两种家兔急性肾功能不全模型学生自主造模成功率比较

田 玮， 龚延萍， 马尚寅

(1. 内蒙古医科大学 基础医学院, 内蒙古 呼和浩特 010110;2. 内蒙古自治区人民医院, 内蒙古 呼和浩特 010017)

两种家兔急性肾功能不全模型学生自主造模成功率比较

田 玮1， 龚延萍1， 马尚寅2

(1. 内蒙古医科大学 基础医学院, 内蒙古 呼和浩特 010110;2. 内蒙古自治区人民医院, 内蒙古 呼和浩特 010017)

目的：比较学生应用HgCl2中毒和缺血再灌注两种方法复制家兔急性肾功能不全模型的成功率，以探索适合学生实验的，绿色、安全、快速、有效的急性肾功能不全动物模型的建立方法。方法：40组学生随机分为HgCl2中毒造模组和缺血再灌注造模组，分别采用实验24 h前肌注1%的HgCl2溶液2 mL/kg和实验时切除右肾并夹闭左肾动脉45 min后再灌注15 min的方法建立家兔急性肾功能不全模型，依据实验动物的血尿素氮和血肌酐两项指标，评价学生使用两种建模方式的成功率。结果：学生复制缺血再灌注肾功能不全模型成功率高于HgCl2中毒性模型(P<0.05)。结论：缺血再灌注家兔急性肾功能不全模型建立方法安全无毒，无“三废”排放，可在有限的教学实验时间内完成，且操作难度适宜、便于实验前后对照、造模效果良好，可以用于机能学实验等医学生教学实验。

急性肾功能不全； 动物模型； 家兔； 造模成功率

随着环保意识的增强,以及国家对高校实验室三废排放监督管理的加强,如何解决实验室三废排放问题是当前环保、绿色实验的重点。在医学教育中,将生理学、病理生理学、药理学等实验教学内容优化组合形成的机能实验学[1]有效地改善了分学科、分学期独立授课方式导致的实验课内容重复,实验动物、药物试剂和学时浪费以及仪器设备的重复购置等问题[2],为减少三废排放做出了积极的贡献。

当前在不少医学院校的教学实验中,仍采用经典的HgCl2中毒性肾功能不全动物模型的建立方式。HgCl2中毒性模型作为肾衰教学实验中经典模型,具有创伤小、病变稳定、病变特征明显等特点,但是此种模型建立方式存在着“三废”排放问题，以及造模时间长、学生造模成功率低、存在动物浪费、不便于自身对照等诸多弊端。实验室“三废”的治理首先要从源头上抓起,应首先从实验内容上进行优化,以便减少废弃物和动物浪费的产生[3]。急性肾功能不全的另外一种造模方法,即缺血再灌注模型,有建模时无需借助药品、造模速度快(实验课当场即可完成造模)等优势,避免了HgCl2中毒模型的不足。但据文献报道，缺血再灌注模型需以外科手术方法造模,受动物的耐受性及学生的手术操作熟练程度和水平的影响较大,病理改变也有局限性[4]。本研究目的在于对医学生肾衰教学实验中学生自主建立缺血再灌注急性肾功能不全模型的可行性、稳定性进行评价,探索适合学生实验的,安全、快速、有效的急性肾功能不全动物模型的建立方法。

1 研究内容和对象

1.1 研究目标

通过肌肉注射HgCl2和肾脏缺血再灌注两种不同的方法复制家兔急性肾功能不全模型,以比较学生使用上述两种方法建模的成功率；评价缺血再灌注方法复制家兔急性肾功能不全模型的教学实用性、实验效果及稳定性等。

1.2 研究对象

临床医学专业本科5个班级学生,每班分8组共计40组。为避免班级因素对实验结果造成干扰,按班级分区,将各班学生按1∶1随机分配至HgCl2中毒造模组和缺血再灌注造模组。

2 实验材料与方法

2.1 实验对象及材料

实验对象：健康家兔40只,体重2～3 kg,雌雄不限。随机分为HgCl2中毒造模组和缺血再灌注造模组,每组20只。

材料：20%氨基甲酸乙酯溶液、1%HgCl2溶液、0.9%生理盐水、血尿素氮检测用各试剂(二乙酰一肟法)、肌酐测定试剂盒(苦味酸法)等。

2.2 急性肾功能不全造模方法

HgCl2中毒造模组：实验前24 h臀部肌肉注射1%的HgCl2溶液2 mL/kg。

缺血再灌注造模组：实验前24 h臀部肌肉注射0.9%生理盐水2 mL/kg；实验当天,颈总动脉取血后,进行如下腹部手术:

(1) 自胸骨剑突向下沿腹白线做正中7～10 cm纵切口[5],钝性分离肌肉,将腹腔内容物推向左侧,在右侧后腹壁找到右肾及右肾蒂等组织,结扎并剪断右肾蒂,摘除右肾[6](因为右侧肾蒂短,肾动脉不易分离,且摘除后左侧肾能够完全代偿,不会影响实验结果[7])；再将腹腔内容物翻向右侧,在左侧后腹壁找到左肾及左肾蒂,分离左肾动脉约1 cm。

(2) 阻断血流:用动脉夹阻断左肾血液供应。夹闭左侧肾动脉前,应先将左肾动脉夹闭数秒钟后恢复血供,反复数次,使其缺血预适应,避免急性缺血损伤难以恢复[8-9]。

(3) 恢复血流:阻断血流45 min[4]后,松开左肾的动脉夹,恢复肾血流[10],此时肾脏颜色由苍白逐渐转红,表明再灌注成功,观察无出血后关闭腹腔。

2.3 实验方法

(1) 麻醉:耳缘静脉注射20%的氨基甲酸乙酯[11]5 mL/kg进行麻醉,麻醉后仰卧位固定。

(2) 手术:颈部正中纵形切口,分离一侧颈总动脉。

(3) 取样:颈总动脉取血,分别做血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、血肌酐(creatinine, Cre)测定。

(4) 缺血再灌注造模组依前述方法中“实验当天”步骤进行造模。

(5) 缺血再灌注造模组再取样:再灌注15 min后,颈总动脉取血再次做BUN、Cre测定。

(6) 处死尸检:处死取出肾脏,观察肾脏外观(体积、颜色、包膜紧张度等)及纵切面形态学(皮髓质分界、色泽等)改变。

2.4 造模成功判定标准

以缺血再灌注造模组缺血造模前采样结果为基准,划定BUN、Cre正常值范围,两种方法建模的实验动物BUN、Cre两项指标均超出正常值范围则判定为造模成功,否则判定为造模失败。

2.5 统计学方法

数据以平均数±标准差表示,采用SPSS Statistics 20软件进行统计学分析,对结果比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

3 结果

结果如表1所示。由于表1中最小数为1,故使用Fisher精确检验,得P=0,说明学生复制缺血再灌注肾功能不全模型成功率高于HgCl2中毒性肾功能不全模型(P<0.05)。

表1 缺血再灌注造模组与HgCl2中毒造模组成功率比较

4 讨论

学生教学实验中经典的HgCl2中毒性肾功能不全动物模型的建立方式存在着诸多弊端，现阶段亟待改进学生教学实验中肾功能不全动物模型的建立方式,找到适合学生实验的,绿色、安全、快速、有效的方法。

缺血再灌注家兔急性肾功能不全模型建立采用切除右肾并夹闭左肾动脉的方法,通过夹闭肾动脉阻断肾组织血流,使肾微循环发生严重障碍,从而造成肾实质细胞缺血缺氧、ATP生成减少、滤过膜损伤及肾小球坏死,最终引起肾脏排泄功能的衰竭。由于学生在机能学科各实验中手术技能训练较多,因此切除右肾并夹闭左肾动脉的操作难度尚属适宜,且判断操作成功与否也较肌肉注射更为容易,故缺血再灌注性急性肾功能不全模型的造模成功率相对更高。此方法无需借助药品,既避免了使用剧毒化学药品HgCl2的中毒动物处理及环境污染问题,又规避了毒麻药品管理风险。另外,缺血再灌注复制过程可在有限的教学实验时间内完成,较HgCl2中毒等造模方法周期明显缩短,就教学实验而言,在一次实验中完成从正常生理到疾病发生、发展、转归过程的观察,优化了实验流程并使实验过程节奏性更强；且可设立自身对照,进行实验前后相关指标的比较,结果较空白对照效果更稳定、更具说服力；同时由学生自主完成实验模型建立过程,可进一步加深印象,提高教学效果。

综上所述,缺血再灌注家兔急性肾功能不全模型建立方法安全无毒,可在有限的教学实验时间内完成,且操作难度适宜，便于实验前后对照，造模效果良好,无“三废”排放和动物浪费,与HgCl2中毒模型相比,更适宜于对模型特异性要求不高的机能学实验等医学教学实验。

References)

[1] 马琪, 张建龙, 金辉, 等. 医学机能实验教学改革提高了大学生综合素质和创新能力[J]. 实验技术与管理, 2010,27(7):11-13.

[2] 李秀国, 于海玲, 李迎军, 等. 机能实验教学现状与展望[J]. 实验技术与管理, 2013,30(2):154-156.

[3] 刘彦威, 刘娜, 刘利强, 等. 采用综合措施提高实验动物利用率[J]. 实验技术与管理, 2009,26(4):168-169.

[4] 赵自刚, 牛春雨, 侯亚利, 等. 两种家兔急性肾功能衰竭模型复制的方法学比较[J]. 河北北方学院学报, 2004,21(5):15-17.

[5] Shah K G, Rajan D, Jacob A, et al. Attenuation of renal ischemia and reperfusion injury by human adrenomedullin and its binding protein[J]. J Surg Res, 2010,163(1):110-117.

[6] 李文歌, 陈香美, 廖洪军, 等. 小鼠急性肾功能衰竭模型的建立[J]. 中华实验外科杂志, 1996,13(3):188-189.

[7] 崔艳秋, 夏晓芳, 赵海燕, 等. 家兔急性缺血性肾功能衰竭实验的改进及应用[J]. 卫生职业教育, 2006,24(17):78.

[8] Spandou E, Tsouchnikas I, Karkavelas G, et al. Erythropoietin attenuates renal injury in experimental acute renal failure ischaemic/reperfusion model[J]. Nephrol Dial Transplant, 2006,21(2):330-336.

[9] Basile D P, Donohoe D, Cao X, et al. Resistance to ischemic acute renal failure in the Brown Norway rat: a new model to study cytoprotection.[J]. Kidney International, 2004,65(6):2201-2211.

[10] Takada M, Nadeau K C, Shaw G D, et al. The cytokine-adhesion molecule cascade in ischemia/reperfusion injury of the rat kidney. Inhibition by a soluble P-selectin ligand[J]. J Clin Invest, 1997,99(11):2682-2690.

[11] 万洁, 许崇泰. 乌拉坦在生理科学实验中对家兔麻醉效果的研究[J]. 辽宁医学院学报, 2009,30(6):504-505,510.

Comparison of success rate made by students’ two kinds of acute renal insufficiency models in rabbits independently

Tian Wei1, Gong Yanping1, Ma Shangyin2

(1. Basic Medical College, Inner Mongolia Medical University, Huhhot 010110, China;2. Inner Mongolia People’s Hospital, Huhhot 010017, China)

Objective To compare the successful rate of two methods of acute renal insufficiency in rabbits by students, so as to explore which method will appropriate student's experiments.Methods Forty groups of students were randomly assigned to two groups to establish model of rabbits with acute renal insufficiency using methods of HgCl2poisoning and ischemia-reperfusion,according to the blood urea nitrogen and serum creatinine to evaluate the success rate of students using two modeling methods. Results The successful rate of students coped the of ischemia reperfusion renal insufficiency model was higher than that of HgCl2toxic model (P<0.05). Conclusion Ischemia reperfusion injury model of acute renal insufficiency method is safe, non-toxic, no discharge of the three wastes, which can be completed within a limited time teaching experiment, and the operational difficulty is appropriate, the operation is easy around the experimental control, and the experiment works well. It can be used for other medical functional scientific teaching experiments.

acute renal insufficiency; animal model; rabbit; molding success rate

10.16791/j.cnki.sjg.2017.01.015

2016-07-11 修改日期：2016-08-29

内蒙古医科大学实验室开放基金指南型项目基金(kfsyszn201416)

田玮(1982—)，女，内蒙古呼和浩特，医学硕士，实验师，研究方向为机能实验学教学与教育管理

E-mail：tianweidsa@qq.com

马尚寅(1986—)，男，内蒙古呼和浩特，管理学学士，系统分析师，研究方向为管理技术与数据挖掘.

E-mail：dexter.s@qq.com

G642.423；Q95-336

B

1002-4956(2017)1-0059-03