氧化应激在梗阻性黄疸肾脏损伤中的作用机制及治疗研究进展

张 洋，张桂信,2，赵金龙，李诗洁

梗阻性黄疸（obstructive-jaundice，OJ）是一种常见的由于胆总管阻塞引起的胆汁流受阻而导致血清胆红素水平升高的临床疾病，表现为结膜、皮肤、尿色变黄。OJ患者会出现各种病理生理变化从而影响肝，肾，心脏和免疫系统，可伴有严重的并发症，如肝肾功能衰竭、败血症、凝血障碍、免疫抑制、以及消化道出血等[1-2]。

OJ时体内胆汁淤积，胆汁流量减少，胆汁酸及其它有毒的化合物淤积在肝内，对肝脏损伤造成直接损伤。大量的胆汁淤积，胆汁酸经肠道排泄受阻而入血增加，肾脏排泄便成为胆汁酸消除的主要途径[3]。急性肾衰竭（acute renal failure，ARF）为OJ患者严重的并发症之一，其发生率在10%左右[4]，病情危险，患者死亡率可高达70～80%[5]。OJ肾脏损伤中除了常见的ARF外[6]，另一种则为胆汁淤积性肾病，其特征是肾小管中存在胆汁，通过胆汁淤积的阻塞作用或直接的胆汁酸毒性作用造成肾小管损伤[7-8]。无论何种肾损伤都会严重影响患者的生存质量，甚至危及生命。本文将着重从氧化应激导致梗阻性黄疸肾脏损伤的病理机制及药物的干预作用进展进行综述。

1 梗阻性黄疸肾脏损伤的结构变化

研究显示[9-10]，OJ大鼠近曲小管上皮细胞肿胀明显加重，细胞内胆色素颗粒沉积增多，集合管上皮细胞排列错乱，胞体肿胀，出现空泡水样变性；同时，部分上皮细胞脱落、坏死，伴间质炎性细胞浸润，胞浆崩解，开始出现蛋白及细胞管型。肾小球囊间隙逐渐增加，出现肾小球凝集；肾小管上皮细胞出现水肿，微绒毛减少，排列杂乱，病理改变随梗阻时间延长而加重；后期肾小管上皮细胞和线粒体呈现空泡化，线粒体嵴发生断裂及消失，内容物溢出，部分线粒体崩解。

2 氧化应激反应

梗阻性黄疸肾脏损伤的发病机制复杂多样，包括胆汁的直接毒性、肾脏缺血再灌注、肠道屏障功能破坏、胆红素损伤作用、内毒素损伤作用、氧化应激损伤作用、Bcl-2和Bax介导的细胞凋亡作用、炎症因子及血清白蛋白降低、自噬作用相对不足等[10-11]。其中，氧化应激在梗阻性黄疸肾脏损伤的发生发展中起重要作用。

氧化应激是指机体受到各种如药物、毒物代谢物、胆汁淤积和酒精代谢等有害刺激时，体内的氧化和抗氧化两大系统之间平衡失调，氧化过多所导致的应激状态。由超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等组成的活性氧族（reactive oxygen species，ROS）与由谷胱甘肽（glutathione，GSH）、辅酶Q、尿酸、褪黑素等组成的内源性抗氧化系统之间平衡的失调会导致氧化应激反应[12-13]。氧自由基由内皮细胞、炎症细胞和实质细胞产生，游离氧自由基水平的增加会出现细胞毒性作用，对多种疾病的发生发展具有重要的影响[14]。在生理情况下，机体内ROS通常维持在较低水平，并作为第二信使参与细胞间信号传导，维持细胞稳态。然而在氧化应激状态下，氧自由基异常增多，并通过作用于蛋白质、脂质和DNA等大分子而引起细胞损伤[15-16]，此外，异常增多的氧自由基还能够触发线粒体内膜中线粒体通透性转换孔的开放，会导致细胞色素C释放和细胞凋亡[17]。

脂质过氧化产物丙二醛（malonic dialdehyde，MDA），是一种测定机体内氧化应激水平的常用生物标志物；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是一种能够清除内皮细胞中ROS的抗氧化酶，在抗氧化防御中发挥重要作用[14]。GSH是含有半胱氨酸的三肽，在大多数真核细胞中大量存在。GSH有助于将细胞总巯基残基维持在还原状态，减少氧化应激，保护蛋白质形态和功能[18]。在胆汁淤积症中，氧化应激反应导致组织损伤的主要表现包括MDA水平升高及SOD和GSH的减少[19]。

3 氧化应激反应与梗阻性黄疸肾脏损伤

氧化应激反应是体内ROS与机体抗氧化能力之间的失衡，与大多数慢性疾病密切相关；ROS在肝内积聚被认为是黄疸胆汁淤积性组织损伤发病机制的重要原因[2]。氧自由基作为氧化应激的标志物，与OJ导致的肝、肾及肠黏膜屏障损伤可能有着密切的关系。实验研究显示：与正常大鼠相比，OJ大鼠模型的氧自由基水平在肝脏、肾脏及肠道中显著升高[20]。OJ时肾脏线粒体MDA的含量与肾脏组织病理损伤程度呈正相关，还原型GSH可以通过抑制肾脏线粒体MDA水平来减轻OJ造成的肾脏损伤[9]。另有研究显示，OJ时大鼠肾脏线粒体膜胆固醇和MDA含量升高，且与胆总管梗阻时间和肾脏损伤程度呈正相关，说明氧自由基通过脂质过氧化反应和线粒体损害造成肾脏损伤[21-22]。胆道梗阻状态下，大鼠肾脏SOD水平下降，与肾脏细胞凋亡、内毒素含量呈负相关，而MDA含量升高与其呈正相关，证明氧自由基参与了OJ大鼠的肾脏损伤过程。此外，一氧化氮（nitric oxide，NO）也在OJ导致的肾脏损伤中起到一定的促进作用[23-24]。而蒋飞照等[25]的研究显示，血浆NO的变化与OJ肾脏功能损害的程度并不完全一致，提示在OJ不同时期NO可能起不同的作用，其作用机理也有待进一步研究。

胆汁盐中的去污剂效应可通过引起氧化应激、脂质过氧化和GSH氧化而导致质膜的溶解和细胞死亡。在胆汁淤积肝外组织损伤的研究中发现，胆汁淤积与心脏，肾脏和脑中高水平的脂质过氧化之间存在一定的关联[26-27]。OJ时，由于胆汁酸无法流入肠道造成胆汁肝内外胆汁淤积，胆汁酸水平增加及肝细胞内有毒胆汁盐的积累还会诱导氧化应激和细胞凋亡，最终导致肝肾功能衰竭等严重并发症[18, 28]。

4 治疗进展

4.1 实验研究治疗进展 丹参作为中国传统活血化瘀药物，包含丹参素和丹酚酸B两种主要成分[21]，具有抗氧化、清除氧自由基、保护肾脏线粒体、降低肾脏胆固醇水平、增加其细胞膜流动性、提高GSH水平的作用，保护OJ大鼠的肾脏损伤[22]。研究证实，丹参注射液能够减轻氧自由基脂质过氧化作用，抑制氧化酶活性，增加肾脏微循环血流，同时还可以降低OJ时血内毒素水平和内皮素-1水平，改善肾脏微循环障碍，减轻梗阻性黄疸肾脏损伤[29]。

髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）和MDA相似，作为脂质过氧化物反应的终末产物，也能够间接反应氧自由基对肾细胞的损伤。尚喜雨等研究显示[30]，与OJ大鼠相比，OJ+青藤碱干预组肾脏中MDA和MPO水平降低，血清总抗氧化能力水平增加，减轻了氧化应激造成的肾脏损伤。苗志钊等研究结果示[31]，中药单体白藜芦醇在OJ大鼠肾损伤中有保护作用，与OJ组大鼠相比，OJ+白藜芦醇治疗组血清尿素、肌酐水平显著降低，肾脏中SOD、GSH水平明显升高，MDA水平显著下降，细胞凋亡率显著降低，证明白藜芦醇可以通过提高SOD活性、降低MDA水平发挥抗氧化、抗凋亡的作用。高剂量红景天甙溶液（30 mg/100 g）腹腔注射，能够降低OJ大鼠MDA水平，提高SOD水平，其抗氧化效果显著[32]。沙海参提取物也能降低OJ大鼠尿素、肌酐、尿酸水平及肾脏中的MDA等脂质过氧化物产物[33]。国内张雪霞等[34]认为，应用七氟醚对OJ大鼠进行预处理，可降低肾脏组织MDA，升高SOD、ATP，减少氧自由基的产生，进而显著减轻大鼠肾脏损伤。另外一项研究证明给予OJ大鼠番茄红素口服100 mg/(kg·d)，14 d后，与OJ组大鼠相比，OJ+番茄红素处理组大鼠血浆中的MDA、NO水平明显降低，还原型GSH水平升高，抗氧化酶活性增强，显著降低了DNA损伤，减轻OJ大鼠的肝肾损伤[2]。

多巴酸钙是一种抗氧化性药物和血管保护剂，主要用于治疗血管功能紊乱等疾病，减少氧自由基，增加NO的表达和合成，防止内皮细胞脱落等。研究表明多巴酸钙可降低氧自由基所增加的微血管通透性，提示多巴酸钙的血管保护作用可能与其抗氧化活性有关[35]。水飞蓟素具有抗氧化，抗纤维化，免疫调节和抗病毒等特性，其可以通过减少氧化应激起到保护OJ导致的肝脏及肝外组织损伤[36]。由过氧化氢诱导的CaCO-2细胞脂质过氧化产物的积累导致肠道氧化应激增加，白藜芦醇可以通过启动血红素氧合酶-1依赖的信号传导提高肠上皮细胞SOD活性，减少活性氧产生，从而起到保护正常肠道屏障的作用[14]。Padillo等[37]发现胆管阻塞时可引起强烈的氧化应激，褪黑激素能够抑制实验性胆汁淤积造成的肝损伤。

4.2 临床研究治疗进展 由于OJ患者绝大多数需要手术解除胆道梗阻，麻醉剂的选择也可成为术后恢复的关键，研究显示[4]，静脉注射麻醉药物芬太尼，硫喷妥纳，异丙酚，氯胺酮均能够不同程度减轻OJ时氧化应激造成的肾脏损伤。与其他三组麻醉药大鼠比较，氯胺酮组肾脏MDA水平最低。氯胺酮和异丙酚两种麻醉剂在OJ大鼠肾脏中产生的氧自由基最少，可以降低术后ARF的发生率，这一研究为临床上OJ患者选用麻醉药物提供了一定的参考依据。一项临床前瞻性研究显示[38]，辛伐他丁对OJ患者术后早期的肾功能损伤有保护作用，相对于对照组患者术后肾功能的下降而言，给予辛伐他丁治疗后的患者肾功能无明显下降，这可能与抑制炎症反应和氧化应激等作用来实现的。

有临床研究表明[39]，OJ患者中，肾小球滤过率减少或肾功能障碍与血液中脂质过氧化和抗氧化状态的改变有关，其中多种恶性疾病的进展也与氧化应激反应相关。氧化应激对糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）的发病机制也起着重要作用。高血糖在导致ROS增多同时，也使抗氧化系统清除酶减少。尿酸是内源性抗氧化剂之一，也是嘌呤代谢的最终产物，随着糖尿病氧化应激的增加，尿酸增加作为机体抗氧化防御机制。口服胰岛素负载的三甲基壳聚糖纳米粒配合皮下注射胰岛素能够改善氧化应激状态，减轻DN[40]。

氧化应激也会对终末期肾病造成的心血管疾病构成严重威胁，一项研究中，与对照组相比，透析终末期肾病患者的MDA显著增加[41]。还有研究显示，在太空飞行期间，宇宙辐射暴露以及超重力的特殊条件会引起细胞和基因的损伤，导致机体氧化-抗氧化失衡，肾脏会出现严重的氧化应激反应，导致线粒体功能障碍以及肾小管和肾小球的损伤[13]。

5 结论

综上所述，氧化应激反应是梗阻性黄疸肾脏损伤的发病机制之一，OJ患者术前术后减少机体氧自由基的产生，控制氧化应激反应会起到保护肾损伤甚至预防ARF的作用。关于药物预防治疗方面虽有不少研究，但应用于临床却为数不多，其确切效果还有待考验，发现新的药物成为预防OJ肾损伤的关键；除此之外，中西医结合治疗梗阻性黄疸肾脏损伤仍受到一些限制，中医药作为巨大的宝库，需要更多更深入的挖掘用以临床治疗；OJ时肾脏损伤是多种因素共同作用的综合结果, 如全身血流动力学及肾血流动力学的改变、低血容量内毒素血症、高胆红素血症等，单纯药物治疗不能完全阻止肾损伤的发生[42]，及时解除胆道梗阻，并应用针对不同机制的中西药进行联合治疗以达到最佳治疗效果及促进术后恢复。