慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD)是一種對(duì)人類健康和生命構(gòu)成嚴(yán)重威脅的疾病。在我國(guó),CKD的患者人數(shù)約為1.2億,患病率高達(dá)10.8%。隨著人口老齡化加劇以及生活方式的轉(zhuǎn)變,糖尿病、肥胖等代謝性疾病的流行導(dǎo)致腎功能衰竭患者的數(shù)量持續(xù)上升。CKD患者常因胰島素抵抗、代謝性酸中毒、透析治療、炎癥反應(yīng)等多種因素,而出現(xiàn)肌肉減少癥(Sarcopenia,SP),其發(fā)生率高達(dá)42%。SP是一種以肌肉力量減弱、肌肉質(zhì)量降低及功能衰退為特征的疾病。該疾病的發(fā)生與代謝失衡、衰老、營(yíng)養(yǎng)素缺乏及體力活動(dòng)不足等因素密切相關(guān)。在SP的發(fā)展過程中,患者可能會(huì)因骨骼肌顯著萎縮而經(jīng)歷跌倒、骨折等風(fēng)險(xiǎn)增加,從而導(dǎo)致身體殘疾、代謝紊亂、認(rèn)知障礙、住院時(shí)間延長(zhǎng)等健康風(fēng)險(xiǎn),甚至導(dǎo)致死亡。CKD伴SP會(huì)嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,增加蛋白質(zhì)-能量消耗營(yíng)養(yǎng)不良及心血管疾病的發(fā)生,從而提高患者的住院率和病死率。慢性腎功能衰竭(Chronic Renal Failure, CRF)是指CKD中腎小球?yàn)V過率下降至失代償期的那一部分患者群體。CRF患者更容易并發(fā)心血管疾病、代謝性酸中毒、營(yíng)養(yǎng)不良及SP等問題,而SP是最容易被忽視的并發(fā)癥之一,因此,在CRF患者中,早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)干預(yù)SP顯得尤為重要。
動(dòng)物分組、模型建立
將無特定病原體(Specific Pathogen Free,SPF)級(jí)Sprague-Dawley(SD)大鼠隨機(jī)分為健康對(duì)照組、假手術(shù)組和5/6腎切除手術(shù)組。其中,健康對(duì)照組未進(jìn)行任何操作,假手術(shù)組僅將腎包膜去除,疾病模型組行5/6腎大部切除術(shù)。大鼠在SPF級(jí)動(dòng)物房?jī)?nèi)檢疫飼養(yǎng)1周后,稱重,標(biāo)記,觀察大鼠整體情況有無異常。模型組大鼠采用Platt et al提出的方法進(jìn)行 5/6腎切除建模,假手術(shù)組大鼠也同期進(jìn)行兩次手術(shù),但不做任何腎組織的切除或結(jié)扎,僅剝離腎周脂肪組織和腎包膜,保留腎上腺。5/6腎切除術(shù)后大鼠的血肌酐和血尿素氮水平升高且伴有營(yíng)養(yǎng)不良狀態(tài),判定為CKD大鼠模型造模成功。
SP大鼠模型的評(píng)價(jià)方法
使用抓力儀測(cè)量肌肉的力量,使用轉(zhuǎn)棒式疲勞儀測(cè)定轉(zhuǎn)棒時(shí)間、落棒次數(shù)、在棒周數(shù)以評(píng)價(jià)肌肉的功能,并且測(cè)量標(biāo)本肌肉的干重、濕重,使用以上指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)SP。

前肢抓力測(cè)試
將大鼠放置在抓力計(jì)上,讓其前肢抓住探頭。輕輕拉動(dòng)大鼠的尾巴,使其用力抓住探頭。當(dāng)大鼠施加最大力量時(shí),動(dòng)物在被牽拉尾部向后移動(dòng)時(shí)會(huì)本能地抓住任何物體以阻止后退,直到拉力超過它們的抓力。動(dòng)物失去抓力后,前置放大器自動(dòng)記錄了抓力的最大值,并顯示在液晶屏上。重復(fù)測(cè)量3次,記錄大鼠前肢最大抓力。
轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)
檢測(cè)大鼠肌肉功能。由Dunham和Mimy建立并廣泛用于評(píng)估動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)技能和整合性。測(cè)試時(shí)環(huán)境保持安靜以減少干擾,正式實(shí)驗(yàn)前大鼠進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練(每天2次,連續(xù)3 d)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將大鼠置于旋轉(zhuǎn)桿上,設(shè)置在大鼠在初始轉(zhuǎn)速5 r/min上適應(yīng)10 s, 2 min內(nèi)從5 r/min加速至40 r/min, 保持至5 min, 期間大鼠因運(yùn)動(dòng)功能障礙從棒上跌落,或抱住轉(zhuǎn)棒被動(dòng)旋轉(zhuǎn),由踏板式光電系統(tǒng)記錄大鼠在棒時(shí)間和跌落時(shí)的轉(zhuǎn)速。每只動(dòng)物測(cè)量3次,最后取平均值。
各組大鼠抓力實(shí)驗(yàn)和轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)的結(jié)果
抓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組大鼠前肢抓力值較假手術(shù)組減少,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組轉(zhuǎn)棒時(shí)間短、在棒周數(shù)少,驗(yàn)證模型組大鼠的肌肉力量和功能降低(P<0.05)。
總結(jié)
5/6腎切除后,有效腎單位減少,形成“三高”狀態(tài)(高壓力、高濾過、高灌注),最終發(fā)展為腎小球硬化、腎小管萎縮、腎間質(zhì)纖維化為特征的病變,同時(shí)伴有血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)升高及腎小球的濾過率下降等實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的改變。這些病理變化與人類慢性腎炎所致的腎間質(zhì)纖維化相似。相較于2/3或3/4腎切除,5/6腎臟切除術(shù)使大鼠的血Cr、BUN升高更明顯,原理在于腎單位減少后,腎小球經(jīng)歷“高灌注、高濾過、高壓力”,導(dǎo)致腎小管萎縮和腎臟纖維化。造模成功后,觀察到大鼠的活動(dòng)量和精神狀況顯著改變,而本實(shí)驗(yàn)中的大鼠的進(jìn)食量和體質(zhì)量下降不明顯,可能與個(gè)體差異及觀察樣本數(shù)量有關(guān)。5/6腎大部切除術(shù)是一種簡(jiǎn)易且成熟的方案,可短期內(nèi)引起大鼠腎單位丟失、腎小球?yàn)V過率下降、血清Cr升高,但術(shù)后死亡發(fā)生率高達(dá)37.5%,本實(shí)驗(yàn)術(shù)后病死率達(dá)43.3%,高病死率可能與與手術(shù)本身或腎臟疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。為提高研究的準(zhǔn)確性,需增加造模動(dòng)物數(shù)量。CKD的主要病理特征是正常腎臟細(xì)胞被細(xì)胞外基質(zhì)取代,最終導(dǎo)致腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化。本實(shí)驗(yàn)中,術(shù)后出現(xiàn)由腎單位減少引起的腎功能衰竭表現(xiàn),病理結(jié)果顯示殘腎代償、腎間質(zhì)纖維化及腎臟細(xì)胞凋亡,證實(shí)模型構(gòu)建成功。腎間質(zhì)纖維化是CKD進(jìn)展至CRF的共同病理過程。