天津中医药  2019, Vol. 36 Issue (5): 482-485

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杨杰
YANG Jie
芹菜素对慢性肾功能衰竭大鼠贫血和电解质代谢紊乱的影响
Effects of apigenin on anemia and disorders of electrolyte metabolism in chronic renal failure rats
天津中医药, 2019, 36(5): 482-485
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2019, 36(5): 482-485
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2019.05.17

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收稿日期: 2018-11-19
芹菜素对慢性肾功能衰竭大鼠贫血和电解质代谢紊乱的影响
杨杰     
河北北方学院附属第一医院药学部, 张家口 075000
摘要:[目的] 研究芹菜素(APG)对慢性肾功能衰竭(CRF)大鼠贫血和电解质代谢紊乱的影响。[方法] 将100只SD大鼠按照随机数字表法随机分为正常对照组、模型组、APG低剂量组[10 mg/(kg·d)]、APG中剂量组[20 mg/(kg·d)]、APG高剂量组[40 mg/(kg·d)]组,每组20只;采用腺嘌呤连续灌胃21 d的方法复制CRF模型大鼠,APG各剂量组腹腔注射给药治疗(1次/日),正常对照组和模型组同步给予生理盐水,疗程28 d。测定肾功能指标[血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、尿素(UA)],称体质量并计算肾脏指数;测定贫血指标[红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT)、血清铁(SI)、总铁结合力(TIBC)、铁蛋白(FER)];测定血清电解质[钾(K+)、钠(Na+)、钙(Ca2+)、磷(P3+)];通过苏木精-伊红(HE)染色对肾脏组织进行病理学检查。[结果] 与模型组比较,经APG中、高剂量治疗28 d后能够有效降低CRF模型大鼠血清BUN、SCr、UA含量;降低肾脏指数;提高HGB、HCT和SI、TIBC、FER,其中APG高剂量组RBC显著升高;提高血清Ca2+含量并降低P3+含量,其中APG高剂量组K+、Na+显著降低;上述差异均具有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01)。病理学检查结果显示,经APG治疗能够有效抑制CRF大鼠肾脏组织病变。[结论] APG具有改善CRF大鼠贫血、电解质紊乱的药理学作用,这可能是APG对肾功能衰竭能够起到一定保护作用的机制之一。
关键词芹菜素    慢性肾功能衰竭    贫血    电解质    肾功能    

慢性肾功能衰竭(CRF)是各种慢性肾脏疾病持续进展的共同结局,电解质代谢紊乱、内分泌失调、酸碱失衡以及贫血是其早期主要的临床表现[1-3]。芹菜素(APG)是一种具有广泛生物学活性的天然存在的黄酮类化合物,在多种水果蔬菜中均含量丰富,王珂等[4]和王强等[5]研究发现黄酮类化合物对CRF大鼠具有一定的保护作用,本实验将通过复制CRF模型大鼠并腹腔注射给予APG进行治疗,通过相关指标检测并对比正常对照组、模型组实验数据,探讨APG对CRF大鼠贫血和电解质代谢紊乱的影响。

1 材料与方法 1.1 实验动物

健康无特定病原体(SPF级)雄性SD大鼠(8周龄,220~260 g)购自河北省实验动物中心[SCXK(冀)2013-1-003]。饲养环境:23~25 ℃、相对湿度55%~60%,光照周期12 h:12 h。

1.2 药物与试剂

芹菜素(陕西慧科植物开发有限公司,批号:170329);血清铁(SI)、总铁结合力(TIBC)测定试剂盒(北京博奥森生物技术有限公司,批号:071128、070916);铁蛋白(FER)酶联免疫吸附法(ELISA)测定试剂盒(美国R&D公司,E01627);血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、尿素(UA)测定试剂盒(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司,批号:201711012、201710025、201705023);腺嘌呤(国药集团化学试剂有限公司)。

1.3 实验方法 1.3.1 分组、造模与给药

取100只实验用大鼠按照随机数字表法随机分为正常对照组、模型组、APG低剂量组[10 mg/(kg·d)]、APG中剂量组[20 mg/(kg·d)]、APG高剂量组[40 mg/(kg·d)]组,每组20只。复制CRF大鼠模型[6]:制备25%腺嘌呤溶液,连续灌胃21 d [250 mg/(kg·d)]以制备CRF大鼠模型,造模结局判断[7]:SCr水平高于正常高值,肾脏组织呈现炎性细胞浸润、肾间质纤维化等病理性改变,即造模成功。造模完成后,APG各剂量组腹腔注射给药治疗(1次/日),正常对照组和模型组同步腹腔注射给予生理盐水,疗程28 d。

1.3.2 肾功能指标检测

麻醉后经腹主动脉取血(不做抗凝处理),1 500 r/min离心10 min取血清,通过生化分析仪测定血清中BUN、SCr、UA含量。

1.3.3 肾脏指数的计算

称量各组大鼠体质量,麻醉后开腹摘取两侧肾脏组织,生理盐水冲洗干净后称量左侧肾脏质量,然后进行计算,肾脏指数=左侧肾脏质量/体质量。

1.3.4 贫血监测指标

参照1.3.2方法取血,血常规分析仪测定全血红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT);1 500 r/min离心10 min取血清,通过生化分析仪测定各组大鼠血清中SI、TIBC、FER含量。

1.3.5 电解质测定

经腹主动脉取血并分离血清后通过化分析仪测定血清K+、Na+、Ca2+、P3+含量。

1.3.6 肾脏组织病理学检查

取右侧肾脏组织,置4%多聚甲醛溶液进行固定,72 h后进行石蜡包埋和切片,脱蜡水化处理后行常规HE染色[依次进行乙醇梯度脱蜡、磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤、苏木素染色5 min、0.5%乙醇盐酸分色、伊红染色20 s等步骤],通过光学显微镜观察肾脏组织形态。

1.4 统计学处理

运用软件SPSS 18.0进行数据统计分析,实验数据采用均数±标准差(x±s)方式表示,多组间均数比较采用单因素方法分析,组间两两比较采用LSD法,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组大鼠肾功能检测结果比较

模型组大鼠血清BUN、SCr、UA含量较正常对照组均显著升高(P < 0.01);与模型组比较,APG中、高剂量组CRF大鼠血清经治疗28 d后BUN、SCr、UA含量均显著降低,差异有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01)。见表 1

表 1 各组大鼠BUN、SCr、UA测定结果比较(x±s Tab. 1 The measurement results of BUN, SCr, UA(x±s)
2.2 各组大鼠体质量和肾脏指数结果比较

模型组大鼠体质量、肾脏指数较正常对照组显著升高(P < 0.01);与模型组比较,APG高剂量组CRF大鼠经治疗28 d后体质量升高(P < 0.05),APG中、高剂量组肾脏指数显著降低(P < 0.01)。见表 2

表 2 各组大鼠体质量、肾脏指数测定结果比较(x±s Tab. 2 The measurement results of body weight and kidney index(x±s)
2.3 各组大鼠贫血监测指标测定结果比较

模型组大鼠RBC、HGB、HCT、SI、TIBC、FER较正常对照组均显著降低(P < 0.01);与模型组比较,APG中、高剂量组CRF大鼠经治疗28 d后HGB、HCT、SI、TIBC、FER显著升高,且高剂量组RBC显著升高,差异具有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01)。见表 3

表 3 各组大鼠贫血监测指标测定结果比较(x±s Tab. 3 The measurement results of anemia monitoring index(x±s)
2.4 各组大鼠电解质测定结果比较

模型组大鼠血清Ca2+含量较正常对照组显著降低且K+、Na+、P3+含量显著升高(P < 0.01);与模型组比较,APG中、高剂量组CRF大鼠经治疗28 d后血清Ca2+含量显著升高(P < 0.05),P3+含量显著降低且高剂量组K+、Na+含量显著降低(P < 0.05或P < 0.01)。见表 4

表 4 各组大鼠电解质指标测定结果比较(x±s Tab. 4 The measurement results of electrolyte index(x±s)
2.5 各组大鼠肾脏组织病理学检查结果

正常对照组大鼠肾脏组织结构和细胞形态均未见异常;与正常对照组比较,模型组大鼠肾脏组织呈现明显的病理性改变,主要表现为肾小球数量减少、球囊粘连、囊腔扩大、肾小管坏死、大量炎症细胞和出现、中性粒细胞浸润等;较模型组,经APG中、高剂量组治疗28 d后CRF大鼠肾脏组织病变明显改善,改善效果以高剂量组最为显著。见图 1

A.正常对照组;B.模型组;C. APG低剂量组;D. APG中剂量组;E. APG高剂量组 图 1 肾脏组织病理学检查结果(HE,×400) Fig. 1 The histopathological examination results of renal tissue (HE, ×400)
3 讨论

流行病学调查发现CRF发病率达568/100万,具有不可逆及持续进展的特点,是主要致死原因之一[8],是临床上亟待解决的医学难题之一。高浓度腺嘌呤持续摄入是常用的CRF大鼠模型造模方法[7],该方法制作的CRF大鼠模型异常新陈代谢与人类CRF临床表现及病理改变相似[9];该制作方法的机制主要与腺嘌呤代谢形成极难溶于水的2,8-二羟基腺嘌呤,沉积于肾小管并堵塞肾小管腔,影响氮质化合物的排泄,导致氮质血症、毒素蓄积、电解质代谢紊乱而最终引起肾功能衰竭[10],此外还可能与2,8-二羟基腺嘌呤阻塞肾小管而引发肾脏组织炎症反应和氧化应激有关[11]。肾功能指标(BUN、SCr、UA)异常、电解质(P3+、K+、Na+、Ca2+)代谢紊乱、贫血以及肾脏组织病变是CRF的主要临床表现[12]。本实验结果显示,模型组大鼠血清BUN、SCr、UA显著升高,Ca2+含量显著降低且K+、Na+、P3+含量显著升高,贫血监测指标明显异常,肾脏组织病理性改变,提示造模成功。

本实验采用腺嘌呤连续灌胃21 d的方法复制CRF模型大鼠,腹腔注射给予APG进行干预治疗,实验结果显示,经APG 20~40 mg/(kg·d)治疗28 d能够有效改善CRF大鼠肾功能(降低血清BUN、SCr、UA含量),降低肾脏指数,抑制肾脏组织形态和细胞结构病变,提示APG对CRF大鼠肾脏组织损伤具有抑制作用。

肾性贫血主要表现为RBC数量降低,HGB、HCT降低,SI、TIBC、FER含量降低[13-14]。SI是HGB合成的必需元素[15],贫血的发生与HGB合成受阻密切相关,因此HGB水平是评价人体是否贫血的重要指标[16]。本实验结果显示,经APG 20~40 mg/(kg·d)治疗28 d能够有效提高CRF大鼠全血RBC、HGB、HCT水平和血清中SI、TIBC、FER含量,提示APG具有抑制CRF大鼠贫血症状的作用。

电解质代谢紊乱也是CRF患者常见并发症之一,其中钙磷代谢紊乱最常见并形成低钙高磷血症[17],此外电解质代谢紊乱还可诱发继发性甲状旁腺功能亢进、血管钙化等[18]。本实验结果显示,经APG 20~40 mg/(kg·d)治疗28 d能够升高CRF大鼠血清Ca2+水平并降低P3+、K+、Na+水平,说明APG具有抑制CRF大鼠电解质代谢紊乱的作用。

综上所述,APG具有改善CRF大鼠贫血、电解质紊乱的药理学作用,可能是APG对CRF能够起到一定保护作用的机制之一。

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Effects of apigenin on anemia and disorders of electrolyte metabolism in chronic renal failure rats
YANG Jie     
Department of Pharmacology, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China
Abstract: [Objective] To study the effect of Apigenin (APG) on anemia and disorders of electrolyte metabolism in chronic renal failure(CRF) rats. [Methods] 100 SD rats were randomly divided into normal control group, model group and APG low-dose[10 mg/(kg·d)], medium-dose[20 mg/(kg·d)], high-dose[40 mg/(kg·d)] groups, n=20;the CRF rat model was established by intragastric administration of adenine solution for 21 days, the drugs were given by intraperitoneal injection for 28 days, once a day, while the normal control group and model group were given saline simultaneously at the same time. The levels of serum urea nitrogen (BUN), serum creatinine (SCr) and uric acid (UA) were measured, the kidney index was calculated. The level of red blood cells (RBC), hemoglobin (HGB), hematocrit (HCT), serum iron (SI), total iron binding capacity (TIBC) and ferritin (FER) in whole blood were measured; the level of potassium (K+), sodium (Na+), calcium (Ca2+) and phosphorus (P3+) in serum were measured. The pathological changes of renal tissue was observed by HE staining. [Results] Compared with model group, the contents of BUN, SCr, UA in serum of APG medium-/high-dose groups were significantly reduced; renal index was significantly reduced; the levels of RBC, HGB, HCT, SI, TIBC, FER were significantly increased; the level of Ca2+ in serum was significantly increased and the levels of K+, Na+, P3+ were significantly decreased; all of the difference above were significant (P < 0.05 or P < 0.01). Pathological examination showed that APG treatment can effectively inhibit renal tissue lesions in CRF rats. [Conclusion] APG can improve the pharmacological effects of anemia and electrolyte disturbance in CRF rats, which may be one of the mechanisms that APG can play a protective role against renal failure.
Key words: allicin    chronic renal failure    anemia    electrolytes    kidney function