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目的:过度训练引起横纹肌溶解,可导致急性肾功能衰竭,其病死率高达25%,如何防治过度训练所致急性肾衰竭已成为运动医学、军事医学和临床医学的重要课题。本实验通过给大鼠肌肉注射甘油模拟过度训练致横纹肌溶解所致的急性肾衰竭,利用该模型研究ARF时肾组织MMP-9和TIMP-1表达变化,观察山莨菪碱及苦碟子对上述表达变化的影响,探索其对甘油致ARF的保护作用。
方法:1实验分组:健康SD大鼠96只体重180-250g分为四组:对照组(N)、模型组(M)、山莨菪碱组(S)和苦碟子组(K)。根据观察时间又分为三个亚组,即甘油注射后24小时组、48小时组、72小时组。每个时间点8只大鼠2.各组大鼠禁水24小时,对照组(N)大鼠双下肢肌注生理盐水10ml/kg。模型组(M)大鼠给予50%甘油生理盐水10ml/kg双下肢肌肉注射。山莨菪碱组(S)大鼠在给予50%甘油生理盐水后4小时腹腔注射盐酸山莨菪碱10mg/kg。苦碟子组(K)在给予50%甘油生理盐水后4小时腹腔注射苦碟子20ml/kg。2取材:各组大鼠使用乙醚麻醉,腹部正中切开,于下腔静脉采血,分别注入干管和抗凝管待测,后取双肾,右侧肾组织应用10%福尔马林固定,做石蜡切片,左侧部分肾脏液氮冻存用于免疫印迹检测。3.观察指标及方法使用全自动生化仪检测BUN、Scr、24小时尿蛋白定量;制作病理切片,观察肾组织结构改变;应用免疫组织化学方法检测肾组织MMP-9及TIMP-1的表达;应用Western Blotting方法检测肾组织MMP-9及TIMP-1的表达定量情况。
结果:1各组肾功能及24小时尿蛋白的变化:对照组大鼠各时点血肌酐、尿素氮及尿蛋白均无明显变化。模型组大鼠于甘油肌注后24小时血肌酐、尿素氮及尿蛋白定量均升高,且于48小时、72小时进一步升高,与同时点对照组比较有显著性差异(P<0.01)。山莨菪碱组及苦碟子组大鼠在甘油肌注后24小时血肌酐也明显增高,与模型组比较无明显变化(P>0.05),于48及72小时进一步升高,但较模型组明显降低。山莨菪碱组及苦碟子组大鼠于肌注甘油24小时、48小时、72小时尿素氮均比同时间点模型组明显降低,但仍明显高于对照组(P<0.01)。山莨菪碱及苦碟子组大鼠在肌注甘油后24小时尿蛋白定量增加,于48小时、72小时进一步增加,与模型组比较明显下降(P<0.01)。2.各组肾脏病理变化:对照组肾组织结构无明显变化,模型组大鼠出现近曲小管坏死溶解,远曲小管可见大量管型;山莨菪碱组和苦碟子组大鼠肾脏组织也有明显损伤,但是较模型组损伤轻。3。各组大鼠肾组织MMP-9及TIMP-1表达的变化:对照组大鼠MMP-9在肾组织低表达,模型组大鼠于甘油肌注后24小时、48小时、及72小时肾组织MMP-9表达明显增强,山莨菪碱组和苦碟子组大鼠肾组织MMP-9表达也增强,但弱于模型组;TIMP-1在对照组大鼠肾组织同样呈低表达,模型组大鼠在各时间点肾组织TIMP-1表达增高;山莨菪碱和苦碟子组大鼠在各时间点肾组织TIMP-1表达均增强,但弱于模型组。4.Western-blot结果免疫印迹显示:对照组大鼠肾组织MMP-9含量很少,模型组大鼠肾组织蛋白表达于甘油肌注后24小时48小时及72小时均明显升高(P<0.01),山莨菪碱及苦碟子组大鼠肾组织MMP-9蛋白含量均明显低于同时间点模型组(P<0.01)。对照组大鼠肾组织有少量TIMP-1,模型组各时间点大鼠肾组织TIMP-1较对照组明显增多(P<0.01),山莨菪碱组和苦碟子组大鼠肾组织TIMP-1与同时间点模型组比较均明显降低(P<0.05)。
结论:1大鼠肌注甘油可引起急性肾衰竭(ARF),这种损伤可模拟过度训练致横纹肌溶解所致的急性肾衰竭;2.大鼠甘油肌注后24h、48h、72h,肾组织MMP-9在肾小管上皮细胞表达明显增高,TIMP-1在肾小管上皮细胞表达亦明显增高,这些变化与甘油肌注后肾脏功能及组织结构的损伤相平行,说明肾组织MMP-9及TIMP-1参与了甘油肌注致ARF的发生及发展过程;3.山莨菪碱和苦碟子干预后,大鼠肾组织MMP-9及TIMP-1明显降低,肾功能明显改善,肾组织结构损伤明显减轻。说明山莨菪碱及苦碟子可通过调控肾组织MMP-9及TIMP-1的表达,进而对甘油引起的急性肾损伤起到保护作用。