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摘要:目的 研究肉苁蓉苯乙醇总苷(phGs)对庆大霉素诱导大鼠急性肾损伤的保护作用。方法 将54只雄性SD大鼠随机分为10d、15d空白对照组(生理盐水10mL/kg体质量),10d、15d模型组(生理盐水10mL/kg体质量),10d、15dphGs高剂量组(phGs 500mg/kg体质量),10d、15dphGs低剂量组(phGs 250mg/kg体质量)以及21d模拟临床治疗组(生理盐水10mL/kg体质量),每组6只,除10d、15d空白对照组外其他各组大鼠连续10d腹腔注射庆大霉素(75mg/kg体质量)建立急性肾损伤模型。各组实验结束后留取大鼠24h尿液并记录尿量,腹主动脉取血,取双侧肾脏并计算肾脏指数。采用全自动生化分析仪测定各组大鼠血清中肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)含量,采用生化试剂盒检测各组大鼠肾脏组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)表达量。结果 与空白对照组比较,10d、15d模型组大鼠血清Scr、BUN、24h尿量及肾脏组织中MDA 表达量均升高,肾脏组织中SOD、CAT、GSH-PX酶的活性均降低,差异有统计学意义(P <0.01)。与模型组比较,10d、15dphGs高、低剂量组大鼠血清Scr、BUN、24h尿量及肾脏组织中MDA表达量均降低,肾脏组织中SOD、CAT、GSH-PX酶的活性均升高,差异有统计学意义(P <0.05)。结论 肉苁蓉苯乙醇总苷对庆大霉素诱导的大鼠急性肾损伤具有一定保护作用。
关键词:肉苁蓉;苯乙醇总苷;庆大霉素;急性肾损伤
急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是各种原因引起的肾脏滤过功能突然快速下降或丧失的临床综合征[1]。目前AKI的发病率呈逐年上升趋势,其病因多样并能够导致多种并发症,临床治疗的干预手段十分有限[2,3]。研究发现连续接受氨基糖苷类抗生素治疗是AKI的独立危险因素[4],其诱发机制与药物介导的自由基产生、磷脂沉积、肾血流减少及局部炎症有关[5]。临床多采用治疗药物监测技术手段治疗氨基糖苷类抗生素诱导的急性肾功能损伤,但无法从根源上改善或逆转由该类抗生素所产生的肾脏损伤风险[6]。早期干预氨基糖苷类抗生素的肾毒性是目前氨基糖苷类抗生素合理应用研究中的热点。中药肉苁蓉(Cistanches Herba)为列当科Orobanchaceae肉苁蓉属Cistanches植物干燥带鳞叶的肉质茎,具有补肾阳、益精血等功效[7],其性温,味甘,归肾经。苯乙醇总苷是肉苁蓉中主要化学成分,能够增加血清超氧化物歧化酶的活性,抑制丙二醛表达,增强机体对氧自由基的清除能力,减少体内自由基累积,发挥保护机体免受过氧化损伤功效[8]。本研究采用庆大霉素构建大鼠急性肾损伤模型,探究肉苁蓉苯乙醇总苷对庆大霉素诱导急性肾损伤的防治作用,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 实验动物 SD大鼠54只,雄性,体质量(200±20)g,购于新疆医科大学动物实验中心,动物生产许可证号:SCXK(新)2016-0003,所有动物饲养于新疆医科大学动物实验中心SPF屏障环境,使用许可证号:SYXK(新)2016-0002,环境温度24~26℃,恒温恒湿,相对湿度在40%~70%,大鼠自由进食和饮水。
1.2 试药 肉苁蓉苯乙醇总苷(本课题组从德赢vwin登录 中富集纯化而得,苯乙醇总苷含量达89.5%,松果菊苷含量大于40%,毛蕊花糖苷含量大于16.0%),硫酸庆大霉素注射液(河南辅仁怀庆堂制药有限公司,批号16122411),丙二醛(MDA)检测试剂盒(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司,批号VAAAK6S286),超氧化岐化酶(SOD)检测试剂盒(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司,批号WSH27SS9GB),过氧化氢酶(CAT)检测试剂盒(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司,批号FGS3J66D2K),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)检测试剂盒(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司,批
号DK8A622XZP),BCA 蛋白定量试剂盒(北京索莱宝科技有限公司,批号20190622)。
1.3 实验仪器 TD50002A型电子天平(余姚市金诺天平仪器有限公司),Multiskan全波长酶标仪(美国Thermo Fisher公司),BS-320型全自动生化分析仪(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司),Biofugeprimo台式冷冻离心机(美国Thermo Fisher公司)。
1.4 造模、分组及给药方法 54只雄性SD大鼠适应性喂养1周后,随机分为10d、15d空白对照组,10d、15d模型组,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高剂量组,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷低剂量组、以及21d模拟临床治疗组,每组6只。除10d、15d空白对照组外其他各组大鼠连续10d腹腔注射庆大霉素(75mg/kg体质量)建立急性肾损伤模型。给药方法:(1)10d、15d空白对照组大鼠分别给予生理盐水(10mL/kg体质量)腹腔注射与灌胃至10d与15d;(2)10d、15d模型组大鼠造模同时分别给予生理盐水(10mL/kg体质量)灌胃至10d与15d;(3)10d、15d高剂量组大鼠每日造模同时分别给予肉苁蓉苯乙醇总苷(500mg/kg体质量)灌胃至10d与15d;(4)10d、15d低剂量组大鼠每日造模同时分别给予肉苁蓉苯乙醇总苷(250mg/kg体质量)灌胃至10d与15d;(5)21d模拟临床组大鼠造模同时给予生理盐水(10mL/kg体质量)灌胃至21d。大鼠每周称重,根据体质量调整药物用量。
1.5 标本采集 各组大鼠第10d、15d和21d收集24h尿液(动物于前一天放入代谢笼中,每个代谢笼放1只动物,24h后取出),4℃,3 000r/min离心20min,收集上清液-20℃冻存,备用。实验结束后各组大鼠禁食不禁水,腹腔注射10%水合氯醛麻醉,腹主动脉取血,室温静置1h后4℃,3 500r/min离心15min,取上层淡黄色澄清液体分装,-20℃冻存,备用。将各组大鼠麻醉,充分暴露腹腔,用止血钳固定双侧肾组织远心端和近心端的动静脉,剪开肾静脉后经腹主动脉注入4℃等渗生理盐水,灌注至肾脏颜色转为苍白,快速取出双侧肾置于滤纸上吸干水分后称重,计算脏器指数。取大鼠新鲜右肾皮质部分0.4g,按1∶9加入预冷后的生理盐水,低温环境下制成10%肾组织匀浆,冻存,备用。脏器指数计算公式如下:肾脏指数=双侧肾质量×103/大鼠体质量。
1.6 大鼠血清肌酐和尿素氮水平的检测 取待测血清样本置于全自动生化分析仪测定,按试剂盒说明操作测定大鼠血清中肌酐和尿素氮含量。
1.7 大鼠肾脏组织SOD、CAT、GSH-PX、MDA的检测 取大鼠肾脏匀浆液室温放置融化,4℃,3 000r/min离心20min,收集上清液,采用BCA试剂盒检测各组大鼠肾脏组织蛋白浓度。按照试剂盒说明操作测定肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性和丙二醛(MDA)含量。
1.8 统计学处理 采用SPSS 21.0统计软件进行统计学分析,计量资料以均数±标准差(-x ±s)表示,两组组间比较采用t检验,检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠体质量、肾指数和24h尿量的影响 造模前各组大鼠体质量差异无统计学意义(P >0.05)。造模后,与空白对照组比较,各模型组大鼠体质量降低,肾指数和24h尿量升高,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高、低剂量组大鼠体质量升高,肾指数和24h尿量降低,差异有统计学意义(P <0.05);模拟临床组大鼠体质量升高,差异有统计学意义(P <0.05),肾指数和24h尿量差异无统计学意义(P >0.05),见表1。
2.2 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠血清肌酐含量的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠血清肌酐含量升高,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高、低剂量组大鼠血清肌酐含量降低,差异有统计学意义(P <0.05);模拟临床组大鼠血清肌酐含量差异无统计学意义(P >0.05),见表2。
2.3 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠血清尿素氮含量的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠血清尿素氮含量升高,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高、低剂
量组大鼠血清尿素氮含量均降低,差异有统计学意义(P <0.01);模拟临床组大鼠血清尿素氮含量差异无统计学意义(P >0.05),见表3。
2.4 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠肾组织中SOD活力的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠肾组织中SOD活力降低,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组相比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高、低剂量组大鼠肾组织中SOD活力升高,差异有统计学意义(P <0.01);模拟临床组大鼠肾组织中SOD活力升高,差异有统计学意义(P <0.01),见表4。
2.5 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠肾组织中CAT活力的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠肾组织中CAT活力降低,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组相比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷高、低剂量组大鼠肾组织中CAT活力升高,差异有统计学意义(P <0.01);模拟临床组大鼠肾组织中CAT活力无统计学意义(P >0.05),见表5。
2.6 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠肾组织中GSHPX活力的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠肾组织中GSH-PX活力降低,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组相比较,10d、15d肉苁蓉苯
乙醇总苷高、低剂量组大鼠肾组织中GSH-PX活力升高,差异有统计学意义(P <0.05);模拟临床组大鼠肾组织中GSH-PX 活力无统计学意义(P >0.05),见表6。
2.7 肉苁蓉苯乙醇总苷对各组大鼠肾组织中MDA含量的影响 与空白对照组比较,各模型组大鼠肾组织中MDA含量升高,差异有统计学意义(P <0.01);与模型组相比较,10d、15d肉苁蓉苯乙醇总苷
高、低剂量组大鼠肾组织中MDA含量降低,差异有统计学意义(P <0.01)。模拟临床组大鼠肾组织中MDA含量差异无统计学意义(P >0.05),见表7。
3 讨论
氨基糖苷类抗生素常见严重不良反应是肾毒性[9]。该类药物极易以原型药物通过肾小球滤过,部分药物分泌入尿液,而绝大部分药物选择性蓄积在肾皮质,使得在该部位的浓度高于血清中药物浓度几倍[10],这种药物蓄积不可避免的造成细胞损伤及肾功能下降。长期以来,临床上对氨基糖苷类药物引起的AKI始终沿袭停药、常规补液的对症支持治疗原则,静待肾脏病变自身的转归,目前尚无其他药物可以减轻氨基糖苷类药物对肾组织的损伤。因此本研究设立了21d模拟临床治疗组,尽可能模拟临床常规治疗及机体康复过程,以便进一步客观考察肉苁蓉苯乙醇总苷的治疗效果。在临床治疗中,Scr和BUN常作为评价肾功能的指标,Scr和BUN水平越高则反映肾功能损伤越严重[11]。本研究通过大鼠连续10d腹腔注射庆大霉素75mg/kg建立AKI模型,与空白对照组相比,模型组大鼠Scr和BUN水平升高,提示造模成功。经过肉苁蓉苯乙醇总苷干预10d、15d后,各给药组大鼠Scr和BUN下降,表明肉苁蓉苯乙醇总苷对庆大霉素所致AKI具有良好的改善作用。研究发现,活性氧簇(ROS)的增加在庆大霉素引起的肾小管损伤的病理过程中扮演着重要的角色[12]。MDA是反应机体内ROS水平的主要物质之一[13-14],生物体内抵抗ROS的抗氧化剂(antioxidants)防御系统包括主要包括SOD、CAT、GSHPX等。苯乙醇总苷作为肉苁蓉主要有效成分,能够在动物体内发挥显著的抗氧化活性[15]。肉苁蓉苯乙醇总苷干预后,给药组大鼠肾脏组织MDA 含量则明显降低,SOD、CAT和GSH-PX活性明显升高,提示肉苁蓉苯乙醇总苷能够改善肾脏氧化应激损伤状况并减轻肾脏损伤。综上所述,肉苁蓉苯乙醇总苷对庆大霉素诱导的急性肾损伤具有保护作用,通过抑制自由基产生和激活自由基清除酶发挥抗氧化作用,改善机体氧化应激状态,增强机体抗氧化能力,减轻肾脏损伤。
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