氧化應(yīng)激在梗阻性黃疸腎臟損傷中的作用機(jī)制及治療研究進(jìn)展

張 洋，張桂信,2，趙金龍，李詩潔

梗阻性黃疸（obstructive-jaundice，OJ）是一種常見的由于膽總管阻塞引起的膽汁流受阻而導(dǎo)致血清膽紅素水平升高的臨床疾病，表現(xiàn)為結(jié)膜、皮膚、尿色變黃。OJ患者會(huì)出現(xiàn)各種病理生理變化從而影響肝，腎，心臟和免疫系統(tǒng)，可伴有嚴(yán)重的并發(fā)癥，如肝腎功能衰竭、敗血癥、凝血障礙、免疫抑制、以及消化道出血等[1-2]。

OJ時(shí)體內(nèi)膽汁淤積，膽汁流量減少，膽汁酸及其它有毒的化合物淤積在肝內(nèi)，對(duì)肝臟損傷造成直接損傷。大量的膽汁淤積，膽汁酸經(jīng)腸道排泄受阻而入血增加，腎臟排泄便成為膽汁酸消除的主要途徑[3]。急性腎衰竭（acute renal failure，ARF）為OJ患者嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，其發(fā)生率在10%左右[4]，病情危險(xiǎn)，患者死亡率可高達(dá)70～80%[5]。OJ腎臟損傷中除了常見的ARF外[6]，另一種則為膽汁淤積性腎病，其特征是腎小管中存在膽汁，通過膽汁淤積的阻塞作用或直接的膽汁酸毒性作用造成腎小管損傷[7-8]。無論何種腎損傷都會(huì)嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量，甚至危及生命。本文將著重從氧化應(yīng)激導(dǎo)致梗阻性黃疸腎臟損傷的病理機(jī)制及藥物的干預(yù)作用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 梗阻性黃疸腎臟損傷的結(jié)構(gòu)變化

研究顯示[9-10]，OJ大鼠近曲小管上皮細(xì)胞腫脹明顯加重，細(xì)胞內(nèi)膽色素顆粒沉積增多，集合管上皮細(xì)胞排列錯(cuò)亂，胞體腫脹，出現(xiàn)空泡水樣變性；同時(shí)，部分上皮細(xì)胞脫落、壞死，伴間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤，胞漿崩解，開始出現(xiàn)蛋白及細(xì)胞管型。腎小球囊間隙逐漸增加，出現(xiàn)腎小球凝集；腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)水腫，微絨毛減少，排列雜亂，病理改變隨梗阻時(shí)間延長而加重；后期腎小管上皮細(xì)胞和線粒體呈現(xiàn)空泡化，線粒體嵴發(fā)生斷裂及消失，內(nèi)容物溢出，部分線粒體崩解。

2 氧化應(yīng)激反應(yīng)

梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，包括膽汁的直接毒性、腎臟缺血再灌注、腸道屏障功能破壞、膽紅素?fù)p傷作用、內(nèi)毒素?fù)p傷作用、氧化應(yīng)激損傷作用、Bcl-2和Bax介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用、炎癥因子及血清白蛋白降低、自噬作用相對(duì)不足等[10-11]。其中，氧化應(yīng)激在梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

氧化應(yīng)激是指機(jī)體受到各種如藥物、毒物代謝物、膽汁淤積和酒精代謝等有害刺激時(shí)，體內(nèi)的氧化和抗氧化兩大系統(tǒng)之間平衡失調(diào)，氧化過多所導(dǎo)致的應(yīng)激狀態(tài)。由超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基等組成的活性氧族（reactive oxygen species，ROS）與由谷胱甘肽（glutathione，GSH）、輔酶Q、尿酸、褪黑素等組成的內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)之間平衡的失調(diào)會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)[12-13]。氧自由基由內(nèi)皮細(xì)胞、炎癥細(xì)胞和實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，游離氧自由基水平的增加會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞毒性作用，對(duì)多種疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要的影響[14]。在生理情況下，機(jī)體內(nèi)ROS通常維持在較低水平，并作為第二信使參與細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。然而在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，氧自由基異常增多，并通過作用于蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA等大分子而引起細(xì)胞損傷[15-16]，此外，異常增多的氧自由基還能夠觸發(fā)線粒體內(nèi)膜中線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔的開放，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞色素C釋放和細(xì)胞凋亡[17]。

脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛（malonic dialdehyde，MDA），是一種測(cè)定機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的常用生物標(biāo)志物；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是一種能夠清除內(nèi)皮細(xì)胞中ROS的抗氧化酶，在抗氧化防御中發(fā)揮重要作用[14]。GSH是含有半胱氨酸的三肽，在大多數(shù)真核細(xì)胞中大量存在。GSH有助于將細(xì)胞總巰基殘基維持在還原狀態(tài)，減少氧化應(yīng)激，保護(hù)蛋白質(zhì)形態(tài)和功能[18]。在膽汁淤積癥中，氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致組織損傷的主要表現(xiàn)包括MDA水平升高及SOD和GSH的減少[19]。

3 氧化應(yīng)激反應(yīng)與梗阻性黃疸腎臟損傷

氧化應(yīng)激反應(yīng)是體內(nèi)ROS與機(jī)體抗氧化能力之間的失衡，與大多數(shù)慢性疾病密切相關(guān)；ROS在肝內(nèi)積聚被認(rèn)為是黃疸膽汁淤積性組織損傷發(fā)病機(jī)制的重要原因[2]。氧自由基作為氧化應(yīng)激的標(biāo)志物，與OJ導(dǎo)致的肝、腎及腸黏膜屏障損傷可能有著密切的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究顯示：與正常大鼠相比，OJ大鼠模型的氧自由基水平在肝臟、腎臟及腸道中顯著升高[20]。OJ時(shí)腎臟線粒體MDA的含量與腎臟組織病理損傷程度呈正相關(guān)，還原型GSH可以通過抑制腎臟線粒體MDA水平來減輕OJ造成的腎臟損傷[9]。另有研究顯示，OJ時(shí)大鼠腎臟線粒體膜膽固醇和MDA含量升高，且與膽總管梗阻時(shí)間和腎臟損傷程度呈正相關(guān)，說明氧自由基通過脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和線粒體損害造成腎臟損傷[21-22]。膽道梗阻狀態(tài)下，大鼠腎臟SOD水平下降，與腎臟細(xì)胞凋亡、內(nèi)毒素含量呈負(fù)相關(guān)，而MDA含量升高與其呈正相關(guān)，證明氧自由基參與了OJ大鼠的腎臟損傷過程。此外，一氧化氮（nitric oxide，NO）也在OJ導(dǎo)致的腎臟損傷中起到一定的促進(jìn)作用[23-24]。而蔣飛照等[25]的研究顯示，血漿NO的變化與OJ腎臟功能損害的程度并不完全一致，提示在OJ不同時(shí)期NO可能起不同的作用，其作用機(jī)理也有待進(jìn)一步研究。

膽汁鹽中的去污劑效應(yīng)可通過引起氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化和GSH氧化而導(dǎo)致質(zhì)膜的溶解和細(xì)胞死亡。在膽汁淤積肝外組織損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，膽汁淤積與心臟，腎臟和腦中高水平的脂質(zhì)過氧化之間存在一定的關(guān)聯(lián)[26-27]。OJ時(shí)，由于膽汁酸無法流入腸道造成膽汁肝內(nèi)外膽汁淤積，膽汁酸水平增加及肝細(xì)胞內(nèi)有毒膽汁鹽的積累還會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致肝腎功能衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥[18, 28]。

4 治療進(jìn)展

4.1 實(shí)驗(yàn)研究治療進(jìn)展 丹參作為中國傳統(tǒng)活血化瘀藥物，包含丹參素和丹酚酸B兩種主要成分[21]，具有抗氧化、清除氧自由基、保護(hù)腎臟線粒體、降低腎臟膽固醇水平、增加其細(xì)胞膜流動(dòng)性、提高GSH水平的作用，保護(hù)OJ大鼠的腎臟損傷[22]。研究證實(shí)，丹參注射液能夠減輕氧自由基脂質(zhì)過氧化作用，抑制氧化酶活性，增加腎臟微循環(huán)血流，同時(shí)還可以降低OJ時(shí)血內(nèi)毒素水平和內(nèi)皮素-1水平，改善腎臟微循環(huán)障礙，減輕梗阻性黃疸腎臟損傷[29]。

髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）和MDA相似，作為脂質(zhì)過氧化物反應(yīng)的終末產(chǎn)物，也能夠間接反應(yīng)氧自由基對(duì)腎細(xì)胞的損傷。尚喜雨等研究顯示[30]，與OJ大鼠相比，OJ+青藤堿干預(yù)組腎臟中MDA和MPO水平降低，血清總抗氧化能力水平增加，減輕了氧化應(yīng)激造成的腎臟損傷。苗志釗等研究結(jié)果示[31]，中藥單體白藜蘆醇在OJ大鼠腎損傷中有保護(hù)作用，與OJ組大鼠相比，OJ+白藜蘆醇治療組血清尿素、肌酐水平顯著降低，腎臟中SOD、GSH水平明顯升高，MDA水平顯著下降，細(xì)胞凋亡率顯著降低，證明白藜蘆醇可以通過提高SOD活性、降低MDA水平發(fā)揮抗氧化、抗凋亡的作用。高劑量紅景天甙溶液（30 mg/100 g）腹腔注射，能夠降低OJ大鼠MDA水平，提高SOD水平，其抗氧化效果顯著[32]。沙海參提取物也能降低OJ大鼠尿素、肌酐、尿酸水平及腎臟中的MDA等脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)物[33]。國內(nèi)張雪霞等[34]認(rèn)為，應(yīng)用七氟醚對(duì)OJ大鼠進(jìn)行預(yù)處理，可降低腎臟組織MDA，升高SOD、ATP，減少氧自由基的產(chǎn)生，進(jìn)而顯著減輕大鼠腎臟損傷。另外一項(xiàng)研究證明給予OJ大鼠番茄紅素口服100 mg/(kg·d)，14 d后，與OJ組大鼠相比，OJ+番茄紅素處理組大鼠血漿中的MDA、NO水平明顯降低，還原型GSH水平升高，抗氧化酶活性增強(qiáng)，顯著降低了DNA損傷，減輕OJ大鼠的肝腎損傷[2]。

多巴酸鈣是一種抗氧化性藥物和血管保護(hù)劑，主要用于治療血管功能紊亂等疾病，減少氧自由基，增加NO的表達(dá)和合成，防止內(nèi)皮細(xì)胞脫落等。研究表明多巴酸鈣可降低氧自由基所增加的微血管通透性，提示多巴酸鈣的血管保護(hù)作用可能與其抗氧化活性有關(guān)[35]。水飛薊素具有抗氧化，抗纖維化，免疫調(diào)節(jié)和抗病毒等特性，其可以通過減少氧化應(yīng)激起到保護(hù)OJ導(dǎo)致的肝臟及肝外組織損傷[36]。由過氧化氫誘導(dǎo)的CaCO-2細(xì)胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的積累導(dǎo)致腸道氧化應(yīng)激增加，白藜蘆醇可以通過啟動(dòng)血紅素氧合酶-1依賴的信號(hào)傳導(dǎo)提高腸上皮細(xì)胞SOD活性，減少活性氧產(chǎn)生，從而起到保護(hù)正常腸道屏障的作用[14]。Padillo等[37]發(fā)現(xiàn)膽管阻塞時(shí)可引起強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激，褪黑激素能夠抑制實(shí)驗(yàn)性膽汁淤積造成的肝損傷。

4.2 臨床研究治療進(jìn)展 由于OJ患者絕大多數(shù)需要手術(shù)解除膽道梗阻，麻醉劑的選擇也可成為術(shù)后恢復(fù)的關(guān)鍵，研究顯示[4]，靜脈注射麻醉藥物芬太尼，硫噴妥納，異丙酚，氯胺酮均能夠不同程度減輕OJ時(shí)氧化應(yīng)激造成的腎臟損傷。與其他三組麻醉藥大鼠比較，氯胺酮組腎臟MDA水平最低。氯胺酮和異丙酚兩種麻醉劑在OJ大鼠腎臟中產(chǎn)生的氧自由基最少，可以降低術(shù)后ARF的發(fā)生率，這一研究為臨床上OJ患者選用麻醉藥物提供了一定的參考依據(jù)。一項(xiàng)臨床前瞻性研究顯示[38]，辛伐他丁對(duì)OJ患者術(shù)后早期的腎功能損傷有保護(hù)作用，相對(duì)于對(duì)照組患者術(shù)后腎功能的下降而言，給予辛伐他丁治療后的患者腎功能無明顯下降，這可能與抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等作用來實(shí)現(xiàn)的。

有臨床研究表明[39]，OJ患者中，腎小球?yàn)V過率減少或腎功能障礙與血液中脂質(zhì)過氧化和抗氧化狀態(tài)的改變有關(guān)，其中多種惡性疾病的進(jìn)展也與氧化應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)。氧化應(yīng)激對(duì)糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy, DN）的發(fā)病機(jī)制也起著重要作用。高血糖在導(dǎo)致ROS增多同時(shí)，也使抗氧化系統(tǒng)清除酶減少。尿酸是內(nèi)源性抗氧化劑之一，也是嘌呤代謝的最終產(chǎn)物，隨著糖尿病氧化應(yīng)激的增加，尿酸增加作為機(jī)體抗氧化防御機(jī)制?？诜葝u素負(fù)載的三甲基殼聚糖納米粒配合皮下注射胰島素能夠改善氧化應(yīng)激狀態(tài)，減輕DN[40]。

氧化應(yīng)激也會(huì)對(duì)終末期腎病造成的心血管疾病構(gòu)成嚴(yán)重威脅，一項(xiàng)研究中，與對(duì)照組相比，透析終末期腎病患者的MDA顯著增加[41]。還有研究顯示，在太空飛行期間，宇宙輻射暴露以及超重力的特殊條件會(huì)引起細(xì)胞和基因的損傷，導(dǎo)致機(jī)體氧化-抗氧化失衡，腎臟會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致線粒體功能障礙以及腎小管和腎小球的損傷[13]。

5 結(jié)論

綜上所述，氧化應(yīng)激反應(yīng)是梗阻性黃疸腎臟損傷的發(fā)病機(jī)制之一，OJ患者術(shù)前術(shù)后減少機(jī)體氧自由基的產(chǎn)生，控制氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)起到保護(hù)腎損傷甚至預(yù)防ARF的作用。關(guān)于藥物預(yù)防治療方面雖有不少研究，但應(yīng)用于臨床卻為數(shù)不多，其確切效果還有待考驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)新的藥物成為預(yù)防OJ腎損傷的關(guān)鍵；除此之外，中西醫(yī)結(jié)合治療梗阻性黃疸腎臟損傷仍受到一些限制，中醫(yī)藥作為巨大的寶庫，需要更多更深入的挖掘用以臨床治療；OJ時(shí)腎臟損傷是多種因素共同作用的綜合結(jié)果, 如全身血流動(dòng)力學(xué)及腎血流動(dòng)力學(xué)的改變、低血容量內(nèi)毒素血癥、高膽紅素血癥等，單純藥物治療不能完全阻止腎損傷的發(fā)生[42]，及時(shí)解除膽道梗阻，并應(yīng)用針對(duì)不同機(jī)制的中西藥進(jìn)行聯(lián)合治療以達(dá)到最佳治療效果及促進(jìn)術(shù)后恢復(fù)。