高压氧对体外冲击波碎石术后肾脏缺血再灌注损伤的保护作用▲

商昌欢 刘 刚 路盛誉 马培凌 刘 可 林 彬 玉芳莉

(1 广西南宁市横县人民医院泌尿外科，南宁市 530300；2 广西壮族自治区人民医院泌尿外科，南宁市 530021)

1984年我国研制出第一台碎石机并首次将体外冲击波碎石术(extracorporeal shock wave lithotripsy，ESWL)应用于肾结石的治疗并取得成功。该技术的原理是通过体外碎石机产生冲击波，聚焦后对准结石，经过多次释放能量而击碎体内结石，使之随尿液排出体外，具有安全、可靠、痛苦少、效果显著、恢复快和费用低廉等优点[1]。但是，ESWL会对肾脏造成一定的损伤，缺血再灌注损伤为其中之一，严重时可导致肾脏功能丧失[2]。肾缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury，IRI)是指肾脏缺血恢复血流灌注后，最初的缺血性损伤加重的现象[3]。高压氧疗法(hyperbaric oxygen therapeutics，HBOT)是指将患者置于高于大气压的环境内吸入85%～100%的纯氧或混合氧，增加动脉血溶解氧浓度和氧气向血流灌注不足组织的弥散，从而提高血氧张力、增加血氧含量以治疗疾病的方法[4]。HBOT对多种肾脏疾病有较好的治疗作用[5]，但是目前国内有关高压氧对肾缺血再灌注损伤的疗效及机制仅见于实验研究报道。本研究拟通过观察高压氧对体外冲击波碎石后肾IRI患者血尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、内皮素-1(ET-1)、尿微量白蛋白(mAlb)等指标的影响，探讨高压氧对体外冲击波碎石后肾IRI的保护作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择本院2015年1月至2017年12月收治的60例接受ESWL治疗的患者，男29例，女31例，碎石时间30 min，均不需麻醉。入选标准：(1)年龄20～50岁，需要ESWL治疗的肾脏结石患者，女性避开月经期；(2)经腹部平片(KUB)和B超明确诊断为单纯性肾结石, 结石直径<2.0 cm，对侧肾脏正常；(3)研究前未用其他药物；(4)血常规、血清肌酐、尿素氮值均在正常范围。排除标准：(1)有明显泌尿系统感染、呼吸道感染、高热者；(2)血白细胞>10×109/L；(3)心、肺、肝、肾功能明显异常；(4)合并有高血压、糖尿病、肺气肿、支气管扩张、重症鼻窦炎、心血管系统疾病等疾病者；(5)有癫痫、精神障碍者；(6)不能坚持治疗或拒绝复查者。将患者随机分成试验组和对照组各30例。两组患者年龄、性别、结石面积等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 两组患者基本资料比较

1.2 方法 (1)试验组：ESWL后第2天起，予以高压氧疗60 min/次, 治疗压力为0.2 MPa，1次/d，共5次；(2)对照组：ESWL常规处理。ESWL均使用深圳慧康109碎石机，电压12～13 kV，冲击频率72次/min，冲击次数2 000～2 200次。

1.3 观察指标 患者ESWL前后均从肘静脉取血检测，使用Human ELISA KIT试剂(上海沪鼎生物科技有限公司)通过酶联免疫吸附试验法测定。观察和比较两组患者碎石前和碎石后第1天、第6天、第10天的BUN、Cr、MDA、SOD、ET-1、mAlb、肾主动脉阻力指数(MRA RI)、肾叶间动脉阻力指数(IRA RI)的变化。

2 结 果

2.1 碎石前后指标变化 两组患者碎石前和碎石后第1天、第6天、第10天的MDA、SOD、ET-1、mAlb、MRA RI、IRA RI比较差异均有统计学意义(P<0.05)；而BUN、Cr差异无统计学意义(P>0.05)。见表2和表3。

表2 试验组患者检验结果比较

表3 对照组患者检验结果比较

2.2 组间指标比较 两组患者于碎石后第1天、第6天、第10天与碎石前MDA、SOD、ET-1、mAlb、MRA RI、IRA RI指标的差值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，试验组的SOD秩平均值>对照组，而试验组的MDA、ET-1、mAlb、MRA RI、IRA RI秩平均值<对照组。见表4、表5和表6。

表4 两组患者碎石后第1天与碎石前指标差值的比较

表5 两组患者碎石后第6天与碎石前指标差值的比较

表6 两组患者碎石后第10天与碎石前指标差值的比较

3 讨 论

泌尿系结石在泌尿外科住院患者中占据首位，是泌尿外科最常见的疾病之一，而肾结石又是泌尿系结石中最常见的结石类型。经过30多年的发展，ESWL因其具有安全、可靠及恢复快等优势，目前已经成为治疗上尿路结石(直径小于2.0 cm)的首选治疗方法。但冲击波把坚硬肾结石击碎的同时，也能对正常肾组织造成损伤，其中最易发生的就是缺血再灌注损伤。肾脏作为血流量占心输出量1/4的高灌注器官，对缺血及缺血再灌注极为敏感。ESWL造成肾脏缺血再灌注损伤的具体表现为机体在聚焦后的冲击波作用下承受巨大压力和局部高温，高压及高温可使细胞微环境基质液中产生大量的微气泡，气泡迅速膨胀后相互撞击可产生化学反应，从而产生多种类型的自由基，加上高压高温影响下机体清除自由基能力和抗氧化能力下降，导致大量氧自由基在机体内堆积[6]。在高能冲击波碎石过程中，肾脏内存在着氧自由基异常升高和抗氧化能力降低的现象。其次ESWL 可使肾脏的血流动力学发生明显改变，产生大量血管活性介质，从而加重肾小管损伤及肾小球滤过率降低。此外，ESWL还可引起大量免疫复合物形成，导致肾小球滤过膜损伤[7]。

在上述ESWL造成肾脏缺血再灌注损伤的多种机制中，大量自由基堆积对肾脏细胞膜脂质结构造成过氧化反应是其中最重要的原因。MDA 是机体脂质过氧化过程中的重要代谢产物，其水平与机体脂质过氧化程度呈正相关，与自由基清除能力呈负相关[8]。SOD则是机体的一种重要抗氧化酶，可以通过清除新陈代谢过程中产生的氧自由基等物质而对抗与阻断因氧化应激对细胞造成的损害，是反映机体清除自由基能力的可靠指标[9]。本研究显示，对照组碎石前MDA、SOD分别为(9.7±0.8)nmol/mL、(125.1±1.0)pg/mL，碎石后第10天分别为(10.5±0.4)nmol/mL、(121.4±7.5)pg/mL，碎石前后比较差异有统计学意义(P<0.05)，与陈兴发等[10]研究结果相符。ET-1是内源性作用最强、持续最久的血管收缩物质。肾脏既是合成ET-1的重要器官，也是ET-1作用的靶器官。ESWL作用于肾组织，肾组织在高压高温作用下，使肾小球血管内皮细胞和肾小管上皮细胞释放大量ET-1，而升高的ET-1又可作用于肾动脉，使其强烈收缩，进而使肾血流量下降，肾小球滤过率降低，加重肾脏损害。本研究结果显示，ESWL后血ET-1显著升高，与孟庆军等[11]研究结果一致。两组碎石前后BUN、Cr指标差异无统计学意义(P>0.05)，考虑肾脏代偿与这两项指标敏感度不够有关。

彩色多普勒超声因其具有显示血流图形不受血流速度、方向和探测角度影响，可动态观察器官或组织血运情况，而且有无创、灵敏度高等特征，目前已被广泛应用于观察肾脏的血流动力学变化；其中肾脏血流阻力指数与血管壁弹性、血管直径密切相关，可间接反映肾血流量和肾小球滤过率，临床上多作为肾血管和肾功能损害程度的客观指标[12]。本研究显示，不论是对照组还是试验组，ESWL前后MRA RI、IRA RI的比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，与李昆萍等[13]检测到的肾脏血流动力学改变是基本符合的。

HBOT已广泛应用于多种缺血性疾病，其机制主要是通过增加血液中氧的物理溶解量，提高组织氧分压，以纠正机体缺氧或促进细胞有氧代谢，从而改善缺血组织的灌注情况、促进损伤组织的恢复。目前，已有多项研究显示高压氧治疗能够减轻肾脏的缺血再灌注损伤。Rubinstein等[14]研究显示，高压氧治疗可增加肾小球滤过率，其机制可能与高压氧能调节肾脏缺血部位微循环灌流从而改善肾脏的氧化/抗氧化平衡关系有关。杨垒[15]的研究显示，高压氧能够在肾缺血再灌注损伤过程中发挥保护效应，其机制可能与高压氧抑制氧自由基的产生和促进炎症因子产生，以及抑制组织细胞凋亡有关。朱春艳[16]研究显示高压氧预处理能减轻大鼠肾脏缺血再灌注损伤，可能与连续高压氧预处理能降低MDA、TNF-α、IL-6的水平，从而减少肾小球萎缩数量及炎症细胞浸润，减轻肾小管坏死和水肿程度等有关。本研究显示，两组碎石后第1天、第6天、第10天与碎石前MDA、SOD、ET-1、MRA RI、IRA RI的差值比较差异均有统计学意义(P<0.05)，试验组的SOD秩平均值>对照组，试验组的MDA、ET-1、mAlb、MRA RI、IRA RI秩平均值<对照组，表明经高压氧治疗后肾缺血再灌注损伤的恢复优于常规碎石。

综上所述，ESWL可给肾脏造成不同程度的缺血再灌注损伤，而高压氧治疗对缺血再灌注损伤具有特殊的治疗优势，能给肾脏提供较为满意的保护作用。