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        排石沖劑對(duì)大鼠草酸鈣結(jié)石生成的干預(yù)效果及其機(jī)制研究

        2015-07-25 05:00:50曹秋實(shí)巴元明羅俊華王潔鈺
        中國全科醫(yī)學(xué) 2015年18期
        關(guān)鍵詞:沖劑草酸鈣排石

        曹秋實(shí),巴元明,羅俊華,王潔鈺

        尿路結(jié)石是臨床上的常見病、多發(fā)病,其患病率為1%~15%[1]。該病治療后易復(fù)發(fā),10年復(fù)發(fā)率高達(dá)50%[2],嚴(yán)重影響人們的身心健康?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)于尿路結(jié)石的治療存在療效不確切、有不良反應(yīng)等不足。近20多年來,微創(chuàng)外科技術(shù)在臨床應(yīng)用較廣泛,但仍存在沖擊波及外科手術(shù)可能引起創(chuàng)傷性損傷及急性腎功能損傷等問題[3]。手術(shù)患者還將面臨結(jié)石被摘除或排出體外后,高達(dá)60% ~80%的復(fù)發(fā)率[4]。因此,積極尋求一種療效確切、安全的防治結(jié)石的新療法,是國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界一直關(guān)注的問題。

        中醫(yī)治療尿路結(jié)石已有數(shù)千年的歷史,積累了豐富的臨床經(jīng)驗(yàn),在結(jié)石的防治中具有獨(dú)特療效和優(yōu)勢(shì)。排石沖劑在傳統(tǒng)中醫(yī)辨證論治基礎(chǔ)上,辨病與辨證相結(jié)合,針對(duì)尿路結(jié)石的主要發(fā)病機(jī)制,組方選藥配制而成,在臨床30余年的應(yīng)用中,取得了顯著療效[5]。為了探討排石沖劑防治腎結(jié)石的作用機(jī)制,本研究以1%乙二醇和2%氯化銨為成石劑建立大鼠草酸鈣腎結(jié)石模型,以枸櫞酸鉀為對(duì)照,觀察排石沖劑對(duì)草酸鈣結(jié)石大鼠體質(zhì)量、尿草酸水平、生化指標(biāo)及腎組織病理變化的影響。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 動(dòng)物 SPF級(jí)健康雄性Wistar大鼠由湖北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供,48只,周齡8~9周,體質(zhì)量80~100 g,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SCXK(鄂)2008-0005。

        1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 排石沖劑由湖北省中醫(yī)院制劑中心提供。組成:金錢草30 g、海金沙15 g、雞內(nèi)金15 g、王不留行子15 g、滑石15 g、生牡蠣10 g、冬葵子15 g、白芍15 g、甘草5 g、石韋20 g、川楝子15 g等。

        1.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 乙二醇、氯化銨、枸櫞酸鉀均為分析純。1%乙二醇 (批號(hào)20121206)、枸櫞酸鉀 (批號(hào)20120524)購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;2%氯化銨 (批號(hào)20120612)購自天津永大化學(xué)試劑有限公司;冷凍切片馮庫薩 (Von Kossa)鈣染色試劑盒購自上海杰美基因醫(yī)藥科技有限公司。

        1.2 方法

        1.2.1 建立草酸鈣結(jié)石大鼠模型 參照參考文獻(xiàn) [6-8]建立草酸鈣結(jié)石大鼠模型,以1%乙二醇自由飲水和2%氯化銨溶液灌胃為成石劑,實(shí)驗(yàn)周期為4周。

        1.2.2 分組與給藥 大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,采用隨機(jī)數(shù)字表法分為4組,每組12只。正常組:給予0.9%氯化鈉溶液灌胃,2 ml/d;模型組:給予成石劑,2 ml/d;枸櫞酸鉀組:給予成石劑及25%枸櫞酸鉀溶液灌胃,2 ml/d;排石沖劑組:給予成石劑及排石沖劑配成1.2 g/ml的混懸液灌胃,2 ml/d。各組大鼠均在相同條件下飼養(yǎng)。

        1.2.3 標(biāo)本收集及檢測(cè)方法 各組實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),將大鼠置于代謝籠,收集24 h尿液并計(jì)量,加防腐劑 (甲苯,用量1.0~2.0 ml甲苯/100 ml尿液),4℃保存?zhèn)溆?大鼠稱重后,10%水合氯醛按0.4 ml/100 g腹腔注射麻醉,經(jīng)腹主動(dòng)脈血管采集血液標(biāo)本,并置于臨床用非抗凝血標(biāo)本管,靜置后,3 000 r/min離心10 min(離心半徑3 cm),留取淡黃色上清液(血清)備用;取左腎置于4%多聚甲醛溶液中固定,石蠟包埋,作常規(guī)切片 (厚度為2 μm)。全自動(dòng)德國羅氏生化分析儀測(cè)定血尿中Ca2+、Mg2+、P3+水平及血清中BUN、Cr水平,高效液相色譜法測(cè)定尿草酸水平。

        1.2.4 腎臟結(jié)晶沉淀及病理檢測(cè) 石蠟切片分別做HE染色和Von Kossa染色。每只大鼠選取5張切片,于每張切片腎皮質(zhì)處隨機(jī)選擇5個(gè)視野,觀察草酸鈣結(jié)晶,以每個(gè)視野的平均值來表示該片的結(jié)晶,按形態(tài)分級(jí)評(píng)分法進(jìn)行評(píng)分[9]:0分=無結(jié)晶;1分=有散在的結(jié)晶亮點(diǎn);2分=廣泛的不成堆或局限結(jié)晶;3分=有成堆結(jié)晶散在不連接;4分=結(jié)晶成堆且互相連接;5分=廣泛成堆結(jié)晶,連接成片。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,計(jì)量資料以 (±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用q檢驗(yàn),結(jié)晶評(píng)分組間比較采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn),兩兩比較采用Nemenyi檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 排石沖劑對(duì)草酸鈣結(jié)石大鼠存活情況、體質(zhì)量變化及尿量的影響 實(shí)驗(yàn)過程中,各組大鼠均無死亡,模型組第4周時(shí)大鼠出現(xiàn)食欲減退,毛發(fā)不榮,飲水減少,尿量減少,精神倦怠,身體蜷縮。而枸櫞酸鉀組和排石沖劑組大鼠,尿量增加,精神狀況良好,飲食活動(dòng)基本正常,排石沖劑組療效更為明顯。

        4組大鼠體質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05)。4組大鼠24 h尿量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.01);枸櫞酸鉀組和排石沖劑組均高于正常組和模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);枸櫞酸鉀組與排石沖劑組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05,見表1)。

        表1 各組大鼠體質(zhì)量及24 h尿量比較 (±s)Table 1 Comparison of weight and 24 h urine volume in each group of rats

        表1 各組大鼠體質(zhì)量及24 h尿量比較 (±s)Table 1 Comparison of weight and 24 h urine volume in each group of rats

        注:與正常組比較*P<0.05;與模型組比較△P<0.05

        組別 只數(shù) 體質(zhì)量(g) 24 h尿量(ml)12 141 ±14 15.1 ±0.8模型組 12 129±21 14.3±8.2枸櫞酸鉀組 12 132±16 20.3±6.4*△排石沖劑組 12 138±16 22.3±5.7*△F正常組1.37 5.17 P值值0.26 <0.01

        2.2 排石沖劑對(duì)草酸鈣結(jié)石大鼠血尿草酸及尿生化指標(biāo)的影響 4組大鼠尿草酸及尿Ca2+、P3+、Mg2+水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.01);4組大鼠尿草酸、Ca2+、P3+水平兩兩比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);模型組、枸櫞酸鉀組與排石沖劑組大鼠尿Mg2+水平均低于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);枸櫞酸鉀組與排石沖劑組大鼠尿Mg2+水平高于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);枸櫞酸鉀組大鼠尿Mg2+水平與排石沖劑組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見表2)。

        2.3 大鼠血清生化指標(biāo)比較 4組大鼠血清Mg2+和P3+水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05);4組大鼠血清BUN、Cr和Ca2+水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.01);枸櫞酸鉀組與排石沖劑組BUN、Ca2+水平均高于正常組,均低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);枸櫞酸鉀組與排石沖劑組BUN、Ca2+水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05);4組大鼠Cr水平兩兩比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05,見表3)。

        2.4 排石沖劑對(duì)腎結(jié)石大鼠腎臟病理的影響 肉眼觀察腎臟標(biāo)本:正常組腎臟表面色澤均勻,組織結(jié)構(gòu)清晰,切面鮮紅色;模型組腎臟表面色澤暗淡,明顯腫脹,有突出并散在分布的顆粒物,切面中心發(fā)白;枸櫞酸鉀組腎臟表面色澤稍暗,有腫脹,切面中心發(fā)白;排石沖劑組腎臟表面顏色正常,切面中心顏色稍淡。

        光學(xué)顯微鏡下觀察草酸鈣結(jié)晶,常規(guī)HE染色為透明淡黃色晶體,Von Kossa's染色中晶體呈黑褐色。正常組大鼠腎皮質(zhì)、髓質(zhì)無結(jié)晶形成,細(xì)胞排列整齊、規(guī)則、結(jié)構(gòu)清晰,腎小管腔內(nèi)無沉積物,上皮細(xì)胞無腫脹充血,腎乳頭、腎盂及腎盞清晰;造模組大鼠腎臟可見大量的草酸鈣結(jié)晶形成,以腎皮質(zhì)內(nèi)多見,結(jié)晶成堆分布相互連接,腎小管管腔擴(kuò)張明顯。枸櫞酸鉀組大鼠腎臟亦可見較多草酸鈣結(jié)晶,散在分布,腎小管有不同程度的擴(kuò)張;排石沖劑組大鼠腎臟少量草酸鈣結(jié)晶,零星散在分布,少數(shù)腎小管有不同程度的擴(kuò)張 (見圖1)。

        2.5 各組大鼠腎組織中結(jié)晶形成情況 4組間結(jié)晶評(píng)分比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (H=7.714,P=0.005);其中,枸櫞酸鉀組和排石沖劑組草酸鈣結(jié)晶評(píng)分高于正常組,低于模型組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);排石沖劑組低于枸櫞酸鉀組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05,見圖2)。

        表2 各組大鼠尿草酸及尿生化指標(biāo)比較 (±s)Table 2 Comparison of urinary oxalate and urinary parameters in each group of rats

        表2 各組大鼠尿草酸及尿生化指標(biāo)比較 (±s)Table 2 Comparison of urinary oxalate and urinary parameters in each group of rats

        注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,△P<0.05;與枸櫞酸鉀組比較,▲P<0.05

        組別 只數(shù) 尿草酸(mmol/24 h) Ca2+(mmol/L) P3+(mmol/L) Mg2+(mmol/L)正常組 12 20.80 ±2.54 0.25 ±0.03 10.05 ±2.27 0.93 ±0.08模型組 12 79.84 ±5.87* 0.78 ±0.05* 25.67 ±1.74* 0.53 ±0.05*枸櫞酸鉀組 12 40.80±3.78*△ 0.53±0.06*△ 21.43±1.87*△ 0.71±0.03*△排石沖劑組 12 32.75±2.44*△▲ 0.41±0.04*△▲ 15.15±2.17*△▲ 0.75±0.06*△F<0.001 <0.001 <0.001 <0.001 512.50 278.50 138.60 96.48 P值值

        表3 各組大鼠血清生化指標(biāo)比較 (±s)Table 3 Comparison of serum biochemical parameters in each group of rats

        表3 各組大鼠血清生化指標(biāo)比較 (±s)Table 3 Comparison of serum biochemical parameters in each group of rats

        注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,△P<0.05;與枸櫞酸鉀組比較,▲P<0.05

        組別 只數(shù) BUN(mmol/L) Cr(μmol/L) Ca2+(mmol/L) Mg2+(mmol/L) P3+(mmol/L)2.97 ±0.12模型組 12 12.54 ±1.63* 52.24 ±10.03* 2.26 ±0.37* 1.03 ±0.32 3.27 ±0.28枸櫞酸鉀組 12 9.38 ±0.78*△ 45.25± 1.32*△ 1.84±0.32*△ 1.35 ±0.76 3.12±0.15排石沖劑組 12 8.25 ±0.64*△ 41.28± 1.43*△▲ 1.78±0.35*△ 1.65 ±0.67 3.08±0.13 F正常組 12 6.34 ±0.74 30.18 ± 1.83 1.68 ±0.35 1.45 ±0.78<0.001 <0.001 <0.001 0.15 0.34 76.73 37.97 6.46 1.84 1.59 P值值

        圖1 光學(xué)顯微鏡觀察各組大鼠腎組織切片F(xiàn)igure 1 Morphological changes in kidney sections with HE and Von Kossa's staining

        圖2 各組腎組織草酸鈣結(jié)晶評(píng)分Figure 2 Scores of the renal calcium oxalate crystallization

        3 討論

        尿路結(jié)石是最為常見的疾病之一。草酸鈣結(jié)石或含有草酸鈣成分的結(jié)石是尿路結(jié)石中最常見的結(jié)石種類,約占80%[10],故在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中多以建立草酸鈣結(jié)石大鼠為模型。乙二醇法是建立草酸鈣結(jié)石動(dòng)物模型的常用方法,也是新藥評(píng)審中規(guī)定選用的方法之一,其建立模型的原理是乙二醇作為草酸形成的前體攝入可增加草酸合成,促進(jìn)草酸鈣形成;氯化銨可導(dǎo)致腎小管上皮損害[11-12],有利于結(jié)晶的滯留和生長,可以縮短乙二醇造模的時(shí)間。前期參照相關(guān)文獻(xiàn)[13-15],本研究比較了不同方法對(duì)大鼠草酸鈣結(jié)石生成的干預(yù)效果。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為尿路結(jié)石屬于“石淋”“砂淋”“腰痛”等范疇,其病機(jī)為濕熱蘊(yùn)結(jié)下焦,腎與膀胱氣化不利,日久煎熬尿液為石,正如《丹溪心法》中“諸淋所發(fā),皆腎虛而膀胱濕熱也。腎主水,水結(jié)則化為石,腎虛而膀胱氣化不行,為熱所乘,熱則成淋”。故治療當(dāng)清熱利濕,排石通淋。排石沖劑是巴元明教授在辨病與辨證相結(jié)合的基礎(chǔ)上,根據(jù)尿路結(jié)石的發(fā)病特點(diǎn),結(jié)合全國知名腎臟病老中醫(yī)邵朝弟教授臨床經(jīng)驗(yàn),研制開發(fā)出一種以清熱利濕活血法治療尿路結(jié)石的新型純中藥制劑。前期臨床試驗(yàn)表明:排石沖劑治療尿路結(jié)石有顯著的療效,總有效率達(dá)86%,且能有效提高結(jié)石排出率,縮短結(jié)石排出時(shí)間,改善臨床癥狀及陽性體征[16]。盡管如此,排石沖劑對(duì)尿路結(jié)石的防治作用尚需進(jìn)一步闡明。

        在臨床上,尿路結(jié)石患者多出現(xiàn)尿中Ca2+、草酸鹽、無機(jī)磷等排出增加,且常伴有血清Ca2+、草酸鹽的增加[15]。研究表明,大鼠尿中Ca2+與草酸水平較高是泌尿系結(jié)石形成所需要的[17]。草酸鈣結(jié)晶大量沉積于腎小管中,結(jié)晶可導(dǎo)致腎組織發(fā)生損傷,出現(xiàn)腎充血水腫,大量炎性細(xì)胞浸潤,對(duì)腎小管的重吸收功能和腎小球?yàn)V過功能產(chǎn)生嚴(yán)重影響[18]。草酸不僅以草酸鈣結(jié)晶的形式參與結(jié)石的形成,而且高濃度的草酸、草酸鈣晶體會(huì)激活細(xì)胞內(nèi)相關(guān)信號(hào)通路,誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激及炎癥損傷,損傷的腎上皮細(xì)胞為結(jié)石晶體的黏附提供了條件,同時(shí)產(chǎn)生的細(xì)胞碎片促進(jìn)草酸鈣結(jié)晶的核化和聚集。

        對(duì)于草酸鈣結(jié)石治療的研究,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)多采用RAS抑制劑[19-20]、抗氧化劑[21-22]等藥物干預(yù)草酸鈣結(jié)石的形成過程,從而達(dá)到治療草酸鈣結(jié)石的效果。中醫(yī)藥治療草酸鈣結(jié)石的研究,多采用單味中藥提取物,如五倍子鞣質(zhì)[23]、金錢草黃酮提取物[9]、蘆根提取液[24]等干預(yù)草酸鈣結(jié)石的形成。本實(shí)驗(yàn)采用純中藥制劑干預(yù)草酸鈣結(jié)石大鼠,觀察中藥復(fù)方治療草酸鈣結(jié)石大鼠的療效,從而探討中藥制劑排石沖劑對(duì)大鼠草酸鈣結(jié)石生成的干預(yù)效果及其機(jī)制。

        本實(shí)驗(yàn)的模型組大鼠尿草酸、Ca2+、P3+及血清Ca2+、P3+水平明顯高于正常組,且與腎組織病理切片觀察到的結(jié)果相一致,可見此方法制作草酸鈣結(jié)石大鼠模型是成功的。通過觀察大鼠一般情況、血尿生化指標(biāo)及尿草酸水平,可以發(fā)現(xiàn):排石沖劑組及枸櫞酸鉀組大鼠血清BUN、Cr較模型組均降低,且排石沖劑組雖較正常組偏高但更接近正常,說明排石沖劑具有改善腎功能的作用;同時(shí),排石沖劑組及枸櫞酸鉀組24 h尿草酸及血尿Ca2+、P3+水平較模型組減少,說明排石沖劑能通過降低血Ca2+、P3+和促進(jìn)尿酸排泄起到防治結(jié)石的作用。大鼠腎組織病理切片結(jié)果顯示,排石沖劑組草酸鈣結(jié)晶數(shù)量明顯減少,草酸鈣結(jié)晶在腎臟的沉積面積明顯縮小,腎小管水腫明顯改善,說明其有一定的溶石、排石或促進(jìn)結(jié)石排出的作用。

        綜上所述,排石沖劑能增加大鼠尿量,降低血尿Ca2+、P3+水平和促進(jìn)尿草酸排泄,同時(shí)能改善腎功能,減少腎組織中草酸鈣結(jié)晶,改善腎組織水腫,從而達(dá)到促進(jìn)結(jié)石排出,保護(hù)腎臟結(jié)構(gòu),抑制結(jié)石形成的作用,表明排石沖劑對(duì)尿路結(jié)石具有防治作用,為排石沖劑治療尿路結(jié)石的臨床運(yùn)用提供必要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。而排石沖劑防治草酸鈣結(jié)石的功效與RAS的激活和抗氧化應(yīng)激等是否存在關(guān)聯(lián),還有待于進(jìn)一步研究。

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