硫代硫酸鈉對尿毒癥老年大鼠血管鈣化的影響

魏 勇 崔美玉 (山東大學醫(yī)學院，山東 濟南 25002)

心血管疾病在慢性腎臟病患者中的發(fā)病率是健康人的3～6倍，是慢性腎臟病患者的主要死因〔1〕，老年慢性腎臟病患者心血管疾病發(fā)病率更高，其中動脈血管鈣化是慢性腎臟病患者心血管疾病的主要病理生理機制之一。目前對于慢性腎臟病患者血管鈣化尚無有效的治療方法。硫代硫酸鈉(STS)是一種具有很強抗氧化特性的化合物，對人體無毒性作用，一個世紀前開始用于氰化物中毒的治療〔2〕，近年來研究證明STS可以減輕卡鉑和順鉑對腎臟的損害〔2～4〕，并且在對鈣化防御的治療中取得了成功〔5，6〕。本研究探討STS是否能夠預防尿毒癥老年大鼠血管鈣化及其作用機制。

1 材料與方法

1.1 材料 健康20月齡雄性Wistar大鼠36只，體重400～500 g，飼養(yǎng)于山東大學齊魯醫(yī)院實驗動物中心。腺嘌呤由Sigma公司提供，STS為上海新亞制藥廠產品，超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)等指示劑盒購于南京建成生物制品公司。MGP、Fetuin-A ELISA試劑盒購于上海韻涵生物科技有限公司。

1.2 動物模型制備及藥物干預 所有大鼠適應性喂養(yǎng)1 w后，隨機分為正常對照組、尿毒癥組、STS組，每組12只大鼠。腺嘌呤加蒸餾水配成質量分數為2%混懸液，每日250～300 mg/kg灌胃，正常對照組用等量蒸餾水灌胃，持續(xù)4 w，4 w后將STS與生理鹽水按1∶3比例配成溶液，按0.4 g/kg給予大鼠腹腔注射，每周3次，持續(xù)6 w。

1.3 標本采集 試驗第10周注射過量戊巴比妥那處死全部動物，處死前頸動脈取血3 ml，分離血清(－20℃保存?zhèn)溆茫郎y生化指標)，迅速剖開動物取胸主動脈全長，用PBS沖洗后－70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 血管組織鈣含量測定 取胸主動脈組織1 cm(約10 mg)于80℃烤干，組織稱重，加入2 mmol/L濃硝酸，室溫消化12～24 h，將消化管放于自控電熱消化器上消化至酸全部揮發(fā)，冷卻后用去離子水2 ml充分振蕩溶解過夜，取1.5 ml樣品，加入1%氯化鍶150 μl，用Perkin-Elmer703型原子吸收分光光度計測定422.7 nm波長下的各管A值，自標準曲線上查出鈣含量，并換算成μmol/g。

1.5 大鼠血MDA、SOD、MGP、Fetuin-A的測定 大鼠腹主動脈取血，靜置，4℃ 2 000 r/min離心15 min，分離血清，按照試劑盒說明書用硫代巴比妥酸(TBA)微量法測定血清MDA含量;用黃嘌呤氧化酶法測定血清SOD活性。ELISA法測定血Fetuin-A和MGP蛋白水平，每份標本測定2次后取平均值。

2 結果

2.1 各組動物血管鈣含量及血清SOD、MDA水平 見表1，STS治療組大鼠血管鈣含量顯著低于尿毒癥大鼠(P＜0.05);與尿毒癥大鼠相比，STS組大鼠血清MDA水平顯著降低、SOD活性明顯提高(P＜0.05)。

表1 各組大鼠血管鈣含量及血清SOD、MDA水平(±s ，n=12)

表1 各組大鼠血管鈣含量及血清SOD、MDA水平(±s ，n=12)

與正常對照組比較:1)P＜0.05;與尿毒癥組比較:2)P＜0.05，下表同

組別 血管鈣含量(μmol/g)SOD(IU/mgprot)MDA(nmol/mgprot)正常對照組20±2 20.90±0.97 4.99±0.44尿毒癥組 57±51) 11.47±1.321) 11.54±0.861)STS組 25±32) 17.34±0.682) 7.86±0.342)

2.2 各組動物血漿MGP、Fetuin-A水平 見表2，與正常對照組比較，尿毒癥大鼠MGP、Fetuin-A水平顯著降低;與尿毒癥大鼠組相比，STS組大鼠 MGP、Fetuin-A水平明顯提高(P＜0.05)。

表2 各組動物血MGP、Fetuin-A水平(±s ，n=12)

表2 各組動物血MGP、Fetuin-A水平(±s ，n=12)

組別 MGP(nmol/L) Fetuin-A(ng/ml)正常對照組13.1±1.97 1.86±0.21尿毒癥組 8.6±1.51) 0.46±0.111)STS組 11.5±1.432) 1.31±0.152)

3 討論

慢性腎臟病患者中的血管鈣化較一般人群明顯加速和加重，在慢性腎臟病人群中老年患者血管鈣化發(fā)病率更高〔7～9〕，血管鈣化是慢性腎臟病患者心血管事件發(fā)生率和死亡率增加的重要危險因素〔10，11〕。近年來最新的證據表明，血管鈣化是一種類似于骨和軟骨形成的主動的調節(jié)過程，伴隨著血管平滑肌細胞向成骨樣細胞的轉化，在這一過程中，氧化應激發(fā)揮了重要作用，Parhami等〔12〕指出脂質過氧化物具有強的劑量依賴性的促進血管平滑肌細胞向成骨細胞分化的作用，Mody等〔13〕的研究表明過氧化氫或黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶能增加細胞內的氧自由基，促進血管平滑肌細胞的成骨細胞分化，這作用能被外源性抗氧化劑所阻斷。氧化應激不僅存在于輕-中度腎功能不全患者，在存在于尿毒癥患者〔14〕，血清SOD和MDA的水平可分別從生成過程和生成物兩方面反映體內氧自由基的含量，是過氧化反應的重要指標。SOD是細胞內一種重要的抗氧化酶，催化O－轉變?yōu)镠2O2和O2的歧化反應，SOD活力高低間接反映機體清除氧自由基的能力;MDA是氧自由基攻擊細胞膜中的不飽和脂肪酸，引發(fā)脂質過氧化作用并因此形成的脂質過氧化物，MDA的水平可以反映體內脂質過氧化的程度，并間接反映細胞膜損傷的程度。

近年來研究發(fā)現，ESRD患者的血管鈣化是由多因素參與的主動的調節(jié)過程，在這一過程中，促進和抑制鈣化的因素尤其鈣化抑制因子的失調在系統(tǒng)和(或)局部水平起重要作用，鈣化抑制因子包括基質Gla蛋白、Fetuin-A等。Fetuin-A是一種主要由肝細胞分泌的Ca2+結合蛋白，廣泛存在于細胞外液，是重要的循環(huán)鈣化抑制劑，一方面可與MGP及鈣磷酸鹽礦物質結合形成循環(huán)蛋白礦物復合物以防止血管鈣化的發(fā)生，另一方面還可抑制BMP(骨形態(tài)發(fā)生蛋白)和轉化生長因子β的促鈣化作用〔15〕，Fetuin-A基因缺陷小鼠能夠發(fā)生以主動脈為主的血管、肺等軟組織鈣化〔16〕。MGP主要由骨細胞和成骨細胞合成及分泌，是骨細胞成熟的晚期標志之一。MGP含有5個羧基谷氨酸(Gla)基團，是成骨細胞的標志分子，以維生素K作為輔助因子的γ-谷氨酸羧化酶可將無活性的Gla殘基羧化為有活性的Gla殘基〔17〕。MGP 有抑制血管鈣化的功能，研究顯示〔18〕，MGP基因敲除大鼠主動脈及其分支發(fā)生嚴重的血管鈣化，后期逐漸發(fā)展為主動脈破裂。另外，MGP能夠與Ca2+結晶結合，抑制羥磷灰石結晶的生長，進而抑制血管鈣化。

STS是一種具有很強抗氧化特性的化合物，可與鈣離子形成螯合物，對人體無毒性作用。本文結果顯示目前對慢性腎臟病患者血管鈣化仍沒有有效地預防及治療方法。STS可以有效減少鈣在血管壁的沉積，延緩血管鈣化的發(fā)生，尿毒癥確實可以引起機體氧化應激水平升高，STS可以阻止尿毒癥大鼠血管鈣化的發(fā)生，作用機制可能是STS通過其抗氧化特性減輕尿毒癥引起的脂質過氧化反應，增強SOD活性，提高機體抗氧化能力，促進自由基清除、抑制或阻斷自由基引發(fā)的脂質過氧化反應，改善細胞內皮功能。尿毒癥大鼠血MGP、Fetuin-A等鈣化抑制蛋白明顯降低，是導致血管鈣化的原因之一，STS不僅具有抗氧化作用，而且具有調節(jié)某些鈣化抑制因子的能力，通過增加鈣化抑制因子的水平，抑制或減輕血管鈣化的發(fā)生。

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