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编号:10240150
5/6 肾切除大鼠模型尿纤溶酶原激活物活性的动态观察*
http://www.100md.com 《军医进修学院学报》 1999年第2期
     作者:徐启河 陈香美 张颖 师锁柱 文载律

    单位:徐启河 陈香美 张颖 师锁柱:解放军总医院肾科,北京 100853;文载律:解放军总医院病理科

    关键词:肾切除术;大鼠;纤溶酶原激活物;病理学

    5 摘要 目的:了解 5/6 肾切除大鼠尿纤溶酶原激活物(PA)排泄量的动态变化。方法:5/6 肾切除术后不同时间点分别检测尿PA活性以及血、尿生化指标,并进行肾脏光镜、电镜检查。结果:术后 2 周血肌酐显著升高但肾脏病理改变轻微,多数大鼠尿PA排泄量仍能维持正常水平。术后 4 周以肾小球肥大和系膜增殖改变为特征,血肌酐正常;部分大鼠尿PA排泄量减少,也有部分大鼠尿PA排泄量增加。术后 6~8 周肾功能失代偿,尿蛋白大量排出,肾脏病理以肾小球局灶节段硬化、新月体形成、纤维素样渗出,以及肾小管-间质病变为特征。此期尿PA排泄量逐渐增高,8 周时 24 h 尿PA排泄量显著高于假手术组。结论:5/6 肾切除术后,残余肾脏排泄PA逐渐增加。
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    中国图书资料分类法分类号 R 692

    Dynamic observation of urinary plasminogen activator excretion in 5/6 nephrectomized rats

    Xu Qihe,Chen Xiangmei,Zhang Ying,Shi Suozhu,Wen Zailu (Department of Nephrology,General Hospital of PLA,Beijing 100853)

    Abstract Objective:to observe the urinary plasminogen activator (PA) excretion in 5/6 nephrectomized rats.Methods:Light and electronic microscopic examination of the kidney werecarried out at different time points after 5/6 nephrectomy,and urinary PA excretion rate as well as blood and urine biochemical parameters were dynamically observed.Results:Two weeks after 5/6 nephrectomy,acute renal failure induced by renal mass loss occurred,but renal pathologicchanges was minimal. In this stage,the urinary PA activity of some rats decreased,but that of the others maintained normal level despite the renal mass loss. Four weeks after 5/6 nephrectomy,glomerular hypertrophy and mesangial proliferation became thecharacterized pathologicalchanges,and the serumcreatinine was nearly normal. In this stage,urinary PA activity decreased in some,and normalized or even increased in the others. Six to eight weeks after 5/6 nephrectomy,chronic renal insufficiency and heavey proteinuria occurred,renal pathology wascharacterized by focal and segmental glomerulosclerosis,as well as progressive tubulo-interstitialchanges. In this stage,urinary PA excretion increased gradually,and total urinary PA output increased significantly at 8 weeks after 5/6 nephrectomycomparing with the sham-operated group,P<0.05.Conclusion:5/6 nephrectomy might trigger thecompensatory increase of PA excretion in urine.
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    Key words nephrectomy; rats; plasminogen activator; pathology

    尿液中含有丰富的纤溶酶原激活物(PA)尿激酶,然而,尿液中PA在慢性肾衰时的变化规律及其病理生理意义尚未完全阐明。我们在研究 5/6 肾切除大鼠模型时发现,尽管大鼠大部分肾组织被去除,其尿液PA排泄量并未象预期的那样明显减少,而且随着肾脏代偿性肥大,部分大鼠尿液PA排泄明显增加。

    1 材料和方法

    1.1 动物 6~8 周雌性Wistar大鼠 40 只,体重 150~180 g,由本院动物实验中心提供。

    1.2 动物模型的制备〔1〕 大鼠左背部中 1/3 脊柱旁开 1.5cm 纵切口,剥离肾包膜,用无损伤血管钳钳夹肾蒂,切除占左肾 2/3 的上、下极,明胶海绵止血,去除肾蒂夹,还纳残余的 1/3 肾脏,逐层缝合。 1周后行右侧肾切除。假手术组切口位置、大小同 5/6 肾切除术,轻翻肠袢,游离肾包膜后关闭腹腔以求达到同实验组的条件相对一致。
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    1.3 动物分组和标本留取 假手术大鼠共 8 只,常规饲养 8 周处死。 5/6 肾切除大鼠术后 2 周、4 周、6 周、8 周分别处死 8 只。所有大鼠于处死前 1 d 采血,留 24 h 尿标本。处死时用生理盐水灌洗肾脏,并留取光镜、电镜标本。

    1.4 观察项目及检测方法

    1.4.1 常规及生化检测 ① 24 h 尿蛋白定量:考马斯亮蓝比色法;②尿纤溶酶原激活物(PA)活性:纤维蛋白平板法〔2〕;③血肌酐、尿素氮、胆固醇、甘油三酯、白蛋白、总蛋白由本院生化科采用全自动生化分析仪检测;④血红蛋白:光电比色法。

    1.4.2 肾脏组织病理学检查 肾组织分成 2 块,一块用 10% 福尔马林固定,石蜡切片,PAS染色,行常规光镜检查;另一块用 2% 戊二醛固定,供透射电镜检查用。

    1.4.3 肾脏组织光镜切片的计算机图像分析 采用本院计算机室设计的真彩色图像分析软件,每张组织切片分析 10 个正切肾小球,计算平均肾小球面积(GLO)、PAS阳性的肾小球系膜基质面积(MS),以及系膜基质占肾小球面积的百分比(MS/GLO)。
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    1.5 所有数据用均数±标准误(107-10.gif (81 bytes)±107-2.gif (86 bytes))表示,多组均数差异的统计学分析用方差分析。

    2 结果

    2.1 尿PA活性的动态变化 以假手术组 8 只大鼠 2 周、4 周、6 周、8 周组共 32 份尿标本的PA排泄量为正常参考值[(20.1±6.0) U/24h,6~36 U/24h]。 5/6 肾切除 2 周组的 8 只大鼠尿PA排泄量 (18.6±4.8) U/24h,其中 6 只尿PA排泄量正常, 2 只低于正常;5/6 肾切除 4 周组的 8 只大鼠尿PA排泄量 (28.6±12.2) U/24h,其中 3 只正常, 3 只降低, 2 只高于正常;5/6 肾切除 6 周组的 8 只大鼠尿PA排泄量 (29.8±10.2) U/24h,其中, 7 只正常, 1 只升高;5/6 肾切除 8 周组 24 h 尿PA排泄量[(32.6±5.4) U/24h]显著高于假手术对照组,P<0.05。其中, 3 只正常, 5 只升高。
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    2.2 血、尿常规以及生化指标的动态变化 由表 1 可以看出, 5/6 肾切除术后 2~6 周组大鼠尿量无显著变化, 8 周时显著增加。 5/6 肾切除术后各周尿蛋白定量均显著高于假手术组,外周血血红蛋白均显著降低。 5/6 肾切除各周组血尿素氮以及 5/6 肾切除 2 周、 6 周和 8 周组血肌酐均显著高于假手术组,但 5/6 肾切除 4 周组血肌酐与对照组比较无显著差异。 5/6 肾切除术后 2 周,血清白蛋白和总蛋白无明显变化, 4~6 周显著降低, 8 周时与假手术组比较无显著差异。血清甘油三酯和胆固醇在 5/6 肾切除术后 2 周无变化, 4~8 周显著升高。

    表1 血、尿常规以及生化指标的动态变化(n=8,107-1.gif (81 bytes)±107-3.gif (86 bytes))
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    假手术组

    5/6肾切除2周

    5/6肾切除4周

    5/6肾切除6周

    5/6肾切除8周

    尿量(ml/24h)

    13.2±2.6

    12.6±1.6

    14.0±2.4

    17.8±1.2

    25.5±1.3**

    尿蛋白(mg/24h)
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    4.9±0.8

    10.2±1.5**

    18.8±5.0**

    93.7±18.0**

    127.6±16.3**

    血红蛋白(g/L)

    157.0±3.5

    124.1±13.6*

    137.0±4.0*

    112.2±15.4**
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    121.5±3.9**

    尿素氮(mmol/L)

    9.0±1.0

    22.2±2.9**

    17.0±1.8**

    23.2±2.4**

    35.2±3.6**

    血肌酐(μmol/L)

    48.4±4.0

    103.5±16.7**
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    70.1±5.2

    111.4±13.6**

    107.7±6.8**

    总蛋白(g/L)

    54.9±2.3

    53.9±1.2

    46.8±1.2*

    43.9±2.3*

    47.1±1.4*

    白蛋白(g/L)
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    25.9±1.0

    25.3±0.4

    22.0±0.2*

    21.4±1.0*

    22.9±0.7*

    胆固醇(mmol/L)

    1.2±0.1

    1.7±0.2

    1.9±0.1*

    2.4±0.3**

, http://www.100md.com     2.5±0.2**

    甘油三酯(mmol/L)

    0.6±0.1

    0.8±0.1

    1.4±0.3*

    2.6±0.7**

    2.4±0.2**

    与假手术组比较, *P<0.05;**P<0.01 2.3 尿液PA排泄量与尿蛋白排泄量的相关性无统计学意义,r=0.175,P>0.05。

    2.4 5/6 肾切除术后肾组织光镜下动脉观察 2 周:肾小球增大不明显,有轻度的系膜细胞增殖,不伴明显基质增宽,偶见球囊粘连和间质炎细胞浸润,肾小管正常或有轻度变性,偶见蛋白管型。4 周:肾小球明显扩大,包曼氏囊明显扩张,肾小球系膜细胞中、重度增生伴轻、中度系膜硬化,可见轻度纤维素样渗出。肾小管轻、中度扩张、空泡样变性,伴蛋白管型,常见到不同程度的间质炎细胞浸润和轻度间质纤维化。 6 周:肾小球增大、球囊扩张进一步加重,系膜中、重度增生伴中、重度系膜硬化,普遍存在纤维素样渗出和球囊粘连,常见到新月体形成,肾小管中、重度扩张、空泡样变性,常见蛋白或颗粒管型,间质轻、中度炎细胞浸润伴中度间质纤维化。 8 周:系膜硬化、肾小管扩张、变性、间质纤维化进一步加重。
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    2.5 肾小球病理改变的图像分析 见表 2。

    表2 肾小球病理改变的图像分析结果(n=8,108-2.gif (81 bytes)±108-1.gif (86 bytes))

    分组

    肾小球面积

    (GLO,μm2)

    系膜基质面积

    (MS,μm2)
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    MS/GLO

    (%)

    假手术

    7675.2±180.7

    2703.0±254.0

    35.2±0.94

    Nx2w

    8024.5±794.1

    2888.6±843.9

    36.2±1.09**

    Nx4w

    13799.9±911.7**
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    5658.1±1045.3**

    41.0±1.41**

    Nx6w

    18209.7±1100.1**

    8340.2±2022.8**

    45.8±2.68**

    Nx8w

    15119.4±1123.8**

    7585.5±1714.5**
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    48.2±1.59**

    Nx2w、Nx4w、Nx6w、Nx8w 代表 5/6 肾切除术后2 周、4 周、6 和 8 周。** 代表与假手术组比较,P<0.01

    2.6 5/6 肾切除术后肾组织电镜下动态观察 肾切除 2 周,偶见足突局灶状融合;4 周组足突融合较 2 周时多见,仍呈局灶状,部分肾小球内皮细胞胞浆突起连接成网状;6~8 周组足突广泛融合,脏层上皮细胞和内皮细胞肿胀,线粒体膨胀,可见到内皮细胞增生现象。

    3 讨论

    本研究发现,大鼠 5/6 肾切除术后 2 周出现少量蛋白尿、血红蛋白降低,血肌酐、尿素氮升高,但肾脏病理改变轻微,肾小球代偿性肥大不明显。本期可视为肾切除所致的急性肾功能不全。该阶段由于产生PA活性的肾组织减少,部分大鼠尿PA活性排泄量降低,但是,尽管大鼠已经切除了 5/6 的肾组织,部分大鼠PA排泄量仍能维持于正常水平。
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    5/6 肾切除术后 4 周主要病理表现为肾小球肥大和系膜细胞增殖改变。此阶段尽管血尿素氮仍高于正常,但血肌酐与假手术组相比无统计学差异,所以本阶段为肾功能不全代偿期。该阶段尿蛋白排泄量不大,但血清总蛋白、白蛋白已经降低,而血脂的轻度升高可能反映了机体对低蛋白血症的代偿反应。此阶段大鼠尿PA排泄量的改变比较复杂,既有因肾实质减少所致的PA排泄减少,也有部分大鼠的尿PA排泄量增加。

    5/6 肾切除 6~8 周病理改变明显加重,表现为典型的局灶节段性肾小球硬化,球囊粘连、新月体形成、纤维素样渗出以及肾小管扩张、变性、间质纤维化的进行性加重。此期血肌酐、尿素氮持续升高,尿蛋白持续大量排出,而血脂的持续、重度增高提示肝脏代偿合成蛋白活跃,这可以部分解释 8 周时血浆蛋白水平的回升。这一阶段肾小管严重的变性和扩张可能与大量蛋白尿和大量蛋白管型有关,而严重的小管间质病变所致的尿浓缩功能障碍和重吸收功能障碍又可以解释 8 周时出现的尿量显著增加。这一阶段 5/6 肾切除大鼠尿PA排泄量继续增加, 8 周时尿PA排泄量显著高于假手术对照组。
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    尽管在有蛋白尿的情况下,血液中PA漏入尿液可以使尿液PA排泄量增加,但是 5/6 肾切除大鼠尿液PA活性与尿蛋白排泄量并不相关。因此, 5/6 肾切除大鼠尿液PA的增高可能反映了残余肾单位的功能代偿,因为尿液中保持一定浓度的PA活性可能具有重要的病理生理意义。首先,尿液中的PA可以防止纤维蛋白所致的尿路阻塞,保持尿路畅通。其次,由于PA的分子结构中具有类似表皮生长因子的功能区段〔3〕,代偿分泌的PA在随后出现的肾小管扩张、肥大和损伤修复中可能起着某种作用。另外,由于肾小管间质病变的加重,大量细胞和细胞外基质成分脱落入尿中,升高的尿液PA作为细胞外基质降解酶〔4,5〕,对于清除这些脱落的细胞成分可能有一定的作用。

    总之,在大鼠 5/6 肾切除术后,尿PA活性的排泄量逐渐增高。增高的PA活性在清除尿液中的纤维蛋白、脱落细胞及其细胞外基质成分,以及在肾上管扩张、肥大和损伤修复中的作用值得进一步研究。

    * 国家自然科学基金资助项目,批准号 39500069
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    参考文献

    [1]程庆砾,陈香美,廖洪军等.冬虫夏草对慢性肾功能衰竭大鼠细胞免疫功能的调节作用.中华医学杂志,1992,72(1):27

    [2]叶应妩,李健斋,王玉琛 主编.临床实验诊断学(上册).北京:人民卫生出版社,1988,1159~1164

    [3]Mignatti P. Extracellular matrix remodeling by metalloproteinases and plasminogen activators. Kidney Int,1995,47(Suppl 49): S 12

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    [5]徐启河.细胞外基质降解酶与肾脏.国外医学泌尿系统分册,1997,17(1):25

    (1998—10—04收稿,1998—11—03修回), http://www.100md.com