肾结石患者尿 N AG、γ-GT和β2-MG水平升高的意义及机制探讨△

西安交通大学医学院第一附属医院老年外科(西安 710061)

盛斌武 贺大林* 陈兴发* 王新阳* 南勋义*

肾结石是常见病、多发病,复发率高,由于对其发生机制目前尚不清楚,故缺乏有效的预防措施。有研究发现,肾小管损伤与结石发生相关,我们前期的研究也显示 ,肾结石患者尿 N-乙酰 -β-葡萄糖苷酶 (NAG)、γ-谷氨酰胺转移酶 (γ-GT)和 β2-微球蛋白 (β2-MG)水平显著升高[1]。本组通过观察肾结石患者血中与氧化损伤、局部血流动力学改变及炎症反应相关指标的变化,初步探讨其与肾小管上皮细胞损伤的相关性,以期为尿路结石发生机制的阐明及结石患者肾损伤的保护奠定基础,现分析报告如下。

对象与方法

1 对 象 ①结石组:40例,为 2002年 12月至 2007年 5月来我院泌尿科就诊,经 X线或 CT结合腹部 B超为肾结石无症状患者,其中男 24例,女 16例,年龄 23～ 65岁,体重 49～72kg;②健康对照组:30例,经体检正常,腹部 B超正常且无泌尿系病史的健康志愿者 ,其中男 21例,女 9例,年龄 23～ 60岁,体重 51～75kg。

2 方 法

2.1 标本的采集与处理 ①血浆(清)标本:两组均于晨起空腹取肘正中静脉血 6ml,按说明书要求制备标本,放于-20℃冰箱保存。②尿标本:两组晨起空腹尿,按说明书要求制备标本,放于-20℃冰箱保存。

2.2 检测方法 ①主要试剂:内皮素(ET-1)、肿瘤坏死因子(TNF α)试剂盒购自解放军总医院科技开发中心放免所;β2-微球蛋白 (β2-MG)试剂盒购自中国原子能科学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 氨酰胺转肽酶 (γ-GT)试剂盒购自南京建成生物技术研究所;肌苷(Cr)试剂盒购自中生北控生物科技股份有限公司。②标本检测:放射免疫法测定 ET-1、TNF α和 β2-MG;生化分光光度比色法测定 NO、 SOD、MDA、 NAG、γ-GT和 Cr。

3 统计学处理 所有数据采用 SPSS11.5单因素方差分析程序进行处理。

结 果

1 血浆 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α测定结果 见表 1。结石组血浆 ET-1、MDA值高于健康对照组,两组之间有显著性差异(P＜0.05),血清TNF-α值高于健康对照组,两组之间有极显著性差异(P＜0.01);血浆 SOD值显著低于健康对照组,两组之间有显著性差异(P＜0.05);血浆 NO值高于健康对照组,两组之间有显著性差异(P＜0.05)。

2 尿 NAG、γ-GT和 β2-M G测定结果 见表 2。结石组尿 NAG、γ-GT和 β2-MG水平显著升高,其中NAG,β2-MG与健康对照组存在显著性差异(P＜0.05);r-GT与健康对照组存在极显著性差异(P＜0.01)。

表1 两组血浆 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α测定结果(±s)

表1 两组血浆 ET-1、SOD、NO、MDA和血清 TNF α测定结果(±s)

注:与对照组比较,* P＜0.05;** P＜0.01

组 别 对照组(n=30)肾结石组(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 两组尿 NAG、γ-GT和β2-MG测定结果(±s)

表2 两组尿 NAG、γ-GT和β2-MG测定结果(±s)

注:与对照组比较,* P＜0.05;** P＜0.01

组 别 对照组(n=30)肾结石组(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*

讨 论

关于肾结石形成的研究较多,但确切的机制还不清楚,目前的研究多集中于肾小管氧化损伤、钙通道和局部炎症反应。通过本临床研究发现,肾结石患者存在氧化应激、ET-1显著升高、NO升高及 TNF α产生,尿中反映肾小管特异性损伤的指标 NAG、β2-MG水平升高,且γ-GT显著升高,与文献基本一致[1～3],提示肾结石与肾小管功能损伤有相关性。

β2-微球 蛋白 (β2-microglodulin, β2-M G)是由 100氨基酸组成的单链多肽低分子蛋白,在尿中含量甚微,当肾小管重吸收功能受到损伤时,尿β2-MG含量明显增加,肾小管重吸收率只要减少 1%,则尿中β2-MG排泄量可增加 30倍左右,且升高的程度与肾小管损伤程度 密 切 相 关。 γ-谷 氨 酰 胺 转 移 酶 (γglutamyltransferase,γ-GT)主要来自肾小管细胞的刷状 缘 ,N-乙 酰-β-D-葡 萄 糖 苷 酶 (N-acetyl-beta-D-glucosaminidase,NAG)则为溶酶体的标志酶,当细胞的正常更新率及通透性发生改变时,尿酶就排入尿中;当细胞损伤或坏死时,尿酶活力就会大量增加[1,2,4]。

过氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是机体抗氧化的第一道防线,本组资料显示,结石组血浆SOD水平明显低于健康对照组,而脂质过氧化产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)值明显高于对照组,提示氧自由基在结石患者肾小管的损伤中发挥了作用。研究表明,结石中的重要成分如尿酸、草酸、磷酸等的产生,无不需要多种氧化过程,而且当这些物质产生增加同时即伴随着氧化作用的增强,且产生较正常为多的 ROS,消耗大量 SOD,产生 MDA,使肾小管上皮细胞及间质细胞抗氧化能力下降,甚至发生损伤;而且活性氧(Reactive oxygen species,ROS)在体内大量堆积,必然产生大量草酸盐,与小肠吸收的草酸盐共同作用于肾脏上皮细胞及间质细胞,导致继发损伤,细胞坏死或凋亡[5,6]。

一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一种重要的生化介质,在很多生理和病生过程中发挥广泛的不同作用,在肾近端小管上皮细胞受到机械性刺激时,尤其在Ca2+的改变和钙调节蛋白作用下,结合型 NO合成酶瞬间被激活,产生半衰期很短的 NO,能减少超氧阴离子,终止自由基链反应,对抗过氧化氢介导的细胞氧化反应,通过 NO-cGM P途径使血浆 NO水平升高,从而抑制肾素血管紧张素等缩血管物质产生,改善局部血流动力学,减轻肾小管损伤[7]。内皮素(Endothelin-1,ET-1)是目前所发现的最强的内源性血管收缩物质,大部分 ET-1是由肾小球血管内皮细胞产生释放的,ET-1能促进细胞内 Ca2+升高而加重肾小管损伤[8]。虽然 NO和 ET-1在血流动力学作用方面相互制约,但本研究中结石组血浆 NO、ET-1都显著升高,说明很可能因为肾结石的形成过程中,损伤的组织不断释放ET-1,其强烈的缩血管作用使肾小管上皮细胞持续处于钙超载,而且持续产生的结石结晶的机械刺激均使NO水平升高。

肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor,TNF α)是最重要的炎性因子,具有广泛的生物学效应,它的致病机制是它能作用于多种细胞,作为诱导细胞反应中的最初物质,在细胞和亚细胞水平上激发一系列级联反应或“瀑布效应”(Cascade effect)诱导 IL-1(白介素-1)、IL-6(白介素-6)等多种炎性因子,作用于内皮细胞增加毛细血管通透性,并导致局部缺血和血栓形成,并通过激活炎性细胞,上调黏附分子[9]。血清 TNF α升高,反应肾小管上皮细胞氧化损伤,使得大量结石结晶穿破肾小管到达细胞间质,在肾间质中晶状物质被炎症细胞如单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞包裹,坏死细胞成为结石形成的关键因素,同时结晶的内吞作用和并发的肾小管上皮细胞炎症反应,产生大量氧化代谢产物,并与间质细胞交互作用,导致炎症反应并最终引起组织损伤[10,11]。

总之,本组资料显示肾结石患者尿酶 NAG、γ-GT和β2-MG显著升高,表明尿路结石与肾小管功能损伤相关,自由基、局部血流动力学改变和炎症反应在这种损伤中发挥了作用。当然,现有的资料只能得出上述推论,为了更清楚的阐明肾结石的形成机制,还需要付出大量的精力、做大量的实验研究工作。

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