中药防治硫酸镍致肝肾损伤的实验研究
作者：赵健雄 宁守斌 朱玉真 王学习 孙应彪
单位：兰州医学院中西医结合研究所， 730000
关键词：
卫生毒理学杂志000421 文献报道，硫酸镍直接损伤肝肾组织，并使天冬氨酸转氨酶(AST)，丙氨酸转氨酶(ALT)等酶活力增加[1～5]。本实验观察了扶正解毒汤(FJD)对硫酸镍致肝肾损伤的防治作用，现报告如下。
1 材料与方法
1.1 材料 FJD由红芪、当归、丹参、连翘、莪术等组成。按比例配方，制成水煎剂，过滤，浓缩成含生药4 g/mL的溶液，高温高压消毒灭菌，密封，4℃以下储存备用。硫酸镍NiSO4为分析纯，西安化学试剂厂，批号：920014。AST，ALT，AKP及BUN试剂盒：均由南京建成生物工程研究所提供，批号：980112。754型紫外分光光度计，上海第三分析仪器厂。Wistar大鼠70只，雌雄各半，体重(180±20)g，由兰州医学院实验动物中心提供。
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1.2 方法 动物称重后随机分为7组，雌雄分笼饲养，自由摄取饲料及饮水。
生理盐水(NS)组：与各防治组平行予以NS腹腔注射及灌胃，并同时处死，作为空白对照。NiSO4组：腹腔注射NiSO42.5 mg.kg-1.d-1，连续7 d，以后隔日注射1次，直至处死；以生理盐水0.5 mL/只灌胃，1次/d，作为实验对照组。治疗大、中、小剂量组(FJZ大、FJZ中、FJZ小)：染毒与NiSO4组相同，染毒第2周起分别以FJD20、10、5 g.kg-1.d-1灌胃治疗，1次/d。预防大、小剂量组(FJY大、FJY小)：分别以FJD 20、10g.kg+-1.d-1灌胃，1次/d。7 d后腹腔注射NiSO4，方法同NiSO4组。各组灌胃第4周末，摘除眼球采血，测定血清AST、ALT、AKP活力及BUN含量。断头处死，迅速摘取肝肾组织，以体积分数为10%的甲醛溶液固定，石蜡包埋，切片，HE染色，光镜检查。
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2 结果
2.1 NiSO4对大鼠肝肾功能的影响 从表1可见，NiSO4组血清AST、ALT、AKP活力及BUN含量比NS组明显升高(P<0.001)。
2.2 FJD对NiSO4致大鼠肝肾功能损伤的防治作用 从表1可见，FJD防治4周后，各组AST、ALT、AKP活力及BUN含量较NiSO4组均明显降低(P<0.01～0.001)，FJZ大、FJY大组与NS组差异已无显著性(P>0.05)。
2.3 肝脏病理学检查结果 NiSO4组间质充血较重，肝窦内皮细胞核浓缩，部分细胞核核膜着色不良，趋向于核溶解消失，部分肝细胞胞浆中出现嗜碱性物质，汇管区炎性细胞浸润。NS及FJY大组未见明显异常改变。FJY小组肝窦内皮细胞轻度肿胀，部分肝细胞胞浆中出现嗜碱性物质。FJD治疗各组较NiSO4组间质充血明显减轻，炎性细胞浸润减少，仍可见肝窦内皮细胞核浓缩，肝细胞胞浆中有嗜碱性物质。说明预防组疗效优于治疗组。
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表1 扶正解毒汤对NiSO4致大鼠肝肾功异常的防治作用(
±s) 组别
剂量
(g/kg)
动物数
AST
(μkat/L)
ALT
(μkat/L)
AKP
(μkat/L)
BUN
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(mmoL/L)
NS
(0.5ml/L)
10
0.644 3±0.071 6
0.584 5±0.082 7
5.094 2±1.143 4
51.82 ±8.74
NiSO4
0.002 5
, 百拇医药
10
1.086 0±0.088 9
1.746 4±0.193 9
8.749 2±0.550 4
221.14±24.06
治疗组
20
10
0.693 3±0.110 7
0.658 8±0.133 9
6.390 9±0.851 0
, http://www.100md.com
57.73 ±5.80
10
10
0.693 3±0.087 0
0.938 8±0.115 1
6.466 0±0.839 2
66.52 ±13.39
5
10
0.910 6±0.087 3
, http://www.100md.com
1.261 0±0.148 4
7.828 3±0.767 0
104.06±10.87
预防组
20
10
0.638 9±0.077 9
0.654 8±0.129 7
7.506 4±0.808 4
52.94 ±12.91
, 百拇医药
10
10
0.696 0±0.042 3
0.870 2±0.115 4
7.596 3±1.126 8
63.13 ±14.43
与NiSO4组比较，P<0.01，**P<0.001
2.4 肾脏病理学检查结果 NiSO4组肾间质严重淤血，肾小管上皮细胞颗粒变性，部分水肿坏死，脱落于管腔内，部分近曲小管上皮细胞内充满嗜碱性均质状物，集合管内有散在的蛋白管型。预防组仅见肾小管上皮细胞轻度颗粒变性。治疗组轻度肾间质淤血，肾小管轻度颗粒变性，病变程度依小、中、大剂量依次减轻。
, 百拇医药
3 讨论
本实验结果表明，NiSO4可损伤大鼠肝肾功能，并引起肝肾组织的病理性改变。镍致肝肾损伤的机制为：(1)Ni+2+导致细胞内钙稳态失调，引起肝肾细胞损伤[1，2]。钙稳态的维持主要依赖于钙调节系统，包括CaM,Na++-K++-ATP酶和Ca+2+-ATP酶，以及钙库的调节作用[6，7]。Cheung及Chao等认为，Ni+2+能替代Ca+2+与CaM相互作用，高浓度的Ni+2+可抑制CaM及其依赖酶活力，导致细胞内钙超载，引起细胞损伤或死亡。实验证实[2]，NiSO4可抑制Na++-K++-ATP酶和Ca+2+-ATP酶活力，导致钙调节系统功能障碍。(2)肝肾组织中微量元素的分布失调。我们的实验证实，NiSO4染毒后，肝肾中的Ni+2+含量明显升高，而Zn+2+、Mg+2+、Fe+2+、Mn+2+等含量明显下降。高浓度的Ni+2+可直接损伤肝肾组织[3]。Zn2+、Mg2+、Mn2+等是多种酶的重要组成成分和致活因子[8，9]，其缺乏可影响相关酶的活力而致组织损伤。(3)Ni2+导致细胞脂质过氧化作用增强，引起细胞损伤[3]。镍能直接通过Haber|Weiss反应催化羟基自由基的生成，后者可攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化作用，形成脂质过氧化物及新的自由基，从而引起一系列的细胞损伤。同时，镍还能引起细胞抗氧化系统功能降低，加重镍对细胞的损伤作用。
, 百拇医药
本实验结果揭示，FJD能有效防治NiSO4对肝肾的损伤作用，使AST、ALT、AKP及BUN等肝肾功能指标明显改善，肝肾病理改变减轻。我们认为FJD防治NiSO4致肝肾损伤的机制如下：(1)调节肝肾组织中微量元素的含量。FJD中富含Zn2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+，而Ni2+含量甚微。FJD防治后，肝肾组织中的Ni2+含量下降，减轻了镍的直接毒性作用；其他元素基本恢复正常，从而使与其相关酶的活力恢复。(2)FJD能缓解Ni2+对钙稳态的影响。我们的实验已证实，FJD能使肝线粒体Ca2+-ATP酶，肝匀浆中CaM及肾小管细胞膜Na+-K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶的活力得到恢复，从而使钙调节系统的功能恢复。(3)FJD可减弱Ni2+导致的脂质过氧化增强作用，提高机体清除自由基及抗氧化的能力。我们的实验已证实，FJD能使NiSO4导致上升的血清MDA含量恢复正常，使SOD活性及GSH含量升高。说明FJD具有对抗Ni2+导致的脂质过氧化作用，增强机体清除自由基及抗氧化的能力，从而减轻自由基对细胞膜的攻击及氧化损伤作用。
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参考文献
[1] 文允镒，张志明，胡蓓，等.钙与钙调素.北京：化学工业出版社，1989.106-108.
[2] 朱玉真，李锋.硫酸镍对钠泵钙泵活性的影响.中国公共卫生学报.1996，15：347-348.
[3] 朱玉真，李锋.镍致大鼠肝损伤与脂质过氧化关系的研究.中国公共卫生学报，1997，16：112-114.
[4] 程婉珍.镍的生物学作用及毒性(综述).石家庄医学专科学校学报，1989，3：32-35.
[5] 顾祖维，王NFDA3兰.劳动卫生学进展.北京：人民卫生出版社，1987，32-33.
[6] 刘树人.钙-钙调蛋白拮抗剂对肝细胞损伤的预防作用.国外医学消化系疾病分册，1995，15：98-100.
[7] 姜傥，谭丙德，董秀清，等.镉致肾小管Na+-K+-ATP酶与钙稳态的变化.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13：75-77.
[8] 颜世铭，曹光辉，熊丽萍，等.微量元素与机体的防御机制.世界元素医学，1998，5：5-8.
[9] 和田攻.微量元素的研究现状.国外医学卫生学分册，1991，4：238-240.
(收稿日期：1999-11-28), http://www.100md.com
单位：兰州医学院中西医结合研究所， 730000
关键词：
卫生毒理学杂志000421 文献报道，硫酸镍直接损伤肝肾组织，并使天冬氨酸转氨酶(AST)，丙氨酸转氨酶(ALT)等酶活力增加[1～5]。本实验观察了扶正解毒汤(FJD)对硫酸镍致肝肾损伤的防治作用，现报告如下。
1 材料与方法
1.1 材料 FJD由红芪、当归、丹参、连翘、莪术等组成。按比例配方，制成水煎剂，过滤，浓缩成含生药4 g/mL的溶液，高温高压消毒灭菌，密封，4℃以下储存备用。硫酸镍NiSO4为分析纯，西安化学试剂厂，批号：920014。AST，ALT，AKP及BUN试剂盒：均由南京建成生物工程研究所提供，批号：980112。754型紫外分光光度计，上海第三分析仪器厂。Wistar大鼠70只，雌雄各半，体重(180±20)g，由兰州医学院实验动物中心提供。
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1.2 方法 动物称重后随机分为7组，雌雄分笼饲养，自由摄取饲料及饮水。
生理盐水(NS)组：与各防治组平行予以NS腹腔注射及灌胃，并同时处死，作为空白对照。NiSO4组：腹腔注射NiSO42.5 mg.kg-1.d-1，连续7 d，以后隔日注射1次，直至处死；以生理盐水0.5 mL/只灌胃，1次/d，作为实验对照组。治疗大、中、小剂量组(FJZ大、FJZ中、FJZ小)：染毒与NiSO4组相同，染毒第2周起分别以FJD20、10、5 g.kg-1.d-1灌胃治疗，1次/d。预防大、小剂量组(FJY大、FJY小)：分别以FJD 20、10g.kg+-1.d-1灌胃，1次/d。7 d后腹腔注射NiSO4，方法同NiSO4组。各组灌胃第4周末，摘除眼球采血，测定血清AST、ALT、AKP活力及BUN含量。断头处死，迅速摘取肝肾组织，以体积分数为10%的甲醛溶液固定，石蜡包埋，切片，HE染色，光镜检查。
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2 结果
2.1 NiSO4对大鼠肝肾功能的影响 从表1可见，NiSO4组血清AST、ALT、AKP活力及BUN含量比NS组明显升高(P<0.001)。
2.2 FJD对NiSO4致大鼠肝肾功能损伤的防治作用 从表1可见，FJD防治4周后，各组AST、ALT、AKP活力及BUN含量较NiSO4组均明显降低(P<0.01～0.001)，FJZ大、FJY大组与NS组差异已无显著性(P>0.05)。
2.3 肝脏病理学检查结果 NiSO4组间质充血较重，肝窦内皮细胞核浓缩，部分细胞核核膜着色不良，趋向于核溶解消失，部分肝细胞胞浆中出现嗜碱性物质，汇管区炎性细胞浸润。NS及FJY大组未见明显异常改变。FJY小组肝窦内皮细胞轻度肿胀，部分肝细胞胞浆中出现嗜碱性物质。FJD治疗各组较NiSO4组间质充血明显减轻，炎性细胞浸润减少，仍可见肝窦内皮细胞核浓缩，肝细胞胞浆中有嗜碱性物质。说明预防组疗效优于治疗组。
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表1 扶正解毒汤对NiSO4致大鼠肝肾功异常的防治作用(
±s) 组别剂量
(g/kg)
动物数
AST
(μkat/L)
ALT
(μkat/L)
AKP
(μkat/L)
BUN
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(mmoL/L)
NS
(0.5ml/L)
10
0.644 3±0.071 6
0.584 5±0.082 7
5.094 2±1.143 4
51.82 ±8.74
NiSO4
0.002 5
, 百拇医药
10
1.086 0±0.088 9
1.746 4±0.193 9
8.749 2±0.550 4
221.14±24.06
治疗组
20
10
0.693 3±0.110 7
0.658 8±0.133 9
6.390 9±0.851 0
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57.73 ±5.80
10
10
0.693 3±0.087 0
0.938 8±0.115 1
6.466 0±0.839 2
66.52 ±13.39
5
10
0.910 6±0.087 3
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1.261 0±0.148 4
7.828 3±0.767 0
104.06±10.87
预防组
20
10
0.638 9±0.077 9
0.654 8±0.129 7
7.506 4±0.808 4
52.94 ±12.91
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10
10
0.696 0±0.042 3
0.870 2±0.115 4
7.596 3±1.126 8
63.13 ±14.43
与NiSO4组比较，P<0.01，**P<0.001
2.4 肾脏病理学检查结果 NiSO4组肾间质严重淤血，肾小管上皮细胞颗粒变性，部分水肿坏死，脱落于管腔内，部分近曲小管上皮细胞内充满嗜碱性均质状物，集合管内有散在的蛋白管型。预防组仅见肾小管上皮细胞轻度颗粒变性。治疗组轻度肾间质淤血，肾小管轻度颗粒变性，病变程度依小、中、大剂量依次减轻。
, 百拇医药
3 讨论
本实验结果表明，NiSO4可损伤大鼠肝肾功能，并引起肝肾组织的病理性改变。镍致肝肾损伤的机制为：(1)Ni+2+导致细胞内钙稳态失调，引起肝肾细胞损伤[1，2]。钙稳态的维持主要依赖于钙调节系统，包括CaM,Na++-K++-ATP酶和Ca+2+-ATP酶，以及钙库的调节作用[6，7]。Cheung及Chao等认为，Ni+2+能替代Ca+2+与CaM相互作用，高浓度的Ni+2+可抑制CaM及其依赖酶活力，导致细胞内钙超载，引起细胞损伤或死亡。实验证实[2]，NiSO4可抑制Na++-K++-ATP酶和Ca+2+-ATP酶活力，导致钙调节系统功能障碍。(2)肝肾组织中微量元素的分布失调。我们的实验证实，NiSO4染毒后，肝肾中的Ni+2+含量明显升高，而Zn+2+、Mg+2+、Fe+2+、Mn+2+等含量明显下降。高浓度的Ni+2+可直接损伤肝肾组织[3]。Zn2+、Mg2+、Mn2+等是多种酶的重要组成成分和致活因子[8，9]，其缺乏可影响相关酶的活力而致组织损伤。(3)Ni2+导致细胞脂质过氧化作用增强，引起细胞损伤[3]。镍能直接通过Haber|Weiss反应催化羟基自由基的生成，后者可攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化作用，形成脂质过氧化物及新的自由基，从而引起一系列的细胞损伤。同时，镍还能引起细胞抗氧化系统功能降低，加重镍对细胞的损伤作用。
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本实验结果揭示，FJD能有效防治NiSO4对肝肾的损伤作用，使AST、ALT、AKP及BUN等肝肾功能指标明显改善，肝肾病理改变减轻。我们认为FJD防治NiSO4致肝肾损伤的机制如下：(1)调节肝肾组织中微量元素的含量。FJD中富含Zn2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+，而Ni2+含量甚微。FJD防治后，肝肾组织中的Ni2+含量下降，减轻了镍的直接毒性作用；其他元素基本恢复正常，从而使与其相关酶的活力恢复。(2)FJD能缓解Ni2+对钙稳态的影响。我们的实验已证实，FJD能使肝线粒体Ca2+-ATP酶，肝匀浆中CaM及肾小管细胞膜Na+-K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶的活力得到恢复，从而使钙调节系统的功能恢复。(3)FJD可减弱Ni2+导致的脂质过氧化增强作用，提高机体清除自由基及抗氧化的能力。我们的实验已证实，FJD能使NiSO4导致上升的血清MDA含量恢复正常，使SOD活性及GSH含量升高。说明FJD具有对抗Ni2+导致的脂质过氧化作用，增强机体清除自由基及抗氧化的能力，从而减轻自由基对细胞膜的攻击及氧化损伤作用。
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参考文献
[1] 文允镒，张志明，胡蓓，等.钙与钙调素.北京：化学工业出版社，1989.106-108.
[2] 朱玉真，李锋.硫酸镍对钠泵钙泵活性的影响.中国公共卫生学报.1996，15：347-348.
[3] 朱玉真，李锋.镍致大鼠肝损伤与脂质过氧化关系的研究.中国公共卫生学报，1997，16：112-114.
[4] 程婉珍.镍的生物学作用及毒性(综述).石家庄医学专科学校学报，1989，3：32-35.
[5] 顾祖维，王NFDA3兰.劳动卫生学进展.北京：人民卫生出版社，1987，32-33.
[6] 刘树人.钙-钙调蛋白拮抗剂对肝细胞损伤的预防作用.国外医学消化系疾病分册，1995，15：98-100.
[7] 姜傥，谭丙德，董秀清，等.镉致肾小管Na+-K+-ATP酶与钙稳态的变化.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13：75-77.
[8] 颜世铭，曹光辉，熊丽萍，等.微量元素与机体的防御机制.世界元素医学，1998，5：5-8.
[9] 和田攻.微量元素的研究现状.国外医学卫生学分册，1991，4：238-240.
(收稿日期：1999-11-28), http://www.100md.com
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