增殖和系膜基质积聚程度明显轻于相应对照组。HMG-CoA还原酶抑制剂主要通过促进肝细胞LDL受体活性而发挥降低血脂水平的作用[7],本结果提示辛伐他汀不仅改善阿霉素肾病大鼠脂质代谢紊乱, 尚可抑制肾小球系膜细胞增殖和细胞外基质合成而起到延缓肾小球硬化持续进展的作用。
发生肾小球硬化的阿霉素肾病大鼠均有较明显的小管间质损伤,小管间质的血液供应主要来自球后毛细血管,引起小管间质损伤的原因是因肾小球硬化致小管间质区血液供应不足所致,或是小管上皮细胞摄入过多脂类或蛋白质所致,则需要进一步研究。从本研究结果来看饲以高脂鼠食的肾病大鼠小管间质损伤更为严重,提示脂类代谢紊乱可能是加重小管间质损伤的重要因素。HMG-CoA还原酶抑制剂辛伐他汀不仅可以改善慢性进行性肾病大鼠脂类代谢紊乱, 而且可抑制肾小球系膜细胞增殖和系膜基质合成, 并减轻小管间质损伤的严重程度,从而起到延缓肾小球硬化持续进展的作用, 值得在临床上推广应用。
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本课题由安徽省教委自然科学基金资助(编号:202130)
参考文献
1 Ichikawa I, Fogo A. Focal segmental glomerulosclerosis ( Invited review). Pediatr Nephrol, 1996, 10:374-391.
2 Golper TA, Illingworth R, Morris CD, et al. Lovastatin in the treatment of multifactorial hyperlipidemia associated with proteinuria. Am J Kidney Dis, 1989, 13:312-320.
3 Shibasaki T, Nakano H, Matsuda H, et al. Pravastatin administration to hyperlipidemia in patients with nephrotic syndrome. J Jpn Soc Nephrol, 1993, 35:1243-1248.
, 百拇医药
4 O′Donnell MP, Kasiske BL, Kim Y, et al. Lovastatin inhibits proliferation of rat mesangial cells. J Clin Invest, 1993, 91:83-87.
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(收稿:1998-12-31 修回:1999-07-12), 百拇医药