腎結(jié)石患者尿 N AG、γ-GT和β2-MG水平升高的意義及機(jī)制探討△

西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院老年外科(西安 710061)

盛斌武 賀大林* 陳興發(fā)* 王新陽(yáng)* 南勛義*

腎結(jié)石是常見病、多發(fā)病,復(fù)發(fā)率高,由于對(duì)其發(fā)生機(jī)制目前尚不清楚,故缺乏有效的預(yù)防措施。有研究發(fā)現(xiàn),腎小管損傷與結(jié)石發(fā)生相關(guān),我們前期的研究也顯示 ,腎結(jié)石患者尿 N-乙酰 -β-葡萄糖苷酶 (NAG)、γ-谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶 (γ-GT)和 β2-微球蛋白 (β2-MG)水平顯著升高[1]。本組通過觀察腎結(jié)石患者血中與氧化損傷、局部血流動(dòng)力學(xué)改變及炎癥反應(yīng)相關(guān)指標(biāo)的變化,初步探討其與腎小管上皮細(xì)胞損傷的相關(guān)性,以期為尿路結(jié)石發(fā)生機(jī)制的闡明及結(jié)石患者腎損傷的保護(hù)奠定基礎(chǔ),現(xiàn)分析報(bào)告如下。

對(duì)象與方法

1 對(duì) 象 ①結(jié)石組:40例,為 2002年 12月至 2007年 5月來我院泌尿科就診,經(jīng) X線或 CT結(jié)合腹部 B超為腎結(jié)石無癥狀患者,其中男 24例,女 16例,年齡 23～ 65歲,體重 49～72kg;②健康對(duì)照組:30例,經(jīng)體檢正常,腹部 B超正常且無泌尿系病史的健康志愿者 ,其中男 21例,女 9例,年齡 23～ 60歲,體重 51～75kg。

2 方 法

2.1 標(biāo)本的采集與處理 ①血漿(清)標(biāo)本:兩組均于晨起空腹取肘正中靜脈血 6ml,按說明書要求制備標(biāo)本,放于-20℃冰箱保存。②尿標(biāo)本:兩組晨起空腹尿,按說明書要求制備標(biāo)本,放于-20℃冰箱保存。

2.2 檢測(cè)方法 ①主要試劑:內(nèi)皮素(ET-1)、腫瘤壞死因子(TNF α)試劑盒購(gòu)自解放軍總醫(yī)院科技開發(fā)中心放免所;β2-微球蛋白 (β2-MG)試劑盒購(gòu)自中國(guó)原子能科學(xué)研究院同位素研究所(北京);一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶 (SOD)、丙二醛 (MDA)、 N-乙酰 -β-葡萄糖苷酶 (NAG)、γ-谷 氨酰胺轉(zhuǎn)肽酶 (γ-GT)試劑盒購(gòu)自南京建成生物技術(shù)研究所;肌苷(Cr)試劑盒購(gòu)自中生北控生物科技股份有限公司。②標(biāo)本檢測(cè):放射免疫法測(cè)定 ET-1、TNF α和 β2-MG;生化分光光度比色法測(cè)定 NO、 SOD、MDA、 NAG、γ-GT和 Cr。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)采用 SPSS11.5單因素方差分析程序進(jìn)行處理。

結(jié) 果

1 血漿 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α測(cè)定結(jié)果 見表 1。結(jié)石組血漿 ET-1、MDA值高于健康對(duì)照組,兩組之間有顯著性差異(P＜0.05),血清TNF-α值高于健康對(duì)照組,兩組之間有極顯著性差異(P＜0.01);血漿 SOD值顯著低于健康對(duì)照組,兩組之間有顯著性差異(P＜0.05);血漿 NO值高于健康對(duì)照組,兩組之間有顯著性差異(P＜0.05)。

2 尿 NAG、γ-GT和 β2-M G測(cè)定結(jié)果 見表 2。結(jié)石組尿 NAG、γ-GT和 β2-MG水平顯著升高,其中NAG,β2-MG與健康對(duì)照組存在顯著性差異(P＜0.05);r-GT與健康對(duì)照組存在極顯著性差異(P＜0.01)。

表1 兩組血漿 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α測(cè)定結(jié)果(±s)

表1 兩組血漿 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α測(cè)定結(jié)果(±s)

注:與對(duì)照組比較,* P＜0.05;** P＜0.01

組 別 對(duì)照組(n=30)腎結(jié)石組(n=40)ET-1(ng/L)42.25± 9.790 54.83± 23.800*TN F α(μg/L)1.18± 0.292 1.94± 0.437**SOD(kU/L)108.91± 13.837 101.27± 18.720*M DA(mmol/L)5.85± 2.106 7.08± 3.190*NO(μmol/L)57.96± 29.188 72.87± 23.030*

表2 兩組尿 NAG、γ-GT和β2-MG測(cè)定結(jié)果(±s)

表2 兩組尿 NAG、γ-GT和β2-MG測(cè)定結(jié)果(±s)

注:與對(duì)照組比較,* P＜0.05;** P＜0.01

組 別 對(duì)照組(n=30)腎結(jié)石組(n=40)NAG(U/gCr)0.62± 1.078 0.75± 0.956*γ-GT(U/gCr)1.83± 1.242 5.61± 1.955**β2-M G(mg/g Cr)2.90± 1.795 4.18± 3.000*

討 論

關(guān)于腎結(jié)石形成的研究較多,但確切的機(jī)制還不清楚,目前的研究多集中于腎小管氧化損傷、鈣通道和局部炎癥反應(yīng)。通過本臨床研究發(fā)現(xiàn),腎結(jié)石患者存在氧化應(yīng)激、ET-1顯著升高、NO升高及 TNF α產(chǎn)生,尿中反映腎小管特異性損傷的指標(biāo) NAG、β2-MG水平升高,且γ-GT顯著升高,與文獻(xiàn)基本一致[1～3],提示腎結(jié)石與腎小管功能損傷有相關(guān)性。

β2-微球 蛋白 (β2-microglodulin, β2-M G)是由 100氨基酸組成的單鏈多肽低分子蛋白,在尿中含量甚微,當(dāng)腎小管重吸收功能受到損傷時(shí),尿β2-MG含量明顯增加,腎小管重吸收率只要減少 1%,則尿中β2-MG排泄量可增加 30倍左右,且升高的程度與腎小管損傷程度 密 切 相 關(guān)。 γ-谷 氨 酰 胺 轉(zhuǎn) 移 酶 (γglutamyltransferase,γ-GT)主要來自腎小管細(xì)胞的刷狀 緣 ,N-乙 酰-β-D-葡 萄 糖 苷 酶 (N-acetyl-beta-D-glucosaminidase,NAG)則為溶酶體的標(biāo)志酶,當(dāng)細(xì)胞的正常更新率及通透性發(fā)生改變時(shí),尿酶就排入尿中;當(dāng)細(xì)胞損傷或壞死時(shí),尿酶活力就會(huì)大量增加[1,2,4]。

過氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是機(jī)體抗氧化的第一道防線,本組資料顯示,結(jié)石組血漿SOD水平明顯低于健康對(duì)照組,而脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)值明顯高于對(duì)照組,提示氧自由基在結(jié)石患者腎小管的損傷中發(fā)揮了作用。研究表明,結(jié)石中的重要成分如尿酸、草酸、磷酸等的產(chǎn)生,無不需要多種氧化過程,而且當(dāng)這些物質(zhì)產(chǎn)生增加同時(shí)即伴隨著氧化作用的增強(qiáng),且產(chǎn)生較正常為多的 ROS,消耗大量 SOD,產(chǎn)生 MDA,使腎小管上皮細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞抗氧化能力下降,甚至發(fā)生損傷;而且活性氧(Reactive oxygen species,ROS)在體內(nèi)大量堆積,必然產(chǎn)生大量草酸鹽,與小腸吸收的草酸鹽共同作用于腎臟上皮細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞,導(dǎo)致繼發(fā)損傷,細(xì)胞壞死或凋亡[5,6]。

一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一種重要的生化介質(zhì),在很多生理和病生過程中發(fā)揮廣泛的不同作用,在腎近端小管上皮細(xì)胞受到機(jī)械性刺激時(shí),尤其在Ca2+的改變和鈣調(diào)節(jié)蛋白作用下,結(jié)合型 NO合成酶瞬間被激活,產(chǎn)生半衰期很短的 NO,能減少超氧陰離子,終止自由基鏈反應(yīng),對(duì)抗過氧化氫介導(dǎo)的細(xì)胞氧化反應(yīng),通過 NO-cGM P途徑使血漿 NO水平升高,從而抑制腎素血管緊張素等縮血管物質(zhì)產(chǎn)生,改善局部血流動(dòng)力學(xué),減輕腎小管損傷[7]。內(nèi)皮素(Endothelin-1,ET-1)是目前所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的內(nèi)源性血管收縮物質(zhì),大部分 ET-1是由腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生釋放的,ET-1能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi) Ca2+升高而加重腎小管損傷[8]。雖然 NO和 ET-1在血流動(dòng)力學(xué)作用方面相互制約,但本研究中結(jié)石組血漿 NO、ET-1都顯著升高,說明很可能因?yàn)槟I結(jié)石的形成過程中,損傷的組織不斷釋放ET-1,其強(qiáng)烈的縮血管作用使腎小管上皮細(xì)胞持續(xù)處于鈣超載,而且持續(xù)產(chǎn)生的結(jié)石結(jié)晶的機(jī)械刺激均使NO水平升高。

腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor,TNF α)是最重要的炎性因子,具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng),它的致病機(jī)制是它能作用于多種細(xì)胞,作為誘導(dǎo)細(xì)胞反應(yīng)中的最初物質(zhì),在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上激發(fā)一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)或“瀑布效應(yīng)”(Cascade effect)誘導(dǎo) IL-1(白介素-1)、IL-6(白介素-6)等多種炎性因子,作用于內(nèi)皮細(xì)胞增加毛細(xì)血管通透性,并導(dǎo)致局部缺血和血栓形成,并通過激活炎性細(xì)胞,上調(diào)黏附分子[9]。血清 TNF α升高,反應(yīng)腎小管上皮細(xì)胞氧化損傷,使得大量結(jié)石結(jié)晶穿破腎小管到達(dá)細(xì)胞間質(zhì),在腎間質(zhì)中晶狀物質(zhì)被炎癥細(xì)胞如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞包裹,壞死細(xì)胞成為結(jié)石形成的關(guān)鍵因素,同時(shí)結(jié)晶的內(nèi)吞作用和并發(fā)的腎小管上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng),產(chǎn)生大量氧化代謝產(chǎn)物,并與間質(zhì)細(xì)胞交互作用,導(dǎo)致炎癥反應(yīng)并最終引起組織損傷[10,11]。

總之,本組資料顯示腎結(jié)石患者尿酶 NAG、γ-GT和β2-MG顯著升高,表明尿路結(jié)石與腎小管功能損傷相關(guān),自由基、局部血流動(dòng)力學(xué)改變和炎癥反應(yīng)在這種損傷中發(fā)揮了作用。當(dāng)然,現(xiàn)有的資料只能得出上述推論,為了更清楚的闡明腎結(jié)石的形成機(jī)制,還需要付出大量的精力、做大量的實(shí)驗(yàn)研究工作。

[1]盛斌武,陳興發(fā),李 翔,等.N AG、γ-GT和 β2-MG含量變化及臨床意義.現(xiàn)代泌尿外科雜志,2006,6(1):13-15.

[2]彭珊茁,張春生,胡 元,等.職業(yè)接觸汞工人腎臟早期損傷指標(biāo)的探討 [J].中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志,2004,22:122-124.

[3]高月亭,陳 濤 ,王露萍,等.上尿路結(jié)石對(duì)腎功能影響的研究.現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)雜志,2004,10(6):500-501.

[4]沈 茜.血、尿β2-微球蛋白對(duì)高血壓早期腎損害的臨床意義.陜西醫(yī)學(xué)雜志,2002,31(2):185-186.

[5]張 保,陳一戎 ,王志平,等.維生素 C對(duì)大鼠腎結(jié)石模型體內(nèi)活性氧及成石的影響.中華泌尿外科雜志,2002,23(11):683-685.

[6]Huang HS,Ma M C,Chen CF,et al.Lipid peroxidation and its correlations with urinary levels of oxalate,citric acid,and osteopontin in patients with renal calcium oxalate stones.Urology,2003,62(6):1123-1128.

[7]Park JK,Cui Y,Kim HJ,et al.Activation of nitric oxide-cyclic guanosine monophosphate signaling in kidney by extracorporeal shock wave therapy.J Urol,2003,170(3):2459-2462.

[8]李 翔,賀大林,陳興發(fā) ,等.內(nèi)皮素-1、一氧化氮在沖擊波致腎損傷中的測(cè)定及意義.陜西醫(yī)學(xué)雜志,2004,33(4):300-302.

[9]韓洪偉,劉 紅,海克蓉,等.大鼠肢體缺血再灌注致肺損傷及高滲鹽水的肺保護(hù)作用.陜西醫(yī)學(xué)雜志,2007,36(9):1125-1127,1168.

[10]Knoll T,Steidler A,Trojan L,et al.The influence of oxalate on renal epithelial and interstitial cells. Urol Res,2004,32(4):304-309.

[11]Evan AP,Lingeman JE,Coe FL,et al.Randall’s plaque of patients with nephrolithiasis beginsin basement membranes of thin loops of Henle.J Clin Invest,2003,111(5):607-616.