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      大蒜素對慢性腎衰大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響

      2018-02-05 05:30:53楊雅楠
      實用藥物與臨床 2018年1期
      關(guān)鍵詞:氧化應(yīng)激腎臟抗氧化

      楊雅楠

      0 引言

      慢性腎功能衰竭(Chronic renal failure,CRF)是各種腎臟疾病終末期的共同表現(xiàn),病程不可逆且進行性加重[1],目前尚無法治愈,臨床上主要采取透析、降脂、抗聚、抗凝等治療措施以緩解CRF癥狀并延緩病情發(fā)展[2-3],因此,CRF一直是醫(yī)藥研究者關(guān)注的熱點與難點。既往Locatelli等[4]和楊婧等[5]研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng)是慢性腎病發(fā)生發(fā)展的重要因素,并且與患者預(yù)后密切相關(guān)。大蒜素是一種具有抗氧化、抗凋亡等多種藥理學(xué)作用的二烯丙基三硫化物,但其對CRF大鼠氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng)是否具有抑制作用尚未見文獻報道。本研究通過制備CRF大鼠模型并給予大蒜素進行干預(yù)治療,探討大蒜素對CRF大鼠氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng)的影響。

      1 材料與方法

      1.1 實驗動物、藥物與試劑 SD大鼠,清潔級,雄性,180~220 g,河北省實驗動物中心提供[SCXK(冀):2013-1-003]。大蒜素注射液(黑龍江江世藥業(yè)有限公司,規(guī)格:2 mL∶30 mg);H&E試劑盒和SOD、CAT、MDA、T-AOC、AOPPs、CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1試劑盒(北京博奧森生物技術(shù)有限公司);BUN、SCr、UA試劑盒(深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司);腺嘌呤(國藥集團化學(xué)試劑有限公司)。

      1.2 動物分組、模型制備與給藥 100只實驗用大鼠,隨機分為正常對照組、模型對照組、大蒜素(5、10、20 mg/kg)組,每組20只。參照杜卉蓮等[8]研究報道的實驗方法制備CRF大鼠模型:25%腺嘌呤溶液250 mg/(kg·d),連續(xù)灌胃21 d,制備CRF大鼠模型,正常對照組給予正常飲食、水。造模完成后,大蒜素5、10、20 mg/(kg·d)組腹腔注射治療,正常對照組與模型對照組腹腔注射0.9%氯化鈉注射液,療程為28 d。

      1.3 檢測指標 ①收集24 h尿量,通過生化分析儀測定24 h尿蛋白量。②血清腎功能指標檢測:腹主動脈取血(不抗凝),離心取血清,通過生化分析儀測定血清BUN、SCr、UA含量。③腎臟指數(shù)的計算:實施麻醉后取腎臟,稱量左側(cè)腎臟重量,腎臟指數(shù)=左側(cè)腎臟重量/體重。④腎臟組織病變的觀察:取稱量后左側(cè)腎臟置于4%多聚甲醛溶液固定72 h,然后行石蠟包埋、切片、展片和脫蠟水化處理,行常規(guī)H&E染色后,通過倒置光學(xué)顯微鏡觀察腎臟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。⑤腎臟組織抗氧化酶活性和MDA含量測定:取右側(cè)腎臟、加入適量冷裂解液行研磨勻漿,離心(3 000 r/min,10 min)取上清液,按試劑盒說明,通過化學(xué)比色法測定腎臟組織SOD、CAT活性和MDA含量。⑥血清中T-AOC和AOPPs水平的測定:腹主動脈取血(不做抗凝處理),離心(1 500 r/min,10 min)取血清,采用化學(xué)比色法測定血清中T-AOC和AOPPs水平。⑦血清中炎癥因子含量測定:參照各指標ELISA檢測試劑盒操作說明,通過酶標儀檢測血清中AOPPs、CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1含量水平。

      2 結(jié)果

      2.1 大蒜素對CRF大鼠24 h尿量、24 h尿蛋白量的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠24 h尿量顯著增加、24 h尿蛋白量顯著升高(P<0.01)。經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d后,CRF大鼠24 h尿量和24 h尿蛋白量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。結(jié)果見表1。

      2.2 大蒜素對CRF大鼠體重、腎臟指數(shù)的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠體重和腎臟指數(shù)均升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d后,大鼠體重升高(P<0.05),腎臟指數(shù)降低(P<0.01)。見表1。

      2.3 大蒜素對CRF大鼠血清腎功能指標的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠血清腎功能監(jiān)測指標(BUN、SCr、UA含量)升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d,上述指標降低(P<0.05或P<0.01)。見表2。

      表1 各組大鼠24 h尿量、24 h尿蛋白量、體重、腎臟指數(shù)比較

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

      2.4 大蒜素對CRF大鼠腎臟組織病變的影響 觀察各組大鼠腎臟HE染色病理切片:正常對照組大鼠腎小球、腎小管及間質(zhì)區(qū)組織結(jié)構(gòu)和細胞形態(tài)均未見異常;模型對照組呈現(xiàn)腎小球變性、數(shù)量減少、球囊黏連、囊腔和管腔擴大,腎小管內(nèi)結(jié)晶、壞死處可見大量炎癥細胞和少量中性粒細胞浸潤;與模型對照組比較,經(jīng)大蒜素5、10、20 mg/(kg·d)治療28 d,CRF大鼠腎臟組織病變明顯改善,以20 mg/(kg·d)組最為顯著。見圖1。

      2.5 大蒜素對CRF大鼠腎臟組織抗氧化酶活性和MDA含量的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠抗氧化酶活性顯著降低,MDA含量顯著升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d,CRF大鼠SOD活性升高,降低MDA含量(P<0.05或P<0.01),經(jīng)20 mg/(kg·d)治療,能夠升高CAT活性(P<0.01)。結(jié)果見表3。

      2.6 大蒜素對CRF大鼠血清T-AOC、AOPPs水平的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠血清T-AOC水平降低(P<0.01),AOPPs水平升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d,CRF大鼠AOPPs水平降低(P<0.05或P<0.01);經(jīng)大蒜素20 mg/(kg·d)治療,T-AOC水平升高(P<0.05)。結(jié)果見表4。

      表2 各組大鼠血清腎功能監(jiān)測指標

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

      圖1 各組大鼠腎臟組織病變(HE,400×)

      組別只數(shù)SOD(U/mgprot)CAT(U/mgprot)MDA(nmol/mgprot)正常對照組2013.1±1.82.5±0.64.6±1.1模型對照組206.4±1.0**1.2±0.4**15.2±2.3**大蒜素5mg/(kg·d)組207.1±1.31.5±0.313.0±2.7大蒜素10mg/(kg·d)組208.9±1.5#1.6±0.48.1±1.6##大蒜素20mg/(kg·d)組2011.2±1.6##1.9±0.6##6.3±1.2##

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

      表4 各組大鼠血清T-AOC、AOPPs水平比較

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

      2.7 大蒜素對CRF大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d,CRF大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。見表5。

      表5 各組大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量比較

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

      2.8 大蒜素對CRF大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量的影響 與正常對照組比較,模型對照組大鼠血清hs-CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量升高(P<0.01);經(jīng)大蒜素10、20 mg/(kg·d)治療28 d,CRF大鼠血清CRP、TNF-α含量降低(P<0.05或P<0.01);經(jīng)大蒜素20 mg/(kg·d)治療,CRF大鼠血清IL-1、IL-6含量降低(P<0.05或P<0.01)。見表6。

      3 討論

      在已知CRF發(fā)生發(fā)展的病理機制中,氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用[6-8],這也為新型抗CRF藥物的研究提供了新的思路。大蒜素是一種具有多種生物學(xué)活性的二烯丙基三硫化物[4-5],本實驗研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)大蒜素治療28 d,能夠有效減少CRF大鼠排尿量,降低24 h尿蛋白量,降低血清BUN、SCr、UA含量,抑制CRF大鼠腎臟組織病變,降低腎臟指數(shù),提示大蒜素對CRF大鼠腎臟具有一定的保護作用。

      既往Locatelli等[4]研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激損傷與慢性腎病發(fā)生發(fā)展及患者預(yù)后密切相關(guān)。機體組織抗氧化酶活性降低是導(dǎo)致氧自由基(ROS)過剩的主要原因,腎臟組織SOD、CAT含量豐富,是清除ROS而抑制氧化應(yīng)激損傷的重要屏障[9]。韓海燕等[10]研究顯示,抗氧化酶活性降低將導(dǎo)致ROS蓄積而引發(fā)脂質(zhì)過氧化損傷,MDA含量升高。T-AOC水平能夠反映機體整體抗氧化能力;AOPPs是一種氧化修飾蛋白,為常用體內(nèi)氧化應(yīng)激標志物[11]。Li等[12]報道,持續(xù)靜脈注射AOPPs,能夠加重慢性腎病動物氧化應(yīng)激損傷,此外,既往研究發(fā)現(xiàn),AOPPs能夠介導(dǎo)機體炎癥反應(yīng)[13]。本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)大蒜素治療28 d,能夠有效改善CRF大鼠腎臟組織抗氧化酶(SOD、CAT)活性并降低MDA含量,提高血清T-AOC水平并降低AOPPs水平,提示大蒜素具有抑制CRF大鼠氧化應(yīng)激損傷的作用。

      血清炎癥細胞因子(CRP、IL-1、IL-6、TNF-α)含量水平是臨床監(jiān)測機體炎癥反應(yīng)的常用指標,而sICAM-1、VCAM-1含量與炎性細胞浸潤密切相關(guān)[14]。本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)大蒜素治療28 d,能夠有效降低CRF大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1含量水平,進而起到抑制炎癥反應(yīng)的作用。

      綜上所述,大蒜素能夠有效改善CRF大鼠腎功能,抑制腎臟組織病變,改善抗氧化酶活性、降低氧化應(yīng)激損傷,調(diào)節(jié)炎癥因子水平、抑制炎癥反應(yīng),提示大蒜素可能通過降低氧化應(yīng)激損傷和抑制炎癥反應(yīng),對CRF大鼠起到一定的保護作用。

      表6 各組大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量比較

      注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型對照組比較,#P<0.05,##P<0.01

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