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一氧化氮在肥胖大鼠中的变化及其与肾脏损害的关系

首席医学网      2009年02月23日 15:45:43 Monday  
 

作者：孙书珍，李倩，陈瑶，汪翼    作者单位：1. 聊城市人民医院儿科, 山东 聊城； 2. 山东大学附属省立医院儿科, 济南

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【摘要】  目的 探讨一氧化氮（NO）在肥胖大鼠中的变化及其与肾脏损伤的关系。方法 将16只健康雄性Wistar 大鼠随机分成对照组（n=8）及肥胖组（n=8），分别给予普通饮食及高脂饮食。喂养20周后处死全部大鼠，观察两组大鼠体重指数（Lee指数）、左肾指数、血总胆固醇（TCH）、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)、血糖(Glu)、24?h尿蛋白定量(UPE)及内生肌酐清除率（Ccr）的变化；测定两组大鼠血、肾组织匀浆NO含量以及尿NO代谢产物排泄量（UNOxV）；同时观察两组大鼠肾组织形态学改变，并计算肾小球平均截面积。结果 肥胖组大鼠Lee指数、左肾指数、血TCH、TG、LDLC、UPE及Ccr均高于对照组（P<0.01）；HDLC、血、肾组织匀浆NO水平及UNOxV均低于对照组（P<0.01）。肥胖组大鼠肾小球存在系膜细胞增生，球囊粘连，间质小动脉内膜增生、部分透明变性，肾小球平均截面积明显增大（P<0.01）。血、肾组织NO水平与TG、TCH、LDLC、UPE、Ccr、肾小球平均截面积呈负相关（r分别为-0.869?4,-0.788?1;-0.795?4,-0.783?5;-0.918?2,-0.873?0;-0.894?0,-0.903?5;-0.612?2,-0.553?5;-0.641?1,-0.599?6），而与HDLC及UNOxV呈正相关（r分别为0.934?9,0.930?7;0.855?7,0.822?1）。结论 肥胖大鼠存在明显的血管、微血管内皮功能障碍以及肾脏损害，前者与脂代谢紊乱有关，后者可能与肥胖大鼠体内NO降低有关。UNOxV的测定作为一种无创伤性的检测指标可间接了解肥胖大鼠体内NO的水平。

【关键词】  肥胖；一氧化氮；肾损害；大鼠，Wistar

LIANG Jun1, SUN Shuzhen2, LI Qian2, CHEN Yao2,　WANG Yi2

    (1. Department of Pediatrics, Liaocheng People′s Hospital, Liaocheng 252000, Shandong, China; 

    2. Department of Pediatric Nephrology, Shandong Provincial Hospital Affiliated to Shandong University， Jinan 250021，China)

    To explore the changes of nitric oxide and its role in renal injury in obese rats. Methods  Sixteen healthy male Wistar rats were randomly divided into the control(n=8) and obese group(n=8) which were respectively given an ordinary diet and a high fat diet. After 20 weeks, all rats were killed.  The Lee index, left renal index, the content of cholesterol total(TCH), triglyceride(TG), low density lipoprotein cholesterol(LDLC) , high density lipoprotein cholesterol(HDLC) and urine protein quantitation in 24 hours(UPE)  and creatinine clearance(Ccr) were detected. Nitric oxide (NO) content in blood , renal tissue and  urinary nitrite+nitrate excretion (UNOxV) were acquired by a nitrate disoxidation method. Histomorphology of kidneys was examined by an optical  microscope, and the glomerulum section area was determined by image analysator. Results  In the obese group, the index of Lee, left renal index, cholesterol total(TCH), triglyceride (TG), low density lipoprotein cholesterol(LDLC), urine protein quantitation in 24 hours and creatinine clearance(Ccr) were significantly higher (P<0.01), while high density lipoprotein cholesterol(HDLC), nitric oxide(NO) content in blood, renal tissue and urinary nitrite+nitrate excretion (UNOxV) were lower(P<0.01). In the obese group,  mesangial cell proliferation, Bowman′s space proprius adhesion, interstitialarteriole endothelial hyperplasia, hyalinosis and glomerular average section area were obviously increased (P<0.01). Relative analysis demonstrated that the NO contents of the serum and renal tissue were negatively correlated with TG, TCH, LDLC, UPE, Ccr and glomerulum section area（r=-0.869?4,-0.788?1; -0.795?4,-0.783?5; -0.918?2,-0.873?0; -0.894?0, -0.903?5; -0.612?2, -0.553?5; -0.641?1, -0.599?6）,　while positively correlated with HDLC and UNOxV（r=0.934?9,0.930?7; 0.855?7,0.822?1）. Conclusion  There were evident functional disturbances of blood vessel endothelium and capillary vessel endothelium and renal damage in the obese group. The former is relevant to the conspicuous lipid metabolism disorder, and the latter is relevant to insufficient NO synthesis. As a noninvasive detection indicator, UNOxV can indirectly reflect  NO synthesis in obese rats.

    Key words: Obesity; Nitric oxide; Renal injury; Rats, Wistar

    1  材料与方法

    1.1  材料

    1.1.1  动物  健康雄性Wistar大鼠16只，离乳28?d，体质量（104±14）g，由山东省实验动物中心提供。饲养动物房为SPF级，室温（25±2）℃，明暗周期12?h，分笼饲养，自由饮水，每两周检测体重1次。随机分为2组：对照组(n=8)，始终饲予普通饮食；肥胖组（n=8），始终饲予高脂饮食（每100?g基础饲料中加入伊利全脂奶粉15?g、猪油5?g、蛋黄50?g、黄豆15?g、浓鱼肝油10滴）。共饲养20周。

    1.1.2  主要试剂及仪器设备  NO试剂盒（南京建成生物工程研究所提供）、全自动生化分析仪、台式高速离心机、分光光度计、低温冰箱、水浴箱、试管、EP管、微量加样器、吸量管、滴管等。

    1.2  方法

    1.2.1  标本收集  饲养20周后处死大鼠，处死大鼠前24?h置于代谢鼠笼收集24?h尿液，记录尿量，测定24?h尿蛋白排泄量。10%水合氯醛4?mL/kg，腹腔内注射麻醉大鼠，称重（W），测量身长（L）；剖腹于下腔静脉取血后分离血清待测；取双肾，去被膜用冷盐水冲洗、滤纸吸干血迹后左肾称重，部分皮质用10%的中性福尔马林溶液固定以备HE染色行肾组织形态学检查；右肾取100?mg肾皮质制成10%肾组织匀浆，离心后取上清液备测肾组织中NO含量。

    1.2.2  测定指标  ①体重指数(Lee指数)=［W(g)］1/3/L×1000；②血尿生化指标检测：血清血糖（Glu）、肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）、总胆固醇（TCH）、甘油三酯（TG）、尿肌酐（Ucr）、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDLC）、24?h尿蛋白排出量（UPE）。根据Scr、Ucr和24?h尿量计算内生肌酐清除率（Ccr），结果用体重校正［mL/(min·kg）］。

    1.2.3  血、尿及肾组织NO测定  采用硝酸还原酶间接测定法测定NO浓度。

    1.2.4  肾组织病理学检查  左肾部分皮质HE染色，光镜下观察肾组织形态学改变。利用图像分析仪测定肾小球截面积，每个标本测定20个肾小球，计算肾小球平均截面积。

    1.3  统计学处理  采用简明统计CS10.34软件进行处理，上述指标数据均采用

    2  结  果

    2.1  肥胖大鼠Lee指数、左肾指数、血清脂代谢指标的变化  见表1。实验20周后肥胖组与对照组比较，Lee指数、左肾指数（左肾重/体重）、血TCH、TG、LDLC明显升高， HDLC明显降低（P<0.01）。表1  2组Lee指数、左肾重/体重、TCH、TG、HDLC、LDLC的比较

　　2.2  肥胖大鼠血清、肾组织NO含量、UNOxV以及肾脏功能的变化  见表2。实验20周后肥胖组与对照组比较，24?h尿蛋白排泄量（UPE）明显增加、Ccr升高，血清及肾组织匀浆NO含量、UNOxV均明显降低（P<0.01）。表2  2组UPE、血清及肾组织NO含量、Ccr、UNOxV的比见表3。血清、肾组织NO水平、UNOxV分别与Lee指数、左肾指数、TCH、TG、LDLC、肾小球平均截面积呈负相关，与HDLC呈正相关；血清、肾组织NO水平分别与Ccr、UPE呈负相关； UNOxV与血清、肾组织NO呈正相关。 表3  各观测指标间的相关性分析

　　3  讨  论

    NO作为一种内皮源性舒张因子，具有强烈的舒血管作用，同时NO又是一种抗细胞增殖因子，因此在肾脏疾病的发生发展中起重要的作用［2］。

    有研究表明，高脂饮食可引起内皮功能障碍［3］。本研究结果显示：肥胖组Wistar大鼠Lee指数显著升高（P<0.05），提示肥胖大鼠造模成功。肥胖组大鼠血清、肾组织NO水平明显下降，提示其存在血管内皮及微血管内皮功能障碍。同时肥胖大鼠存在明显的脂代谢紊乱，其血清TCH、TG、LDLC明显升高，而HDLC明显降低。相关分析证实，血清、肾组织NO水平与Lee指数、TCH、TG、LDLC水平呈负相关、与HDLC水平呈正相关，提示肥胖程度越重，总胆固醇越高，内皮NO分泌越受损［4］；研究表明，LDL能明显抑制血管内皮细胞NO的合成，而HDL能促进NO的合成［5］。因此，肥胖大鼠NO水平下降与其脂代谢紊乱密切相关。

    本研究结果显示，肥胖组大鼠UPE、Ccr明显升高、左肾指数、肾小球平均截面积明显增大，同时肥胖大鼠肾小球系膜细胞增生，球囊粘连、狭窄，提示其存在肾功能及肾组织形态学改变，即存在肥胖相关性肾损害。与马爱景等［6］提出的肥胖、蛋白尿、肾脏体积增大及肾小球体积增大为ORG的诊断标准相一致。

    近来研究表明，内皮功能障碍是慢性肾脏疾病发病过程中的根本机制之一［7］，肥胖与慢性肾脏疾病的进展密切相关［8］。本研究结果显示，肥胖组大鼠UPE、Ccr明显升高，而血清、肾组织NO水平与其呈负相关，提示蛋白尿及肾小球高滤过与血清、肾组织的NO水平变化有关。NO的降低可引起肾小球出球小动脉压升高，从而引起肾小球跨膜压增加，而GFR增加主要来自肾小球跨膜压的增加［9］。因此，NO降低可导致肾小球高滤过。本研究相关分析表明，NO与肾小球平均截面积呈负相关，提示NO水平降低可能参与了肥胖相关性肾损害形态学的改变。既往研究证实NO具有抗肾损伤的作用，可通过改善肾内血液循环，抑制系膜组织增生和系膜细胞收缩，抑制炎症细胞浸润和延缓 间质纤维化，调节免疫应答，发挥其作用。肥胖大鼠肾组织NO水平下降，它的上述保护作用削弱，从而导致肾组织形态学的改变。

    相关分析表明，UNOXV与血清、肾组织匀浆NO水平呈正相关，由于UNOXV的无创伤性，因此本研究通过UNOXV的测定间接了解肥胖相关性肾病的发生情况，为早期诊断和治疗ORG提供了理论依据。

【参考文献】
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［6］ 马爱景,冯梅,钟慧，等.肥胖相关性肾病［J］.西部医学,2006,18(2):207209.

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［9］ Chagnac A, Weinstein T, Korzets A， et al. Glomerular hemodynamics in severe obesity［J］. Am J Physiol Renal Physiol, 2000, 278:F817.

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