張 洋,張桂信,2,趙金龍,李詩潔
梗阻性黃疸(obstructive-jaundice,OJ)是一種常見的由于膽總管阻塞引起的膽汁流受阻而導(dǎo)致血清膽紅素水平升高的臨床疾病,表現(xiàn)為結(jié)膜、皮膚、尿色變黃。OJ患者會(huì)出現(xiàn)各種病理生理變化從而影響肝,腎,心臟和免疫系統(tǒng),可伴有嚴(yán)重的并發(fā)癥,如肝腎功能衰竭、敗血癥、凝血障礙、免疫抑制、以及消化道出血等[1-2]。
OJ時(shí)體內(nèi)膽汁淤積,膽汁流量減少,膽汁酸及其它有毒的化合物淤積在肝內(nèi),對(duì)肝臟損傷造成直接損傷。大量的膽汁淤積,膽汁酸經(jīng)腸道排泄受阻而入血增加,腎臟排泄便成為膽汁酸消除的主要途徑[3]。急性腎衰竭(acute renal failure,ARF)為OJ患者嚴(yán)重的并發(fā)癥之一,其發(fā)生率在10%左右[4],病情危險(xiǎn),患者死亡率可高達(dá)70~80%[5]。OJ腎臟損傷中除了常見的ARF外[6],另一種則為膽汁淤積性腎病,其特征是腎小管中存在膽汁,通過膽汁淤積的阻塞作用或直接的膽汁酸毒性作用造成腎小管損傷[7-8]。無論何種腎損傷都會(huì)嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量,甚至危及生命。本文將著重從氧化應(yīng)激導(dǎo)致梗阻性黃疸腎臟損傷的病理機(jī)制及藥物的干預(yù)作用進(jìn)展進(jìn)行綜述。
研究顯示[9-10],OJ大鼠近曲小管上皮細(xì)胞腫脹明顯加重,細(xì)胞內(nèi)膽色素顆粒沉積增多,集合管上皮細(xì)胞排列錯(cuò)亂,胞體腫脹,出現(xiàn)空泡水樣變性;同時(shí),部分上皮細(xì)胞脫落、壞死,伴間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤,胞漿崩解,開始出現(xiàn)蛋白及細(xì)胞管型。腎小球囊間隙逐漸增加,出現(xiàn)腎小球凝集;腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)水腫,微絨毛減少,排列雜亂,病理改變隨梗阻時(shí)間延長而加重;后期腎小管上皮細(xì)胞和線粒體呈現(xiàn)空泡化,線粒體嵴發(fā)生斷裂及消失,內(nèi)容物溢出,部分線粒體崩解。
梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣,包括膽汁的直接毒性、腎臟缺血再灌注、腸道屏障功能破壞、膽紅素?fù)p傷作用、內(nèi)毒素?fù)p傷作用、氧化應(yīng)激損傷作用、Bcl-2和Bax介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用、炎癥因子及血清白蛋白降低、自噬作用相對(duì)不足等[10-11]。其中,氧化應(yīng)激在梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。
氧化應(yīng)激是指機(jī)體受到各種如藥物、毒物代謝物、膽汁淤積和酒精代謝等有害刺激時(shí),體內(nèi)的氧化和抗氧化兩大系統(tǒng)之間平衡失調(diào),氧化過多所導(dǎo)致的應(yīng)激狀態(tài)。由超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基等組成的活性氧族(reactive oxygen species,ROS)與由谷胱甘肽(glutathione,GSH)、輔酶Q、尿酸、褪黑素等組成的內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)之間平衡的失調(diào)會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)[12-13]。氧自由基由內(nèi)皮細(xì)胞、炎癥細(xì)胞和實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生,游離氧自由基水平的增加會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞毒性作用,對(duì)多種疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要的影響[14]。在生理情況下,機(jī)體內(nèi)ROS通常維持在較低水平,并作為第二信使參與細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo),維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。然而在氧化應(yīng)激狀態(tài)下,氧自由基異常增多,并通過作用于蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA等大分子而引起細(xì)胞損傷[15-16],此外,異常增多的氧自由基還能夠觸發(fā)線粒體內(nèi)膜中線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔的開放,會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞色素C釋放和細(xì)胞凋亡[17]。
脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(malonic dialdehyde,MDA),是一種測(cè)定機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的常用生物標(biāo)志物;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一種能夠清除內(nèi)皮細(xì)胞中ROS的抗氧化酶,在抗氧化防御中發(fā)揮重要作用[14]。GSH是含有半胱氨酸的三肽,在大多數(shù)真核細(xì)胞中大量存在。GSH有助于將細(xì)胞總巰基殘基維持在還原狀態(tài),減少氧化應(yīng)激,保護(hù)蛋白質(zhì)形態(tài)和功能[18]。在膽汁淤積癥中,氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致組織損傷的主要表現(xiàn)包括MDA水平升高及SOD和GSH的減少[19]。
氧化應(yīng)激反應(yīng)是體內(nèi)ROS與機(jī)體抗氧化能力之間的失衡,與大多數(shù)慢性疾病密切相關(guān);ROS在肝內(nèi)積聚被認(rèn)為是黃疸膽汁淤積性組織損傷發(fā)病機(jī)制的重要原因[2]。氧自由基作為氧化應(yīng)激的標(biāo)志物,與OJ導(dǎo)致的肝、腎及腸黏膜屏障損傷可能有著密切的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究顯示:與正常大鼠相比,OJ大鼠模型的氧自由基水平在肝臟、腎臟及腸道中顯著升高[20]。OJ時(shí)腎臟線粒體MDA的含量與腎臟組織病理損傷程度呈正相關(guān),還原型GSH可以通過抑制腎臟線粒體MDA水平來減輕OJ造成的腎臟損傷[9]。另有研究顯示,OJ時(shí)大鼠腎臟線粒體膜膽固醇和MDA含量升高,且與膽總管梗阻時(shí)間和腎臟損傷程度呈正相關(guān),說明氧自由基通過脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和線粒體損害造成腎臟損傷[21-22]。膽道梗阻狀態(tài)下,大鼠腎臟SOD水平下降,與腎臟細(xì)胞凋亡、內(nèi)毒素含量呈負(fù)相關(guān),而MDA含量升高與其呈正相關(guān),證明氧自由基參與了OJ大鼠的腎臟損傷過程。此外,一氧化氮(nitric oxide,NO)也在OJ導(dǎo)致的腎臟損傷中起到一定的促進(jìn)作用[23-24]。而蔣飛照等[25]的研究顯示,血漿NO的變化與OJ腎臟功能損害的程度并不完全一致,提示在OJ不同時(shí)期NO可能起不同的作用,其作用機(jī)理也有待進(jìn)一步研究。
膽汁鹽中的去污劑效應(yīng)可通過引起氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化和GSH氧化而導(dǎo)致質(zhì)膜的溶解和細(xì)胞死亡。在膽汁淤積肝外組織損傷的研究中發(fā)現(xiàn),膽汁淤積與心臟,腎臟和腦中高水平的脂質(zhì)過氧化之間存在一定的關(guān)聯(lián)[26-27]。OJ時(shí),由于膽汁酸無法流入腸道造成膽汁肝內(nèi)外膽汁淤積,膽汁酸水平增加及肝細(xì)胞內(nèi)有毒膽汁鹽的積累還會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡,最終導(dǎo)致肝腎功能衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥[18, 28]。
4.1 實(shí)驗(yàn)研究治療進(jìn)展 丹參作為中國傳統(tǒng)活血化瘀藥物,包含丹參素和丹酚酸B兩種主要成分[21],具有抗氧化、清除氧自由基、保護(hù)腎臟線粒體、降低腎臟膽固醇水平、增加其細(xì)胞膜流動(dòng)性、提高GSH水平的作用,保護(hù)OJ大鼠的腎臟損傷[22]。研究證實(shí),丹參注射液能夠減輕氧自由基脂質(zhì)過氧化作用,抑制氧化酶活性,增加腎臟微循環(huán)血流,同時(shí)還可以降低OJ時(shí)血內(nèi)毒素水平和內(nèi)皮素-1水平,改善腎臟微循環(huán)障礙,減輕梗阻性黃疸腎臟損傷[29]。
髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)和MDA相似,作為脂質(zhì)過氧化物反應(yīng)的終末產(chǎn)物,也能夠間接反應(yīng)氧自由基對(duì)腎細(xì)胞的損傷。尚喜雨等研究顯示[30],與OJ大鼠相比,OJ+青藤堿干預(yù)組腎臟中MDA和MPO水平降低,血清總抗氧化能力水平增加,減輕了氧化應(yīng)激造成的腎臟損傷。苗志釗等研究結(jié)果示[31],中藥單體白藜蘆醇在OJ大鼠腎損傷中有保護(hù)作用,與OJ組大鼠相比,OJ+白藜蘆醇治療組血清尿素、肌酐水平顯著降低,腎臟中SOD、GSH水平明顯升高,MDA水平顯著下降,細(xì)胞凋亡率顯著降低,證明白藜蘆醇可以通過提高SOD活性、降低MDA水平發(fā)揮抗氧化、抗凋亡的作用。高劑量紅景天甙溶液(30 mg/100 g)腹腔注射,能夠降低OJ大鼠MDA水平,提高SOD水平,其抗氧化效果顯著[32]。沙海參提取物也能降低OJ大鼠尿素、肌酐、尿酸水平及腎臟中的MDA等脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)物[33]。國內(nèi)張雪霞等[34]認(rèn)為,應(yīng)用七氟醚對(duì)OJ大鼠進(jìn)行預(yù)處理,可降低腎臟組織MDA,升高SOD、ATP,減少氧自由基的產(chǎn)生,進(jìn)而顯著減輕大鼠腎臟損傷。另外一項(xiàng)研究證明給予OJ大鼠番茄紅素口服100 mg/(kg·d),14 d后,與OJ組大鼠相比,OJ+番茄紅素處理組大鼠血漿中的MDA、NO水平明顯降低,還原型GSH水平升高,抗氧化酶活性增強(qiáng),顯著降低了DNA損傷,減輕OJ大鼠的肝腎損傷[2]。
多巴酸鈣是一種抗氧化性藥物和血管保護(hù)劑,主要用于治療血管功能紊亂等疾病,減少氧自由基,增加NO的表達(dá)和合成,防止內(nèi)皮細(xì)胞脫落等。研究表明多巴酸鈣可降低氧自由基所增加的微血管通透性,提示多巴酸鈣的血管保護(hù)作用可能與其抗氧化活性有關(guān)[35]。水飛薊素具有抗氧化,抗纖維化,免疫調(diào)節(jié)和抗病毒等特性,其可以通過減少氧化應(yīng)激起到保護(hù)OJ導(dǎo)致的肝臟及肝外組織損傷[36]。由過氧化氫誘導(dǎo)的CaCO-2細(xì)胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的積累導(dǎo)致腸道氧化應(yīng)激增加,白藜蘆醇可以通過啟動(dòng)血紅素氧合酶-1依賴的信號(hào)傳導(dǎo)提高腸上皮細(xì)胞SOD活性,減少活性氧產(chǎn)生,從而起到保護(hù)正常腸道屏障的作用[14]。Padillo等[37]發(fā)現(xiàn)膽管阻塞時(shí)可引起強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激,褪黑激素能夠抑制實(shí)驗(yàn)性膽汁淤積造成的肝損傷。
4.2 臨床研究治療進(jìn)展 由于OJ患者絕大多數(shù)需要手術(shù)解除膽道梗阻,麻醉劑的選擇也可成為術(shù)后恢復(fù)的關(guān)鍵,研究顯示[4],靜脈注射麻醉藥物芬太尼,硫噴妥納,異丙酚,氯胺酮均能夠不同程度減輕OJ時(shí)氧化應(yīng)激造成的腎臟損傷。與其他三組麻醉藥大鼠比較,氯胺酮組腎臟MDA水平最低。氯胺酮和異丙酚兩種麻醉劑在OJ大鼠腎臟中產(chǎn)生的氧自由基最少,可以降低術(shù)后ARF的發(fā)生率,這一研究為臨床上OJ患者選用麻醉藥物提供了一定的參考依據(jù)。一項(xiàng)臨床前瞻性研究顯示[38],辛伐他丁對(duì)OJ患者術(shù)后早期的腎功能損傷有保護(hù)作用,相對(duì)于對(duì)照組患者術(shù)后腎功能的下降而言,給予辛伐他丁治療后的患者腎功能無明顯下降,這可能與抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等作用來實(shí)現(xiàn)的。
有臨床研究表明[39],OJ患者中,腎小球?yàn)V過率減少或腎功能障礙與血液中脂質(zhì)過氧化和抗氧化狀態(tài)的改變有關(guān),其中多種惡性疾病的進(jìn)展也與氧化應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)。氧化應(yīng)激對(duì)糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy, DN)的發(fā)病機(jī)制也起著重要作用。高血糖在導(dǎo)致ROS增多同時(shí),也使抗氧化系統(tǒng)清除酶減少。尿酸是內(nèi)源性抗氧化劑之一,也是嘌呤代謝的最終產(chǎn)物,隨著糖尿病氧化應(yīng)激的增加,尿酸增加作為機(jī)體抗氧化防御機(jī)制??诜葝u素負(fù)載的三甲基殼聚糖納米粒配合皮下注射胰島素能夠改善氧化應(yīng)激狀態(tài),減輕DN[40]。
氧化應(yīng)激也會(huì)對(duì)終末期腎病造成的心血管疾病構(gòu)成嚴(yán)重威脅,一項(xiàng)研究中,與對(duì)照組相比,透析終末期腎病患者的MDA顯著增加[41]。還有研究顯示,在太空飛行期間,宇宙輻射暴露以及超重力的特殊條件會(huì)引起細(xì)胞和基因的損傷,導(dǎo)致機(jī)體氧化-抗氧化失衡,腎臟會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致線粒體功能障礙以及腎小管和腎小球的損傷[13]。
綜上所述,氧化應(yīng)激反應(yīng)是梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)病機(jī)制之一,OJ患者術(shù)前術(shù)后減少機(jī)體氧自由基的產(chǎn)生,控制氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)起到保護(hù)腎損傷甚至預(yù)防ARF的作用。關(guān)于藥物預(yù)防治療方面雖有不少研究,但應(yīng)用于臨床卻為數(shù)不多,其確切效果還有待考驗(yàn),發(fā)現(xiàn)新的藥物成為預(yù)防OJ腎損傷的關(guān)鍵;除此之外,中西醫(yī)結(jié)合治療梗阻性黃疸腎臟損傷仍受到一些限制,中醫(yī)藥作為巨大的寶庫,需要更多更深入的挖掘用以臨床治療;OJ時(shí)腎臟損傷是多種因素共同作用的綜合結(jié)果, 如全身血流動(dòng)力學(xué)及腎血流動(dòng)力學(xué)的改變、低血容量內(nèi)毒素血癥、高膽紅素血癥等,單純藥物治療不能完全阻止腎損傷的發(fā)生[42],及時(shí)解除膽道梗阻,并應(yīng)用針對(duì)不同機(jī)制的中西藥進(jìn)行聯(lián)合治療以達(dá)到最佳治療效果及促進(jìn)術(shù)后恢復(fù)。