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羟苯磺酸钙预防保护妥布霉素诱导肾毒性的效果研究
发布时间:2018-06-13
本文摘要

  Abstract:Objective To investigate the protective effect of calcium dobesilate on tobramycin-induced nephrotoxicity.Methods Thirty male Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups.The control group were injected with the normal saline (3 mL·kg-1·d-1) for 7 d.The model were injected with tobramycin (140 mg·kg-1·d-1) for 7 d.The prevention group were injected with tobramycin (140 mg·kg-1·d-1) plus received calcium dobesilate (100 mg·kg-1·d-1) for 7 d.N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG) , serum creatinine (SCr) and blood urea nitrogen (BUN) concentrations were monitored.Superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA) were measured to assess the level of oxidative stress in renal tissue samples.Results The urinary NAG, SCr, BUN and MDA levels were significantly higher in the model group and the prevention group than that in the control group, and the SOD level of the renal cortex homogenate was significantly lower than that in the control group (P<0.05) .The urinary NAG, SCr, BUN and MDA levels were significantly lower in the prevention group than that in the model group, and the level of SOD of the renal cortex homogenate was significantly higher than in the model group (P<0.05) .Conclusion Calcium dobesilate is capable of protecting rats against tobramycin-induced nephrotoxicity.

  Keyword:kidney diseases; tobramycin; calcium dobesilate;

  妥布霉素是第二代氨基糖苷类抗生素, 在FDA批准的氨基糖苷类抗生素中与庆大霉素、丁胺卡那霉素等是临床上常见的处方[1], 用于治疗感染革兰阴性菌引起的疾病, 包括铜绿假单胞菌引起的呼吸道感染[2], 目前常用于囊性纤维化疾病的治疗[3-4]。妥布霉素是一种剂量依赖性抗生素, 在体内不代谢, 经过肾脏清除, 接受妥布霉素治疗超过7d的患者中, 高达22%患者会出现肾毒性风险[5]。肾毒性是氨基糖苷类抗生素的不良反应之一, 临床表现为血清肌酐 (serum creatinine, SCr) 和尿素氮 (blood usea nitrogen, BUN) 水平升高[4]。研究表明, 抗氧化剂的消耗降低了氨基糖苷类抗生素引起肾毒性的可能性[6-7]。羟苯磺酸钙是一种强抗氧化剂, 可以清除氧自由基, 并能够有效预防因妥布霉素刺激活性氧物质 (reactive oxygen species, ROS) 而引起的机体氧化应激, 从而达到保护肾脏的作用。本研究旨在探讨羟苯磺酸钙对妥布霉素诱导的肾毒性的预防保护作用, 报告如下。

  1、材料与方法

  1.1、实验动物及材料

  雄性SD大白鼠30只, 普通级, 8周龄, 体重210~230g。硫酸妥布霉素注射液 (上海禾丰制药有限公司) 80mg, 2mL;羟苯磺酸钙胶囊 (西安利君制药有限责任公司) 0.5g。
  1.2、动物分组及动物模型的建立

  采用随机数字表法将30只健康清洁雄性SD大鼠分为对照组、模型组、预防组 (n=10) 。对照组腹腔注射生理盐水3mL·kg-1·d-1, 共7d;模型组腹腔注射妥布霉素140mg·kg-1·d-1, 共7d;预防组腹腔注射妥布霉素140mg·kg-1·d-1加羟苯磺酸钙100mg/kg灌胃, 共7d。

  1.3、取材与方法

  各组动物在实验前取尿留样, 并在第7天注射和灌胃结束后, 分别放入代谢笼中留24h取尿, 测尿N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷 (N-acetyl-β-D-glucosaminidase, NAG) 水平, 实验大鼠在第8天取尾静脉血样检测SCr和BUN, 然后麻醉处死大鼠, 取右肾制成10%肾皮质匀浆, 测定超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase, SOD) 和丙二醛 (malondialdehyde, MDA) , 取左肾固定在10%甲醛中, 制成石蜡切片进行光镜检查。指标测定方法:尿NAG测定使用N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶检测试剂盒 (比色法) ;SCr测定使用血清肌酐测定试剂盒 (酶终点法) ;BUN测定使用尿素氮测定试剂盒 (酶法) ;SOD活性变化使用超氧化物歧化酶测定试剂盒 (比色法) ;MDA测定使用丙二醛含量检测试剂盒 (比色法) ;肾组织形态学检查, 制成石蜡切片后, 分别进行HE、PAS染色, 光学显微镜检查。

  1.4、统计学方法

  应用SPSS 19.0统计学软件分析数据。计量资料比较采用单因素方差分析和LSD-t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

  2、结果

  2.1、各组大鼠尿NAG、SCr、BUN水平比较

  模型组和预防组大鼠尿NAG、SCr、BUN水平显着高于对照组, 预防组大鼠尿NAG、SCr、BUN水平显着低于模型组, 差异均有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。
表1 各组大鼠尿NAG, SCr、BUN水平比较
表1 各组大鼠尿NAG, SCr、BUN水平比较
 
  2.2、各组大鼠肾皮质匀浆中SOD、MDA水平比较

  模型组和预防组大鼠肾皮质匀浆中SOD水平显着降于对照组, MDA水平显着高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;预防组大鼠肾皮质匀浆中SOD水平显着高于模型组, MDA水平显着低于模型组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。
表2 各组大鼠肾皮质匀浆中SOD、MAD水平比较

表2 各组大鼠肾皮质匀浆中SOD、MAD水平比较
  2.3、各组大鼠实验后肾组织的结构变化

  对照组大鼠肾小管, 光镜下可见细胞膜部分完整, 有典型的肾小管上皮细胞管腔侧的刷状缘结构, 胞浆内未见空泡样变, 线粒体形态正常无肿胀, 细胞核核膜完整。模型组大鼠近曲小管上皮细胞崩解、脱落, 并有广泛的颗粒和空泡变性, 细胞核破裂, 近曲小管基底膜断裂、间质水肿, 有少量炎性细胞浸润。预防组大鼠近曲小管仅见到单个细胞坏死和轻微的退行性改变。

  3、讨论

  妥布霉素是临床上常用的氨基糖苷类抗生素之一, 用于治疗囊性纤维化患者的铜绿假单胞菌肺部感染[8]。与所有氨基糖苷类抗生素一样, 妥布霉素对人体组织和细胞不具有生物活性, 临床上多为静脉注射或局部用药治疗感染。妥布霉素具有良好的化学稳定性, 进入机体后靶向细菌核糖体, 通过与细菌核糖体30S亚单位结合, 抑制细菌蛋白质的合成, 快速杀灭细菌[8]。氨基糖苷类抗生素在体内不代谢, 对多种细菌的杀菌效果与药物在血液中的峰值浓度直接相关[2], 主要通过肾脏清除, 经肾小球滤过后随尿液排出[9], 故临床最为常见的不良反应是肾毒性[10]。氨基糖苷类抗生素引起的肾毒性与患者不同程度的肾小管功能障碍有关, 严重患者可能导致非少尿型急性肾损伤[11], 临床表现为SCr和BUN水平升高[4]。妥布霉素在体内被肾近曲小管重新吸收, 其在肾小管中的暴露浓度会损伤近曲小管并干扰肾脏的血液循环[12], 从而导致肾小球滤过率降低, 使SCr和BUN水平升高。本研究模型组大鼠SCr和BUN水平明显增加, 预防组SCr和BUN水平显着降低, 表明羟苯磺酸钙参与了肾脏的保护作用。羟苯磺酸钙是一种血管保护剂[13], 可以减轻肾损害, 在接受羟苯磺酸钙治疗的肾移植患者临床观察中发现, 治疗后患者的SCr和BUN均较治疗前明显下降并维持稳定。

  妥布霉素也是一种亲水性阳离子抗生素, 归类于机体内异生素的范畴。肾脏在维持机体平衡和内在环境稳定以及对许多亲水性异生素和内源性化合物的解毒中起主要作用。由于肾脏通过有机离子转运蛋白穿过肾小管上皮细胞管腔侧细胞膜分泌离子药物, 并通过肾小管上皮细胞管腔侧细胞膜将过滤后的毒素重吸收进入管腔, 因而肾脏与其他器官相比, 会暴露于更大比例和更高浓度的药物和毒素中, 这也导致肾脏细胞受伤的风险更大, 具体表现在近曲小管的损伤[14]。通常药物诱导的急性肾损伤分为急性肾小管坏死和急性间质性肾炎。急性间质性肾炎多见于药物过敏诱发, 而急性肾小管坏死则多由肾小管上皮细胞的直接毒性发展而来。在急性肾小管坏死的一些细胞机制中, 氧化应激通过促炎细胞因子释放和炎症细胞在组织中积累而激活炎症反应, 在急性肾小管坏死病程发展中发挥重要作用[15]。羟苯磺酸钙是一种强抗氧化剂, 能够抑制因自由基产生酶活性增加而产生的氧化应激[15], 减轻血管内皮损伤, 抑制炎症反应[13], 从而提高体内SOD水平, 保护肾小管和肾小球的功能, 预防和降低肾脏损害。

  妥布霉素诱导肾毒性的机制并不明确。研究表明, 妥布霉素会刺激大鼠肾脏产生ROS, 造成机体处于氧化应激升高状态。ROS是最有效的活性氧化合物, 能够破坏肾脏功能并导致肾功能障碍。研究表明, 氨基糖苷类抗生素刺激肾脏产生超氧阴离子和羟基自由基, 这些超氧阴离子和羟自由基在皮质小管的上皮细胞中累积并诱导细胞死亡, 从而诱发肾毒性。ROS通常是作为正常细胞功能的一部分产生的, 机体自身产生的自由基会被机体的抗氧化系统主动清除, 在正常情况下, 机体的氧化应激处于平衡状态, 当ROS产生增加或体内抗氧化系统减弱时, ROS会诱导组织损伤已在动物实验中证明[16]。羟苯磺酸钙不仅能减少自由基生成, 还能增强机体的抗氧化系统的活性。羟苯磺酸钙最早于20世纪70年代投入临床, 用于防治糖尿病视网膜病变, 主要作用是降低毛细血管通透性、抑制血小板聚集反应、降低血液黏稠度等。随着羟苯磺酸钙药理机制研究的不断深入, 目前常用于治疗与肾脏相关的疾病等, 特别是在糖尿病肾病治疗中取得了良好的效果。

  本研究通过分析羟苯磺酸钙对妥布霉素诱导大鼠肾毒性的生化指标、氧化应激等相关因素的影响, 探讨羟苯磺酸钙对妥布霉素诱导大鼠肾毒性的预防作用。妥布霉素诱导大鼠肾毒性以近曲肾小管上皮细胞损伤最为显着, 模型组大鼠光镜下观察显示近曲小管上皮细胞崩解、脱落, 空泡变性, 细胞核破裂也说明了这一点。模型组大鼠血清中MDA的表达水平升高, SOD表达降低说明氧化应激可能参与了肾损伤的发生和发展;预防组MDA表达水平低于模型组, SOD高于模型组, 表明羟苯磺酸钙对妥布霉素诱导大鼠肾毒性具有预防作用, 可能机制为羟苯磺酸钙通过强抗氧化作用, 增强了SOD的表达, 并减少MDA的表达, 从而发挥保护肾脏的作用。

  本研究主要探讨了羟苯磺酸钙对妥布霉素所致肾毒性的保护作用, 结果显示羟苯磺酸钙可以减轻妥布霉素对大鼠的肾毒性, 原因可能是羟苯磺酸钙具有抗氧化作用, 并加强了机体的抗氧化系统。

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