高碘诱导肾脏损伤的机制研究

高碘诱导肾脏损伤的机制研究

碘是身体所必需的元素，在身体的生长发育和发育方面发挥着重要作用。低碘可以造成甲状腺肿及脑损害,对肌体造成损伤,而长期摄入过量碘同样可以引起甲状腺肿,引起甲状腺重量、形态、功能及甲状腺激素水平的改变。已有研究表明,高碘亦可引起仔鼠脑重量、蛋白质、RNA含量及蛋白质/DNA、RNA/DNA比值降低而使小鼠学习记忆能力下降,还可以通过干扰蛋白质代谢、影响相关酶活性以及诱导细胞凋亡相关基因表达对中枢神经系统造成损伤,但过量碘是否可以对肾造成损伤以及这种损伤是否与其对中枢神经系统的影响有关,作者至今尚未见报道,本文在此进行了探讨。1含碘量为50g/l的动物模型的制备1.1实验动物健康昆明种小鼠雌雄各半共40只,体重11~13g由河北实验动物中心提供。1.2主要仪器及试剂NADPH-dtypeⅠ(还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶)为sigma公司产品,NBT(硝基四氮唑蓝)为Sera公司产品,其他试剂为国产或进口分析纯。1.3方法1.3.1高碘甲状腺肿模型的建立将实验动物随机分为适碘组与高碘组,各组动物均喂养普通鼠料,适碘组和高碘组分别饮用蒸馏水加碘酸钾制成的含碘量为50μg/L的适碘水和含碘量为3000μg/L的高碘水,于实验第180天取其甲状腺,HE染色光镜下观察甲状腺的形态变化证实高碘甲状腺肿模型复制成功。1.3.2甲状腺及肾脏病理切片的制备实验第180天断颈处死动物,摘取甲状腺,打开腹腔,取出肾脏,剥去肾包膜,固定于10%中性甲醛中,脱水、石蜡包埋,HE染色,光镜下观察、摄影。1.3.3NADPH-d组化反应4%多聚甲醛灌注固定,取脑,置4℃相同固定液中固定过夜,依次移入15%,30%蔗糖磷酸缓冲液中(0.1mol/LBP,pH7.4)于冰箱内放置沉底,片厚20μm,0.1mol/LBPpH7.4接片,每2~3张取一片,每例取3~4张进行NADPH-d组化反应。将切片移入1%Triton-100pH7.4液中预浸60min后切片移入孵育液,37℃温箱中孵育3h,孵育液[(0.5mgNADPH-dtypeⅠ),0.5mg(NBT),1mlPB(0.1mol/LBP,pH7.4),1ml1%Triton-100]。0.1mol/LBP,(pH7.4)冲洗3次,每次5min,终止反应。明胶载片裱片风干,中性红复染,常规脱水,透明封片。每例取五张切片,以目镜网格测试系统计数室旁核NOS阳性神经元。1.4统计学处理实验数据均表示为x¯±sx¯±s,应用SPSS统计学软件,室旁核NOS阳性神经元密度的定量分析结果的比较应用t检验。2结果2.1滤泡、细胞培养适碘组:光镜下可见甲状腺滤泡大小形态不一,滤泡腔内有中等量的粉红色胶质,滤泡为单层立方状或高柱状,核圆形或椭圆形位于细胞中央,细胞质中等,毛细血管丰富(见图1)。高碘组:光镜下甲状腺滤泡明显扩张,腔内充满大量染色的红色胶质滤泡上皮细胞扁平,核呈梭形,滤泡间质减少(见图2)。2.2血管基膜的近端小管无定性分布适碘组:光镜下可见肾小囊外层(壁层)为单层扁平上皮,内层(脏层)为足细胞,紧贴于毛细血管基膜的外面。近端小管为单层锥形或立方形细胞组成(见图3)。高碘组:肾脏可见肾小体呈弥漫性新月体样变性。肾小囊壁层细胞肿大,呈立方形或柱状,在毛细血管周围形成新月形或环状小体,有些肾小体可见毛细血管萎缩,纤维性渗出,近端小管上皮呈现混浊肿胀(见图4)。2.3室旁核nos阳性细胞密度适碘组室旁核NOS阳性细胞密度为(81.5±3.5)个/0.01mm2,而在高碘组则为(24±2.7)个/0.01mm2,高碘组室旁核NOS阳性细胞密度较适碘组明显降低,经t检验两者间有显著差异(P<0.01)。3碘对肝肾损伤的机制近年来,随着食盐加碘计划的实施,碘缺乏状况在我国已经得到了改善,与此同时,碘摄入过多所导致的机体损伤也逐渐引起人们的重视。我们以往的研究表明,过量碘同样可以对甲状腺和中枢神经系统造成损伤,其机制与影响一氧化氮合酶活性以及核酸和蛋白质的代谢和相关基因表达调控有关,但过量碘对肾的影响以及相关机制的研究少见报道。我们的研究显示,适碘组小鼠病理结果显示其肾脏结构正常,而高碘组肾组织形态学观察可见肾脏可见肾小体呈弥漫性新月体样变性。肾小囊壁层细胞肿大,呈立方形或柱状,在毛细血管周围形成新月形或环状小体,有些肾小体可见毛细血管萎缩,纤维性渗出,近端小管上皮呈现混浊肿胀,提示过量的碘同样可以对肾脏造成损伤,这一研究结果是过量碘对机体损伤的一个新的发现,对于进一步认识过量碘对机体的损伤具有重要的意义。过量碘造成肾损伤的机制目前尚不完全清楚,高碘使肾脏形成新月体的原因可能是由于高碘条件甲状腺球蛋白(TG)胶状物过多储存于滤泡腔内,使得TG向血液中释放增加,TG可作为一种内源性非肾小球抗原,沉积在肾小球内引起肾小球损伤。以往的研究表明,过量的碘可以引起海马和皮质NO合成减少,但过量碘造成肾脏损伤是否与对中枢神经系统的NO合成减少有关,我们进行了初步的探讨。应用NADPH-d组化的方法,本实验观察了过量碘对小鼠室旁核NOS阳性神经元的影响,结果显示,高碘组的室旁核NO密度较适碘组明显降低,统计学处理有显著意义。下丘脑室旁核(PVN)是哺乳动物中枢神经系统的重要枢纽,它既具有神经内分泌的功能,又参与植物神经的控制,在实现交感-肾上腺髓质和下丘脑-垂体-肾上腺髓质两大系统的整和中起重要作用,而对心血管、肾及生殖功能水盐代谢产生影响。神经生物学研究显示,脑内一氧化氮可以减少交感神经的传出活动,表现为血管扩张,血压心率下降等交感神经抑制现象,而生理情况下NO合成减少会导致血压和心率的升高,进而对肾功能造成损伤。大鼠PVN内注射NOS抑制剂L-NAME可以激发交感神经活动,增加脉压与心率。在腺嘌呤所致急性肾衰竭模型中,NO显示了对肾功能有保护作用。NO不仅可以扩张血管,同时还具有多种生物学效应,还可以影响球管反馈、抑制基质蛋白积聚、抑制平滑肌细胞增生的作用。由此我们可以推测,过量碘对肾损伤的机制可能与室旁核NOS的减少有关,过量碘可能通过影响丘脑室旁核的神经分