大蒜素对慢性肾衰大鼠氧化应激和炎症反应的影响

杨雅楠

0 引言

慢性肾功能衰竭(Chronic renal failure，CRF)是各种肾脏疾病终末期的共同表现，病程不可逆且进行性加重[1]，目前尚无法治愈，临床上主要采取透析、降脂、抗聚、抗凝等治疗措施以缓解CRF症状并延缓病情发展[2-3]，因此，CRF一直是医药研究者关注的热点与难点。既往Locatelli等[4]和杨婧等[5]研究发现，氧化应激损伤和炎症反应是慢性肾病发生发展的重要因素，并且与患者预后密切相关。大蒜素是一种具有抗氧化、抗凋亡等多种药理学作用的二烯丙基三硫化物，但其对CRF大鼠氧化应激损伤和炎症反应是否具有抑制作用尚未见文献报道。本研究通过制备CRF大鼠模型并给予大蒜素进行干预治疗，探讨大蒜素对CRF大鼠氧化应激损伤和炎症反应的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物、药物与试剂 SD大鼠，清洁级，雄性，180～220 g，河北省实验动物中心提供[SCXK(冀)：2013-1-003]。大蒜素注射液(黑龙江江世药业有限公司，规格：2 mL∶30 mg)；H&E试剂盒和SOD、CAT、MDA、T-AOC、AOPPs、CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1试剂盒(北京博奥森生物技术有限公司)；BUN、SCr、UA试剂盒(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)；腺嘌呤(国药集团化学试剂有限公司)。

1.2 动物分组、模型制备与给药 100只实验用大鼠，随机分为正常对照组、模型对照组、大蒜素(5、10、20 mg/kg)组，每组20只。参照杜卉莲等[8]研究报道的实验方法制备CRF大鼠模型：25%腺嘌呤溶液250 mg/(kg·d)，连续灌胃21 d，制备CRF大鼠模型，正常对照组给予正常饮食、水。造模完成后，大蒜素5、10、20 mg/(kg·d)组腹腔注射治疗，正常对照组与模型对照组腹腔注射0.9%氯化钠注射液，疗程为28 d。

1.3 检测指标 ①收集24 h尿量，通过生化分析仪测定24 h尿蛋白量。②血清肾功能指标检测：腹主动脉取血(不抗凝)，离心取血清，通过生化分析仪测定血清BUN、SCr、UA含量。③肾脏指数的计算：实施麻醉后取肾脏，称量左侧肾脏重量，肾脏指数=左侧肾脏重量/体重。④肾脏组织病变的观察：取称量后左侧肾脏置于4%多聚甲醛溶液固定72 h，然后行石蜡包埋、切片、展片和脱蜡水化处理，行常规H&E染色后，通过倒置光学显微镜观察肾脏组织形态结构变化。⑤肾脏组织抗氧化酶活性和MDA含量测定：取右侧肾脏、加入适量冷裂解液行研磨匀浆，离心(3 000 r/min，10 min)取上清液，按试剂盒说明，通过化学比色法测定肾脏组织SOD、CAT活性和MDA含量。⑥血清中T-AOC和AOPPs水平的测定：腹主动脉取血(不做抗凝处理)，离心(1 500 r/min，10 min)取血清，采用化学比色法测定血清中T-AOC和AOPPs水平。⑦血清中炎症因子含量测定：参照各指标ELISA检测试剂盒操作说明，通过酶标仪检测血清中AOPPs、CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1含量水平。

2 结果

2.1 大蒜素对CRF大鼠24 h尿量、24 h尿蛋白量的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠24 h尿量显著增加、24 h尿蛋白量显著升高(P<0.01)。经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d后，CRF大鼠24 h尿量和24 h尿蛋白量显著降低(P<0.05或P<0.01)。结果见表1。

2.2 大蒜素对CRF大鼠体重、肾脏指数的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠体重和肾脏指数均升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d后，大鼠体重升高(P<0.05)，肾脏指数降低(P<0.01)。见表1。

2.3 大蒜素对CRF大鼠血清肾功能指标的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠血清肾功能监测指标(BUN、SCr、UA含量)升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d，上述指标降低(P<0.05或P<0.01)。见表2。

表1 各组大鼠24 h尿量、24 h尿蛋白量、体重、肾脏指数比较

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

2.4 大蒜素对CRF大鼠肾脏组织病变的影响 观察各组大鼠肾脏HE染色病理切片：正常对照组大鼠肾小球、肾小管及间质区组织结构和细胞形态均未见异常；模型对照组呈现肾小球变性、数量减少、球囊黏连、囊腔和管腔扩大，肾小管内结晶、坏死处可见大量炎症细胞和少量中性粒细胞浸润；与模型对照组比较，经大蒜素5、10、20 mg/(kg·d)治疗28 d，CRF大鼠肾脏组织病变明显改善，以20 mg/(kg·d)组最为显著。见图1。

2.5 大蒜素对CRF大鼠肾脏组织抗氧化酶活性和MDA含量的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠抗氧化酶活性显著降低，MDA含量显著升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d，CRF大鼠SOD活性升高，降低MDA含量(P<0.05或P<0.01)，经20 mg/(kg·d)治疗,能够升高CAT活性(P<0.01)。结果见表3。

2.6 大蒜素对CRF大鼠血清T-AOC、AOPPs水平的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠血清T-AOC水平降低(P<0.01)，AOPPs水平升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d,CRF大鼠AOPPs水平降低(P<0.05或P<0.01)；经大蒜素20 mg/(kg·d)治疗,T-AOC水平升高(P<0.05)。结果见表4。

表2 各组大鼠血清肾功能监测指标

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

图1 各组大鼠肾脏组织病变(HE，400×)

组别只数SOD(U/mgprot)CAT(U/mgprot)MDA(nmol/mgprot)正常对照组2013.1±1.82.5±0.64.6±1.1模型对照组206.4±1.0**1.2±0.4**15.2±2.3**大蒜素5mg/(kg·d)组207.1±1.31.5±0.313.0±2.7大蒜素10mg/(kg·d)组208.9±1.5#1.6±0.48.1±1.6##大蒜素20mg/(kg·d)组2011.2±1.6##1.9±0.6##6.3±1.2##

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

表4 各组大鼠血清T-AOC、AOPPs水平比较

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

2.7 大蒜素对CRF大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d，CRF大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量显著降低(P<0.05或P<0.01)。见表5。

表5 各组大鼠血清sICAM-1、VCAM-1含量比较

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

2.8 大蒜素对CRF大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量的影响 与正常对照组比较，模型对照组大鼠血清hs-CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量升高(P<0.01)；经大蒜素10、20 mg/(kg·d)治疗28 d，CRF大鼠血清CRP、TNF-α含量降低(P<0.05或P<0.01)；经大蒜素20 mg/(kg·d)治疗，CRF大鼠血清IL-1、IL-6含量降低(P<0.05或P<0.01)。见表6。

3 讨论

在已知CRF发生发展的病理机制中，氧化应激和炎症反应发挥着关键作用[6-8]，这也为新型抗CRF药物的研究提供了新的思路。大蒜素是一种具有多种生物学活性的二烯丙基三硫化物[4-5]，本实验研究发现，经大蒜素治疗28 d，能够有效减少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大鼠肾脏组织病变，降低肾脏指数，提示大蒜素对CRF大鼠肾脏具有一定的保护作用。

既往Locatelli等[4]研究发现，氧化应激损伤与慢性肾病发生发展及患者预后密切相关。机体组织抗氧化酶活性降低是导致氧自由基(ROS)过剩的主要原因，肾脏组织SOD、CAT含量丰富，是清除ROS而抑制氧化应激损伤的重要屏障[9]。韩海燕等[10]研究显示，抗氧化酶活性降低将导致ROS蓄积而引发脂质过氧化损伤，MDA含量升高。T-AOC水平能够反映机体整体抗氧化能力；AOPPs是一种氧化修饰蛋白，为常用体内氧化应激标志物[11]。Li等[12]报道，持续静脉注射AOPPs，能够加重慢性肾病动物氧化应激损伤，此外，既往研究发现，AOPPs能够介导机体炎症反应[13]。本研究发现，经大蒜素治疗28 d，能够有效改善CRF大鼠肾脏组织抗氧化酶(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大鼠氧化应激损伤的作用。

血清炎症细胞因子(CRP、IL-1、IL-6、TNF-α)含量水平是临床监测机体炎症反应的常用指标，而sICAM-1、VCAM-1含量与炎性细胞浸润密切相关[14]。本研究发现，经大蒜素治疗28 d，能够有效降低CRF大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α、sICAM-1、VCAM-1含量水平，进而起到抑制炎症反应的作用。

综上所述，大蒜素能够有效改善CRF大鼠肾功能，抑制肾脏组织病变，改善抗氧化酶活性、降低氧化应激损伤，调节炎症因子水平、抑制炎症反应，提示大蒜素可能通过降低氧化应激损伤和抑制炎症反应，对CRF大鼠起到一定的保护作用。

表6 各组大鼠血清CRP、IL-1、IL-6、TNF-α含量比较

注：与正常对照组比较，**P<0.01；与模型对照组比较，#P<0.05，##P<0.01

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