硫代硫酸钠对尿毒症老年大鼠血管钙化的影响

魏 勇 崔美玉 (山东大学医学院，山东 济南 25002)

心血管疾病在慢性肾脏病患者中的发病率是健康人的3～6倍，是慢性肾脏病患者的主要死因〔1〕，老年慢性肾脏病患者心血管疾病发病率更高，其中动脉血管钙化是慢性肾脏病患者心血管疾病的主要病理生理机制之一。目前对于慢性肾脏病患者血管钙化尚无有效的治疗方法。硫代硫酸钠(STS)是一种具有很强抗氧化特性的化合物，对人体无毒性作用，一个世纪前开始用于氰化物中毒的治疗〔2〕，近年来研究证明STS可以减轻卡铂和顺铂对肾脏的损害〔2～4〕，并且在对钙化防御的治疗中取得了成功〔5，6〕。本研究探讨STS是否能够预防尿毒症老年大鼠血管钙化及其作用机制。

1 材料与方法

1.1 材料 健康20月龄雄性Wistar大鼠36只，体重400～500 g，饲养于山东大学齐鲁医院实验动物中心。腺嘌呤由Sigma公司提供，STS为上海新亚制药厂产品，超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)等指示剂盒购于南京建成生物制品公司。MGP、Fetuin-A ELISA试剂盒购于上海韵涵生物科技有限公司。

1.2 动物模型制备及药物干预 所有大鼠适应性喂养1 w后，随机分为正常对照组、尿毒症组、STS组，每组12只大鼠。腺嘌呤加蒸馏水配成质量分数为2%混悬液，每日250～300 mg/kg灌胃，正常对照组用等量蒸馏水灌胃，持续4 w，4 w后将STS与生理盐水按1∶3比例配成溶液，按0.4 g/kg给予大鼠腹腔注射，每周3次，持续6 w。

1.3 标本采集 试验第10周注射过量戊巴比妥那处死全部动物，处死前颈动脉取血3 ml，分离血清(－20℃保存备用，待测生化指标)，迅速剖开动物取胸主动脉全长，用PBS冲洗后－70℃保存备用。

1.4 血管组织钙含量测定 取胸主动脉组织1 cm(约10 mg)于80℃烤干，组织称重，加入2 mmol/L浓硝酸，室温消化12～24 h，将消化管放于自控电热消化器上消化至酸全部挥发，冷却后用去离子水2 ml充分振荡溶解过夜，取1.5 ml样品，加入1%氯化锶150 μl，用Perkin-Elmer703型原子吸收分光光度计测定422.7 nm波长下的各管A值，自标准曲线上查出钙含量，并换算成μmol/g。

1.5 大鼠血MDA、SOD、MGP、Fetuin-A的测定 大鼠腹主动脉取血，静置，4℃ 2 000 r/min离心15 min，分离血清，按照试剂盒说明书用硫代巴比妥酸(TBA)微量法测定血清MDA含量;用黄嘌呤氧化酶法测定血清SOD活性。ELISA法测定血Fetuin-A和MGP蛋白水平，每份标本测定2次后取平均值。

2 结果

2.1 各组动物血管钙含量及血清SOD、MDA水平 见表1，STS治疗组大鼠血管钙含量显著低于尿毒症大鼠(P＜0.05);与尿毒症大鼠相比，STS组大鼠血清MDA水平显著降低、SOD活性明显提高(P＜0.05)。

表1 各组大鼠血管钙含量及血清SOD、MDA水平(±s ，n=12)

表1 各组大鼠血管钙含量及血清SOD、MDA水平(±s ，n=12)

与正常对照组比较:1)P＜0.05;与尿毒症组比较:2)P＜0.05，下表同

组别 血管钙含量(μmol/g)SOD(IU/mgprot)MDA(nmol/mgprot)正常对照组20±2 20.90±0.97 4.99±0.44尿毒症组 57±51) 11.47±1.321) 11.54±0.861)STS组 25±32) 17.34±0.682) 7.86±0.342)

2.2 各组动物血浆MGP、Fetuin-A水平 见表2，与正常对照组比较，尿毒症大鼠MGP、Fetuin-A水平显著降低;与尿毒症大鼠组相比，STS组大鼠 MGP、Fetuin-A水平明显提高(P＜0.05)。

表2 各组动物血MGP、Fetuin-A水平(±s ，n=12)

表2 各组动物血MGP、Fetuin-A水平(±s ，n=12)

组别 MGP(nmol/L) Fetuin-A(ng/ml)正常对照组13.1±1.97 1.86±0.21尿毒症组 8.6±1.51) 0.46±0.111)STS组 11.5±1.432) 1.31±0.152)

3 讨论

慢性肾脏病患者中的血管钙化较一般人群明显加速和加重，在慢性肾脏病人群中老年患者血管钙化发病率更高〔7～9〕，血管钙化是慢性肾脏病患者心血管事件发生率和死亡率增加的重要危险因素〔10，11〕。近年来最新的证据表明，血管钙化是一种类似于骨和软骨形成的主动的调节过程，伴随着血管平滑肌细胞向成骨样细胞的转化，在这一过程中，氧化应激发挥了重要作用，Parhami等〔12〕指出脂质过氧化物具有强的剂量依赖性的促进血管平滑肌细胞向成骨细胞分化的作用，Mody等〔13〕的研究表明过氧化氢或黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶能增加细胞内的氧自由基，促进血管平滑肌细胞的成骨细胞分化，这作用能被外源性抗氧化剂所阻断。氧化应激不仅存在于轻-中度肾功能不全患者，在存在于尿毒症患者〔14〕，血清SOD和MDA的水平可分别从生成过程和生成物两方面反映体内氧自由基的含量，是过氧化反应的重要指标。SOD是细胞内一种重要的抗氧化酶，催化O－转变为H2O2和O2的歧化反应，SOD活力高低间接反映机体清除氧自由基的能力;MDA是氧自由基攻击细胞膜中的不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化作用并因此形成的脂质过氧化物，MDA的水平可以反映体内脂质过氧化的程度，并间接反映细胞膜损伤的程度。

近年来研究发现，ESRD患者的血管钙化是由多因素参与的主动的调节过程，在这一过程中，促进和抑制钙化的因素尤其钙化抑制因子的失调在系统和(或)局部水平起重要作用，钙化抑制因子包括基质Gla蛋白、Fetuin-A等。Fetuin-A是一种主要由肝细胞分泌的Ca2+结合蛋白，广泛存在于细胞外液，是重要的循环钙化抑制剂，一方面可与MGP及钙磷酸盐矿物质结合形成循环蛋白矿物复合物以防止血管钙化的发生，另一方面还可抑制BMP(骨形态发生蛋白)和转化生长因子β的促钙化作用〔15〕，Fetuin-A基因缺陷小鼠能够发生以主动脉为主的血管、肺等软组织钙化〔16〕。MGP主要由骨细胞和成骨细胞合成及分泌，是骨细胞成熟的晚期标志之一。MGP含有5个羧基谷氨酸(Gla)基团，是成骨细胞的标志分子，以维生素K作为辅助因子的γ-谷氨酸羧化酶可将无活性的Gla残基羧化为有活性的Gla残基〔17〕。MGP 有抑制血管钙化的功能，研究显示〔18〕，MGP基因敲除大鼠主动脉及其分支发生严重的血管钙化，后期逐渐发展为主动脉破裂。另外，MGP能够与Ca2+结晶结合，抑制羟磷灰石结晶的生长，进而抑制血管钙化。

STS是一种具有很强抗氧化特性的化合物，可与钙离子形成螯合物，对人体无毒性作用。本文结果显示目前对慢性肾脏病患者血管钙化仍没有有效地预防及治疗方法。STS可以有效减少钙在血管壁的沉积，延缓血管钙化的发生，尿毒症确实可以引起机体氧化应激水平升高，STS可以阻止尿毒症大鼠血管钙化的发生，作用机制可能是STS通过其抗氧化特性减轻尿毒症引起的脂质过氧化反应，增强SOD活性，提高机体抗氧化能力，促进自由基清除、抑制或阻断自由基引发的脂质过氧化反应，改善细胞内皮功能。尿毒症大鼠血MGP、Fetuin-A等钙化抑制蛋白明显降低，是导致血管钙化的原因之一，STS不仅具有抗氧化作用，而且具有调节某些钙化抑制因子的能力，通过增加钙化抑制因子的水平，抑制或减轻血管钙化的发生。

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