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编号:10271346
内皮素在急性肝衰竭时肾功能障碍发生中的作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第2期
     作者:王 蕊 李春梅 韩德五 刘近春

    单位:王 蕊 李春梅 韩德五 山西医科大学(肝病研究所(太原030001);刘近春 山西医科大学第一临床医学院内科

    关键词:内皮缩血管肽类;内毒素类;肝疾病;肾功能衰竭;急性

    中国病理生理杂志990219 摘 要 目的:探讨内皮素在急性肝衰竭时肾功能障碍发生中的作用。方法:对硫代乙酰胺(TAA)诱导的急性肝衰竭大鼠肝肾功能及内皮素水平进行动态观察。结果:随着肝损伤的加重,肾功能亦进行性恶化(表现为血肌酐升高,肌酐清除率下降,尿量减少,尿钠分泌降低等),血浆内毒素逐渐升高,均于48h最为严重。伴随上述变化,肾组织内皮素活性渐升高,亦于48h达高峰。血浆内皮素和肌酐清除率及肌酐清除率与肾组织内皮素水平之间均呈显著负相关,而血浆内皮素水平却无显著变化。结论:内皮素在急性肝衰竭时肾功能障碍的发生中起重要作用,但它与内毒素之间似乎具有某种关系。
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    Effects of endothelin on renal insufficiency in acute hepatic failure

    WANG Rui, LIU Jin-Chun, LI Chun-Mei, HAN De-Wu

    Institute of Hepatic Disease Research,Shanxi Medical University,Taiyuan(030001)

    Abstract AIM:To explore the effect of endothelin in renal insufficiency in acute hepatic failure.METHODS:Dynamic changes of endothelin level liver and kidney functions of thioacetamide (TAA)-induced acute hepatic failure in rats was observed.RESULTS:The more serious of liver injury,the worse of kidney dysfunction was (appeared plasma creatinine increased,creatinine clearance rate,urine volume and urinary sodium excretion decreased).Plasma endotoxin level also elevated gradually.At the meantime,endothelin concentration in renal tissue increased progressively,peak value at 48 hours.There was a negative correlation between plasma endotoxin level with Ccr (creatinine clearance)and Ccr with endothelin concentration of renal tissue.However,there was no significant change in plasma endothelin level.CONCLUSION:Endothelin play an important role in renal dysfunction in acute hepatic failure,but there seem to be a complicated correlation between endothelin and endotoxin.
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    MeSH Endothelins; Endotoxins; Liver diseases; Kidney failure,acute

    内皮素(endothelin,ET)最初是由Yanagisawa等从猪主动脉内皮细胞培养上清液中分离出的一种活性多肽,由21个氨基酸残基组成,是迄今发现的最强的缩血管物质之一[2]。肝肾综合征(hepatorenal syndrome,HRS)的特征是肾皮质血管强烈收缩而引起的功能性肾功能衰竭,其血管收缩的机制,目前尚未完全清楚。ET的发现给HRS发病机理的研究提供了一条新的线索,日益引起国内外学者的关注。本文通过对急性肝衰竭伴肾功能障碍的动物血浆及肾组织ET水平的动态观察,探讨其在HRS发生中的作用以及与其它相关因素的关系。

    材料与方法

    实验动物:成年Wistar大鼠,体重200~250g,由本校实验动物中心提供。
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    实验药品:硫代乙酰胺(thioacetamide,TAA),上海化学试剂公司提供。鲎试剂购于上海市临床检验中心。内皮素试剂盒由北京东亚免疫技术研究所提供。

    将42只大鼠随机分成5组:TAA 6h组,12h组,24h组,48h组及NS对照组。除NS对照组外,其余4组均给TAA灌胃(TAA用生理盐水配成溶液,浓度30g/L),300mg/kg,连续2d,1d 1次,复制急性肝衰模型[1]。灌胃前动物禁食10h以上。NS对照组给等量生理盐水对照。灌胃后于6h,12h,24h及48h在轻度乙醚麻醉下行腹主动脉采血,血浆丙氨酸氨基转移酶(ALT,赖代法),总胆红素(TB,固兰B法),内毒素(LPS,鲎试剂定量法),血肌酐(Pcr,苦味酸法),钠离子(火焰光度法)测定,血ET用放免法测定;在处死动物前10h留尿(TAA 6h组留尿6h),做尿肌酐,尿钠测定;取肾组织测ET含量。根据公式计算钠、水排出分数(FENa,FEH20),用SAS软件之Duncan's方差分析及Pensonel相关分析对数据进行统计学处理。
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    结 果

    一、大鼠肝功能及血浆内毒素水平的动态变化:

    ALT及TB于灌胃6h即开始高于对照,ALT在24 h升高最显著,48h组反低于24h组,而TB随时间延长逐渐高于对照,48h组最高,出现二者分离现象,表明肝实质细胞损伤严重。血浆LPS随时间渐渐高于对照。在48h最为显著,提示肝Kupffer细胞亦有明显破坏(表1,表3)。

    表1 各组肝功能和内毒素水平的变化

    Tab 1 Changes of hepatic functions and endotoxin level(±s) Group

    n
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    LPS(ng/L)

    ALT(U/L)

    TB(mg/L)

    TAA 6h

    8

    23.7±6.2※##

    647.3±38.9※※##**△△

    25.00±0.82※#

    TAA 12h

    8

    33.1±12.3※##
, 百拇医药
    753.9±235.1※※##**

    37.00±1.92

    TAA 24h

    10

    26.4±3.2※##

    1138.6±424.5※※##

    31.00±0.70※#

    TAA 48h

    10

    115.5±84.1※※
, 百拇医药
    977.6±203.8※※

    51.00±4.50※※

    NS control

    6

    14.5±6.3

    23.9±7.6

    10.00±0.22

    ※P<0.05,※※P<0.01,vs NS control;#P<0.05,##P<0.01,vs 48 h;*P<0.05,**P<0.01,vs 24h;△△P<0.01,vs 12h

    二、大鼠肾功能的动态观察:
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    TAA造成大鼠肝损伤的同时,肾功能显示出明显的变化:血肌酐逐渐升高,肌酐清除率渐下降,48h最为显著;尿量48h组明显低于对照。尿钠分泌在6h及12h组明显高于对照,于24h开始下降,48h组低于正常水平。水排出分数24h及48h组明显高于对照,而钠排出分数各组无显著性差异(表2)。

    表2 肾功能的动态变化

    Tab 2 Dynamic changes of kidney functions(±s)

    TAA 6h

    (n=8)

    TAA 12h

    (n=8)
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    TAA 24h

    (n=10)

    TAA 48h

    (n=10)

    NS control

    (n=6)

    V(μL/min)

    5.8±2.3

    4.0±1.8

    6.1±2.8

    3.6±3.3

    6.7±3.2
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    Pcr(μmol/L)

    56.6±28.4##**

    73.3±10.6*#

    132.7±42.6※#

    194.7±107.5※※

    64.3±16.6

    Ccr(μmol/L)

    444.9±107.7##**

    497.2±158.2##**

, 百拇医药     283.1±145.3※#

    123.0±90.4※※

    555.4±223.5

    UNaV(μmol/min)

    1.0±0.4※##

    1.1±0.5※##

    0.6±0.3

    0.2±0.1

    0.4±0.2

    FENa(%)
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    1.842±1.255

    1.993±0.915

    1.713±0.861

    1.713±1.640

    0.753±0.302

    FEH2O(%)

    1.369±0.785##*

    0.779±0.416##**

    2.515±1.203※※

    3.948±1.313※※
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    0.753±0.302

    V:urine volume;Pcr:plasma creatinine;UNaV:urine Na excretion;FENa:Na fractional excretion;FEH2O:H2O fractional excretion;Ccr:creatinine clearance.※P<0.05,※P<0.01,vs NS control;#P<0.05,##P<0.01,vs 48h;*P<0.05,**P<0.01,vs 24h

    三、ET水平的动态变化:

    大鼠血浆ET含量各组间差异无显著性。肾组织ET含量于6h即高于对照,12h,24h组均高于前者,48h组ET含量显著高于其他各组(P<0.05)。经相关分析可见肌酐清除率与肾组织ET含量呈明显负相关(r=-0.635 P<0.01);此外,血浆内毒素水平与肌酐清除率也呈负相关(r=-0.395 P<0.01),而LPS与ET无相关关系。提示,血浆ET似不是引起肾血管收缩的主要因素,而肾组织局部的ET及内毒素才是引起肾功能异常的因素(表3)。
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    表3 血浆和肾组织内皮素水平的动态变化

    Tab 3 Dynamic changes of endothelin level in plasma and renal tissue (±s) Group

    n

    PET(ng/L)

    RET(ng/g)

    6 h

    8

    201.9±47.5

    7.702±4.087※※#
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    12 h

    8

    220.6±79.3

    7.687±4.385※※#

    24 h

    10

    215.9±82.0

    8.218±6.332※※#

    48 h

    10

    256.1±118.4

    12.612±6.447※※
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    Control

    6

    224.9±26.8

    2.484±1.883

    PET:plasma endothelin;RET:endothelin in renal tissue.※P<0.05,※※P<0.01,vs NS control;#P<0.05,##P<0.01,vs 48h讨 论

    大量实验结果证明,ET-1诱导血管收缩对肾血管的作用远远大于其他脏器[3]。大剂量注射ET-1可以降低肾血浆流量(RPF)和肾小球滤过率(GFR)[4]。在Cyclosporine诱导的肾功能障碍和实验性急性肾衰中,ET-1可能均是导致肾衰的重要介质[5]。HRS是肝衰竭时伴发的功能性肾功能衰竭,以肾皮质血管强烈收缩为特征,故ET在HRS中的作用亦日益引起人们的关注。Moore等发现,与正常、急、慢性肾衰及无肾功能障碍的肝病患者相比,HRS病人有明显的血浆ET-1和ET-3水平升高,从而提示ET在HRS发病中起作用[6]。本实验结果表明,随着肝损伤程度的逐渐加重,出现ALT与TB的分离现象及血浆LPS水平逐渐升高,同时血肌酐逐渐上升,肌酐清除率逐渐下降,提示肾小球滤过功能障碍的发生并趋于严重。伴随上述变化,肾组织ET含量6h组即高于对照,48 h组显著增高,与肾小球功能变化一致。此结果与Moore观察到的HRS患者的肾功能与ET变化的关系相似,进一步证实ET在肝衰时肾功能障碍中的作用。许多实验结果表明,急性肝衰竭时肠源性内毒素血症在肾功能障碍发生中起重要作用[7]。Morise等在实验中发现,大鼠内毒素性休克导致的内源性ET-1增高在肾功能障碍中起重要作用[8]。本实验中,血浆内毒素水平与肌酐清除率呈负相关关系,肌酐清除率与肾组织ET含量亦呈显著负相关,说明内毒素与肾功能障碍及ET之间有某种内在联系,并非内毒素引起ET升高,ET又引起肾功能障碍这么简单。过去认为内毒素是直接作用于肾血管使其收缩。目前仍不能排除此种可能。但许多实验证实,内毒素可以引起众多介质和细胞因子释放,间接作用于肾血管。ET即是其中一种。ET对全身的血管床均有强烈的收缩作用,而全身血液动力学改变又可以引起血管舒缩状态的异常。实验证实,ET对肾血管的作用远大于其他脏器[3]。HRS患者肾动脉及肾静脉血中ET的浓度大大高于慢性肝病患者及正常人[6]。本实验中,肝损伤后不同时间,各组血浆ET水平无显著变化,而肾组织ET活性在6h组即高于对照,12h、24h、48h组均高于前者,与肾小球滤过率下降的幅度平行,从而提示血浆中ET可能不是引起肾血管收缩的主要因素,肾脏产生的ET才对肾血管强烈收缩起主要作用。
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    我们还观察到,尿钠分泌在6h及12h明显高于对照组,24h开始下降,并于48h显著低于对照。这一现象可能与心房利钠多肽(ANP)的升高有关。有资料表明,ET可促进ANP释放[9],肝硬化,尤其是进展期病人血中ANP明显升高[10]。ANP升高使肾小管对Na+重吸收减少,尿钠分泌增高。后期的尿钠分泌减低可能是肾小球滤过率过度减低导致尿量减少的结果。

    ET是一种血管收缩剂和平滑肌生长因子。它和血管扩张剂NO一起调节局部循环状态。在急性肝衰时,可能由于内毒素等有害因素作用,ET释放过多或灭活减少,导致肾血管过度收缩,肾功能发生障碍。但内皮素与内毒素之间的关系似较复杂,有待今后进一步研究。

    参考文献

    1 Zimmermann CH,Ferenci P,Pifl CH,et al.Hepatic encephalopathy in thioacetamide-induced acute liver failure in rats:charaterization of an improved model and study of amino acid-ergic neurotrans-mission.Hepatology,1989,9:594.
, 百拇医药
    2 Yanagisawa.M,Kurichaca H,Sadao K;et al.A new potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells.Nature,1988,332:411.

    3 King AJ,Brennere HM,Anderson S.Endothelin:a potent renal and systemic vasoconstrictor peptide.Am J Physiol,1989,256:F1051.

    4 Pernow J,Boutier JF,Franco-cereceda A,et al.Potent selective vasoconstrictor effects of endothelin in pig kidney in vivo.Acta Physiol Scand,1988,134:573.
, 百拇医药
    5 Shibouta Y,Suzuk.N,Shino A,et al.Pathophysiological role of endothelin in acute renal failure.Life Sci,1990,46:1611.

    6 Moore K,Wendon J,Frazer M,et al.Plasma endothelin immunoreactivity in liver disease and the hepatorenal syndrome.N Engl J Med,1992,327:1774.

    7 韩德五.肝功能衰竭发病机制的研究——肠源性内毒素血症假说.肝脏病学杂志,1995,3(3):134.

    8 Morise Z,Ueda M,Aiura K,et al.Pathophysiologic role of endothelin-1 in renal function in rats with endotoxin.Shock Surg,1994,115(2):219.
, http://www.100md.com
    9 Stasch JP,Hirth-Dietrich C,Kazda S,et al.Endothelin stimulates release of atrial natriuretic peptides in vitro and in vivo.Life Sci,1989,45:869.

    10 Fernandez-Rodriguez C,Prieto J,Quiroga J,et al.Atrial natriuretic factor in cirrhosis:relationship to renal function and hemodymamic changes.J Hepatol,1994,21(2):211.

    收稿日期:1997年6月2日

    修稿日期:1998年1月19日, 百拇医药