肥胖大鼠尿蛋白排泄增加及意义

杜 娟，魏立晶

（1.长春市中心医院 肾内科，吉林 长春 130051；2.吉林大学第一医院 检验科）

肥胖是由于能量摄入超过消耗，导致体内脂肪积聚过多而造成的疾病。1997年世界卫生组织（WHO）明确宣布肥胖为一种疾病。随着社会经济的发展和文明程度的提高，人们的饮食习惯和生活方式也在逐渐的改变，肥胖的发生率越来越高。

1974年Weisinger等首次报道严重肥胖患者出现大量蛋白尿并命名为肥胖相关性肾病 （ORG）。以后有个案报告、尸检资料及临床病理资料均证实肥胖可引起肾脏损害。在我们以前的临床观察中也发现，肥胖可以导致蛋白尿的增加［1，2］。但其发病机制目前仍不十分清楚。

本研究采用高营养饮食诱导大鼠制成肥胖动物模型，检测尿蛋白的排泄，并探讨蛋白尿的变化及意义。

1 研究方法

1.1 肥胖动物模型的建立［3］

选择体重60－100 g之间的健康 Wistar大鼠20只。雌雄不拘，分笼饲养。适应性饲养3天。随机分为：1）正常对照组（Con组）：8只；2）实验组（Ob组）：12只。Con组给予普通饲料，Ob组给予高营养饮食。以上动物和饲料均由吉林大学实验动物部提供。Ob组与Con组在同一环境中饲养，自由饮水。每周称量体重（g），身长（cm），尾长一次（cm）。

1.2 留取标本

在实验14周时，Ob组与Con组大鼠均置于代谢笼中，自由饮水，收集24小时全部尿液，称取尿液体积（ml），取4 ml备检测尿蛋白，视黄醇结合蛋白（RBP），尿肌酐。取大鼠左侧肾脏，置于冰袋上，切取肾脏皮质迅速放入2.5%戊二醛中固定，待做电镜标本。肾脏其余部分放入4%多聚甲醛中固定，待做光镜标本。

1.3 观察指标的测定

（1）计算 Lee’s指数，体重 （g）1／3×103／体长（cm）。

（2）尿蛋白，RBP，尿肌酐由LX20型生化自动分析仪（美国BACKMAN－COULTER公司）测定。

（3）血糖，血脂，血尿酸（UA），血肌酐（Cre），血尿素氮（BUN），胰岛素由生化自动分析仪测定。

（4）肾小球滤过率（GFR）用内生肌酐清除率（Ccr）表示，Ccr（ml／min）＝尿肌酐浓度（umol／L）／血肌酐浓度（umol／L）×24小时尿量（ml）／（60分×24）。

（5）常规制作石蜡切片，进行HE染色及 Masson染色，光镜下观察肾脏结构。

（6）常规制备电镜标本，JEM－1200EX型透射电镜下观察，拍摄照片。

1.4 统计学处理

各组数据采用均数土标准差（±s）表示，组间数据比较采用t检验。

2 结果

2.1 0周时Ob组与Con组比较性别、体重、身长、尾长，Lee’s指数等无差异（P＞0.05），见表1。

2.2 14周时Ob组体重、身长，Lee’s指数明显高于Con组（p＜0.05），见表2。

表1 Ob组与Con组大鼠基线参数比较

表2 14周时Ob组与Con组大鼠体重比较

2.3 Ob组与Con组在14周时比较尿量无明显差异，RBP无明显差异，Ob组在14周时尿蛋白明显高于Con组（P＜0.05），见表3。

表3 不同时间Ob组与Con组大鼠尿蛋白比较

2.4 14周时Ob组Ccr明显高于Con组（P＜0.01）。

2.5 14周时Ob组与Con组比较空腹血糖升高，高密度脂蛋白降低（P＜0.05）。Ob组个别大鼠的胰岛素高达44.42IU／ml，但二组间比较无明显差异。Ob组个别大鼠呈乳糜血，但二组间甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白无明显差异。Ob组与Con组比较血尿酸（UA），血肌酐（Cre），血尿素氮（BUN）等无差异（P＞0.05），见表4。

表4 14周时Ob组与Con组大鼠血生化指标的比较

2.6 14周时Ob组与Con组光镜下肾脏病理观察结果：Con组大鼠肾脏为正常组织结构，见图1和图3。Ob组大鼠肾脏被膜光滑，肾小球在切片上呈圆形，镜下见肾皮质区肾小球肥大，肾小囊狭窄，节段性毛细血管闭塞，球囊粘连，见图2和图4。

2.7 14周时电镜下肾脏皮质观察结果：Con组大鼠肾脏为正常肾小球结构，见图5。Ob组大鼠肾脏肾小球滤过膜结构完整，内皮细胞呈固缩状细胞核，核内染色质趋边凝聚；基底膜轻度增厚，偶见双轨征；足细胞呈粗大状，核呈不规则形，胞质内线粒体肿胀，可见次级溶酶体，还可见均质状圆形小体，足突轻度微绒毛化；系膜区基质增生，系膜细胞数量增多，细胞核呈不规则型，核内异染色质趋边凝聚；毛细血管腔内可见大量红细胞，见图6。

3 讨论

3.1 高热量饮食诱导大鼠制成肥胖动物模型

肥胖是遗传因素和环境因素共同作用的结果，鉴于临床中大多数肥胖患者是由于高热量饮食导致的，故本研究采用高脂饮食诱导Wistar大鼠制成肥胖动物模型。

幼年动物对高脂食物更敏感，所以实验开始时，选择体重60－100 g之间的健康 Wistar大鼠，随机分为正常对照组和肥胖模型组，二组间的性别、体重、身长、尾长，Lee’s指数等均无差异。正常对照组给予普通饲料，每克含热量12.4焦耳，而肥胖模型组给予高脂肪高热量饲料，每克含热量16.9焦耳。饲料中高比例的脂肪成分可能破坏了能量摄入的调节机制，引起所谓的“高脂性食欲亢进”［4］。14周后实验结束时，Ob组体重、身长，Lee’s指数明显高于Con组（P＜0.05）。Ob组出现血脂异常，其中高密度脂蛋白明显低于Con组（P＜0.05），甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白与Con组比较虽无明显升高，但亦有上升的趋势。Ob组大鼠腹部脂肪较多，肾脏的大体标本可见肾周脂肪组织较多，反映了局部脂肪组织的蓄积，因此认为本实验成功复制了营养性肥胖大鼠模型。

3.2 肥胖大鼠蛋白尿的排泄增加

本实验观察了二组大鼠分别在14周的尿量变化。在不同的时间点二组大鼠的尿量无明显变化，但Ob组有减少的趋势，与既往报道相同［5］。

此外还观察了二组大鼠分别在14周的尿蛋白变化。二组间比较RBP的变化亦不明显，RBP可自由通过肾小球滤过膜，99.97%在近曲小管被重吸收，故正常情况下尿中含量甚微。当肾小管受损伤时，RBP重吸收减少，尿中排泄增加，而从本实验结果来看，Ob组大鼠的肾小管损害并不严重。

14周时Ob组大鼠24小时尿蛋白定量明显高于Con组，正常情况下，肾小球毛细血管滤过膜的电荷屏障与机械屏障共同阻挡了血浆中大分子蛋白的滤出，小分子蛋白可以通过毛细血管壁，但滤过量很小，在近曲小管被重吸收，远曲小管分泌蛋白可进入尿液，但量很少，所以认为尿蛋白的出现及升高是肾小球病理性改变的标志。

3.3 肥胖大鼠肾脏形态结构的改变

本实验采用HE染色和MASSON染色等方法观察了Ob大鼠肾脏病理结构，光镜下可见Ob组大鼠肾小球呈圆形，未见明显增生和萎缩，毛细血管袢未见坏死，肾小球毛细血管未见扩张充血，管壁未见增厚，肾小管上皮完好，间质无炎细胞浸润，为基本正常肾脏结构。与Con组比较无明显区别。

本研究通过透射电子显微镜观察Ob大鼠肾小球的结构，结果表明Ob组大鼠内皮细胞呈固缩状细胞核，核内染色质趋边凝聚，有类似凋亡的改变；基底膜轻度增厚，偶见系膜细胞插入形成的双轨征；足细胞呈粗大状，核呈不规则形，胞质内线粒体肿胀，可见次级溶酶体，还可见均质状圆形小体，足突轻度微绒毛化。

从电镜结果来看，肥胖大鼠肾小球超微病理改变明显，也为肥胖大鼠产生蛋白尿提供有力的形态学依据。国内有学者用形态计量学的方法研究了肾病大鼠足细胞的形态变化规律，并同时观察其与不同时间点尿蛋白排出量的关系，发现足细胞体积和形态的变化与尿蛋白排出量直接相关，而且足细胞的变化早于尿蛋白的变化［6］，该结论支持本研究结果。

3.4 肥胖导致蛋白尿的机制及意义

评价肾小球滤过功能最重要的参数是肾小球滤过率，即每分钟经肾小球滤出的血浆液体量。因其检测方法较复杂，故采用内生肌酐清除率代替。肌酐是肌酸的代谢产物，大部分从肾小球滤过，不被肾小管重吸收，排泌量很少。而血肌酐的生成量和尿肌酐的排出量较恒定，故每分钟内将若干毫升血液内的内生肌酐全部清除出去，即为内生肌酐清除率。本研究结果显示，Ob组大鼠Ccr明显高于Con组，反映出Ob组大鼠GFR明显升高。这正是肾功能早期改变的证据。而此时反映肾小球滤过功能的其他指标包括尿素氮、血肌酐和血尿酸等尚无明显改变。

目前认为蛋白尿的发生与肾小球滤过屏障丧失正常的结构和功能密切相关，正常肾小球滤过膜包括三层结构，从内到外为毛细血管内皮细胞层，基底膜和足细胞层。足细胞层是尿蛋白滤出的最后屏障，被称为“细筛”，也是最容易受损的细胞成分。近年来人们研究证实了一系列位于足突裂孔隔膜或由足细胞表达的蛋白，这些蛋白在蛋白尿发生中的作用成为人们研究的热点。

［1］杜 娟，张素华，吴豪杰，等.重庆市主城区人群肥胖与微量白蛋白尿的相关性调查［J］.重庆医科大学学报，2007，32（7）：705.

［2］杜 娟，马俐儒，罗 萍，等.肥胖患者肾脏病理改变及临床特点分析［J］.中国实验诊断学，2007，11（8）：1109.

［3］李 才，主编.疾病模型及实验病理学［M］.吉林大学出版社，2002：139－140.

［4］Roma RB，Michelle JS，Jillian LS.Voluntary exercise and monounsaturated canola oil reduce fat gain in mice fed diets high in fat［J］.J Nutrition，1997，127：2006.

［5］Betram MA，Estornell E，Barber T，et al.Nitrogen metabolism in obesity induced by monosodium glutamate in rats［J］.Int J Obes，1992，16：555.

［6］邓江红，丁 洁，管 娜，等.嘌呤霉素肾病鼠尿蛋白量与足突形态改变的关系［J］.肾脏病与透析肾移植杂志，2003，12（4）：313.