慢性腎功能衰竭患者血清對(duì)氧磷酶1水平與心臟結(jié)構(gòu)改變的相關(guān)性研究

陳海威,夏云峰,熊 丹,翟紅霞

(解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院干一科,北京 100048)

目前,全球慢性腎功能衰竭(chronic renal failure,CRF)發(fā)病率逐年上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),自然人群中年發(fā)病率為100～198/100萬(wàn),而在美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)病率更高[1]。在我國(guó),據(jù)統(tǒng)計(jì)CRF患者已超過(guò)5000萬(wàn),每年有大量患者進(jìn)展為CRF終末期[2]。心臟結(jié)構(gòu)和功能改變是CRF患者常見(jiàn)的并發(fā)癥之一,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。氧化應(yīng)激指的是體內(nèi)反應(yīng)性氧化物(reactive oxygen species,ROS)的生成增加和(或)清除能力降低,導(dǎo)致ROS水平升高。氧化應(yīng)激是CRF患者心血管和神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的重要致病因素。研究發(fā)現(xiàn)CRF患者體內(nèi)處于高氧化應(yīng)激狀態(tài),體內(nèi)大量的ROS可作為類(lèi)似于第二信使的信號(hào)分子激活氧化還原敏感性信號(hào)通路,進(jìn)而誘導(dǎo)心肌細(xì)胞損傷,心室重構(gòu)[3]。對(duì)氧磷酶1(paraoxonase 1,PON1)是體內(nèi)的一種抗氧化酶,可以水解脂質(zhì)過(guò)氧化物,與糖尿病、冠心病和CRF等高氧化應(yīng)激性疾病密切相關(guān)。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下,會(huì)大量消耗血清中的PON1[4]。目前對(duì)于CRF患者PON1水平與心臟結(jié)構(gòu)改變的相關(guān)性研究尚少。本研究連續(xù)性收錄80例CRF患者,通過(guò)檢測(cè)血清PON1水平改變以及心臟超聲檢測(cè)心臟結(jié)構(gòu)功能情況,初步探討血清PON1在CRF患者中變化及臨床意義,總結(jié)如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

連續(xù)性收錄2013年1月至2015年4月于解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院住院治療的80例CRF患者,以簡(jiǎn)化的MDRD公式和Cockcroft-Gault(C-G)公式獲得估算的腎小球?yàn)V過(guò)率(estimated glomerular filtration rate,eGFR),進(jìn)行慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)分期。另選取我院40例無(wú)腎臟疾病的體檢患者作為對(duì)照組。

排除標(biāo)準(zhǔn):排除腫瘤、感染、自身免疫性疾病、外傷、近1個(gè)月有輸血史、活動(dòng)性出血史、心腦血管事件急性期等患者;排除正在使用激素、免疫抑制劑的患者;排除近1個(gè)月應(yīng)用鐵劑、維生素類(lèi)藥物等患者。

1.2 左心室結(jié)構(gòu)及功能指標(biāo)測(cè)定

采用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲心動(dòng)圖儀,并根據(jù)美國(guó)超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)獲得左心室舒張末期室間隔厚度(interventricular septum thickness,IVST)、左室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness,LVPWT)、左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic diameter,LVDd)、左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end systolic diameter,LVSd)、左室質(zhì)量(left ventricular mass,LVM)、左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左室縮短分?jǐn)?shù)(left ventricular fractional shortening,LVFS)。其中,采用Devereux校正公式:LVM(g)＝0.8×1.04×[(LVDd＋I(xiàn)VST＋PWT)3-LVDd3]＋0.6;LVMI＝LVM/體表面積。男性LVMI＞125g/m2、女性LVMI＞120g/m2定義為左室肥厚。

1.3 血清總氧化態(tài)、總抗氧化態(tài)以及氧化應(yīng)激指數(shù)檢測(cè)

所有患者均行血清總氧化態(tài)(total oxidation state,TOS)、總抗氧化態(tài)(total antioxidation state,TAS)以及氧化應(yīng)激指數(shù)(oxidative stress index,OSI)檢測(cè)。血清TOS和TAS檢測(cè)用二甲酚橙法,在7600全自動(dòng)生化分析儀(日立,日本)上完成。OSI是TOS與TAS的比值,通過(guò)下述公式計(jì)算得出:OSI＝TOS(μmol H2O2Eq./L)/TAS(mmol Trolox Eq./L)×100%。

1.4 PON1檢測(cè)

所有患者空腹抽取靜脈血約4ml,低溫高速離心10min后收集上清液留存于-80℃冰箱待測(cè)。采用分光光度法測(cè)定PON1活性,計(jì)算公式:PON1活性(ku/L)＝A×103×f×FV/(t×SV×L×ε),其中A為凈吸收光度值(即標(biāo)本吸光度值?血清對(duì)照和底物對(duì)照的吸光度值),f為標(biāo)本稀釋倍數(shù),FV為反應(yīng)終體積,t為反應(yīng)時(shí)間(min),SV為樣品體積(L),L為光徑(cm),ε為摩爾消光系數(shù),酶的活性單位定義為每分鐘催化1μmol乙酸苯酯水解所需的酶量為1u。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料以百分率表示,兩組間比較采用χ2檢驗(yàn);計(jì)量資料用±s表示,多組樣本間的均數(shù)比較采用單因素方差分析,或Kruskal-Wallis H秩和檢驗(yàn)。應(yīng)用Pearson線性相關(guān)和logistic回歸分析PON1與心臟結(jié)構(gòu)功能各指標(biāo)間的關(guān)系。以P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 各組一般臨床資料比較

表1結(jié)果表明,CRF組和對(duì)照組患者在年齡、性別分布、高血壓病、冠心病和糖尿病等慢性病以及肝功能方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。CRF組內(nèi)根據(jù)CKD分期可分為1期至5期5個(gè)亞組。

表1 一般臨床資料比較Table 1 General clinical data of all subjects

2.2 各組左室結(jié)構(gòu)及功能超聲指標(biāo)比較

表2結(jié)果表明,CKD患者LVDd、LVSd和IVST水平均高于對(duì)照組,但僅可見(jiàn)CKD5期患者LVDd水平明顯高于對(duì)照組(P＜0.05),其他差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。CKD組內(nèi)比較可見(jiàn)隨著腎功能的惡化,上述指標(biāo)逐漸升高,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。LVEF方面CKD組患者均低于對(duì)照組,但僅CKD5期患者與對(duì)照組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);CKD組內(nèi)比較可見(jiàn)5期患者LVEF明顯＜1期患者(P＜0.05)。在LVM和LVMI方面,可見(jiàn)CKD5期患者明顯高于對(duì)照組(P＜0.05),其他差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);同時(shí)CKD組內(nèi)比較可見(jiàn)5期患者LVM和LVMI明顯高于1期患者(P＜0.05)。

表2 各組左室結(jié)構(gòu)及功能超聲指標(biāo)比較Table 2 Comparison of indices in left ventricular structure and function between groups (±s)

表2 各組左室結(jié)構(gòu)及功能超聲指標(biāo)比較Table 2 Comparison of indices in left ventricular structure and function between groups (±s)

CKD:chronic kidney disease.LVDd:left ventricular end diastolic diameter; LVSd:left ventricular end systolic diameter; IVST:interventricular septum thickness; LVPWT:left ventricular posterior wall thickness; LVEF:left ventricular ejection fraction; LVFS:left ventricular fractional shortening; LVM:left ventricular mass; LVMI:left ventricular mass index.Compared with control group, *P＜0.05; compared with CKD1, #P＜0.05

Index Control group(n＝40)CKD1(n＝12)CKD2(n＝10)CKD3(n＝25)CKD4(n＝20)CKD5(n＝13)LVDd(mm) 53.9±3.1 53.7±2.9 54.1±3.2 55.3±3.4 56.1±4.3 059.3±3.7*LVSd(mm) 31.4±1.3 34.0±2.1 35.1±1.6 35.0±1.2 36.1±1.4 036.0±1.7 IVST(mm) 10.6±0.9 10.7±0.6 10.8±0.2 11.8±1.1 10.8±0.2 011.8±1.4 LVPWT(mm) 10.1±1.2 10.3±0.5 10.2±1.1 09.7±0.4 09.2±1.1 008.9±0.5 LVEF(%) 62.5±5.4 61.8±7.1 60.2±4.1 60.8±1.6 54.2±4.1 052.8±1.6*#LVFS(%) 32.9±1.6 32.5±1.2 33.2±1.7 34.2±2.1 33.5±1.3 033.3±3.1 LVM(g) 190.8±10.6 216.5±21.2 221.2±15.2 220.3±17.8 231.2±22.5 240.3±21.9*#LVMI(g/m2) 50.3±4.4 51.9±4.5 54.6±3.3 56.6±2.0 55.6±3.4 057.6±2.4*#

2.3 各組氧化應(yīng)激指標(biāo)比較

表3結(jié)果表明,CKD患者TAS水平低于對(duì)照組,而CKD5期患者TAS與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。CKD患者TOS水平高于對(duì)照組,而CKD4期和CKD5期患者TOS與對(duì)照組比較,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。CKD患者OSI水平高于對(duì)照組,而CKD 4期和CKD5期患者TOS與對(duì)照組比較,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。CKD患者PON1水平低于對(duì)照組,而CKD5期患者PON1與對(duì)照組比較,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);組內(nèi)比較可見(jiàn)CKD5期PON1水平明顯低于CKD1期患者(P＜0.05)。

表3 各組氧化應(yīng)激指標(biāo)比較Table 3 Comparison of oxidative stress indices between groups (±s)

表3 各組氧化應(yīng)激指標(biāo)比較Table 3 Comparison of oxidative stress indices between groups (±s)

CKD:chronic kidney disease; TAS:total antioxidation state; TOS:total oxidation state; OSI:oxidative stress index; PON1:paraoxonasel.Compared with control group, *P＜0.05; compared with CKD1, #P＜0.05

Index Control group(n＝40)CKD1(n＝12)CKD2(n＝10)CKD3(n＝25)CKD4(n＝20)CKD5(n＝13)TAS(mmol Trolox Eq./L) 2.9±1.9 2.5±1.1 2.4±1.4 02.4±0.4 01.8±0.3 01.3±0.4*TOS(μmol H2O2 Eq./L) 9.8±5.6 15.9±8.40 17.9±10.4 20.1±8.2 26.1±8.7* 26.5±4.7*OSI(U) 4.5±2.1 9.3±2.7 10.3±4.90 11.8±2.1 15.8±3.2* 18.8±6.4*PON1(U/L) 28.9±12.1 25.5±14.3 20.2±12.1 16.7±6.4 16.2±6.1 08.9±4.5*#

2.4 相關(guān)回歸分析

通過(guò)Pearson線性相關(guān)分析血清PON1和心臟結(jié)構(gòu)及功能的相關(guān)性結(jié)果見(jiàn)表4。在所有納入研究的120例對(duì)象中,血清PON1水平與LVDd、LVSd、IVST、LVPWT、LVEF及LVFS均未見(jiàn)明顯相關(guān)性(P＞0.05)。而對(duì)CKD患者進(jìn)行相關(guān)性分析,可見(jiàn)血清PON1水平與LVM(r＝-0.641,P＝0.033)和LVMI(r＝-0.562,P＝0.029)呈負(fù)相關(guān)。

通過(guò)多元逐步回歸分析表明,以CKD患者血清PON1水平作為自變量能分別進(jìn)入LVM(P＝0.013)和LVMI(P＝0.037)為因變量的線性回歸模型方程(表5),說(shuō)明血清PON1水平可以作為一個(gè)獨(dú)立的因素對(duì)心室結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

5)利用CO分析儀系統(tǒng)，按照測(cè)試程序定期對(duì)燃?xì)獗嚷收{(diào)節(jié)閥功能進(jìn)行測(cè)試，豎爐、保溫爐區(qū)域調(diào)節(jié)閥按照滿足0.4%系數(shù)值測(cè)試調(diào)整，而溜槽、撇渣槽、中間包按照滿足1%系數(shù)值測(cè)試調(diào)整。系數(shù)值為5s CO變化值，啟動(dòng)測(cè)試程序(如圖5)，測(cè)試步驟要求：

表5 CKD患者血清PON1與心臟結(jié)構(gòu)功能各項(xiàng)指標(biāo)的多元回歸分析Table 5 Multivariate regression analysis between PON1 and cardiac structure indices

3 討 論

本研究通過(guò)綜合分析80例CRF患者血清PON1水平改變以及與心臟結(jié)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CRF患者血清PON1水平下降,且下降幅度與CKD分期有關(guān),同時(shí)PON1水平與LVM和LVMI呈負(fù)相關(guān)。

心臟結(jié)構(gòu)和功能改變是CRF患者常見(jiàn)的并發(fā)癥,不但嚴(yán)重影響患者生活和生存質(zhì)量,也是CRF透析患者的首要死亡原因[4?6]。其機(jī)制主要包括水鈉潴留等血流動(dòng)力學(xué)因素導(dǎo)致心臟容量負(fù)荷和壓力負(fù)荷過(guò)重,腎功能不全相關(guān)的貧血加重心臟負(fù)擔(dān)[7],低蛋白血癥等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏繼發(fā)的內(nèi)分泌紊亂和鈣磷代謝異常等[8],這些因素均可以造成心肌損傷、心肌細(xì)胞肥厚鈣化、缺血壞死、凋亡纖維化等結(jié)構(gòu)異常[9,10]。研究發(fā)現(xiàn),CRF患者左心室會(huì)隨著腎功能的不斷惡化而逐漸肥厚,心功能逐漸下降[11]。本研究發(fā)現(xiàn)CKD患者LVDd、LVSd和IVST水平均高于對(duì)照組,LVEF均低于對(duì)照組,尤其是CKD5期患者。而在LVM和LVMI兩個(gè)反應(yīng)左室肥厚度的指標(biāo)上,可見(jiàn)CKD5期患者明顯高于對(duì)照組。

PON1是一種鈣離子敏感脂肪酶,可以水解脂質(zhì)過(guò)氧化物。血清PON1水平與機(jī)體內(nèi)脂蛋白類(lèi)物質(zhì)氧化產(chǎn)物升高和抗氧化酶水平下降密切相關(guān),在氧化應(yīng)激的情況下,血清PON1表達(dá)水平會(huì)明顯下降[12,13]。有學(xué)者觀察到維持性血液透析患者存在左心室肥厚表現(xiàn),同時(shí)血清中丙二醛和超敏C反應(yīng)蛋白水平明顯升高,即合并高氧化應(yīng)激狀態(tài)[14?16]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)CRF患者PON1水平明顯低于對(duì)照組患者,同時(shí)這種降低隨著腎功能的惡化而更加明顯。通過(guò)相關(guān)性分析可以發(fā)現(xiàn)PON1雖然在本研究全體研究對(duì)象中與心臟結(jié)構(gòu)指標(biāo)未見(jiàn)明顯相關(guān)性,但是對(duì)于CRF患者可見(jiàn)PON1與LVM和LVMI呈負(fù)相關(guān)。上述結(jié)果提示PON1可能參與CRF患者心室肥厚的病理過(guò)程中。其中的具體機(jī)制仍不明確,需要進(jìn)一步的研究。

綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)CRF患者體內(nèi)處于高氧化應(yīng)激狀態(tài),同時(shí)PON1水平明顯下降,且與心臟肥厚相關(guān),說(shuō)明PON1可以作為一個(gè)獨(dú)立的因素對(duì)心室結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

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