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造影剂肾病的发病机制研究进展

来源:九壹网
・554・ 江西医药2014年6月第49卷第6期Jian ̄xi Medical Journal,Junel4, ,No6 .综述与讲座. 造影剂肾病的发病机制研究进展 丁文飞综述,王金艳,钟爱民审校 (江西省人民医院肾内科,南昌330006) 关键词:造影剂肾病:发病机制:炎症 中图分类号:R692.39 文献标识码:A 文章编号:1006—2238(2014)06—554—03 DOI:10.3969 ̄.issn.1006—2238.2014.06.039 近年来,随着介入技术、增强CT和三维重建 技术的发展.碘化造影剂在血管内的运用明显增 滑肌『引.改变钙稳态或促进内皮素 生成 首先.造影剂注入后可引起近端肾小管上皮 加。造影剂引起的急性肾损伤,即造影剂肾病 (contrast—induced nephropathy,CIN1,其通常是指: 细胞、内皮细胞能量障碍导致细胞受损,ATP大量 分解。腺苷增多[51:fl1次黄嘌呤产生增多,分解生成 使用造影剂后48h内发生的急性或亚急性肾损伤 facute kidnev iniury,AKI),即血肌酐(Scr)升高值> H 0 ,清除NO,诱导髓质缺氧,导致急性肾小管损 伤或CIN[2];f2)刺激腺苷A 受体表达,诱导肾皮质 血管收缩,减少直小血管血流量。导致髓质缺氧, 促进CIN发生[6J。其次,造影剂的高渗负荷:f11造影 剂在肾小球可自由过滤.并在超滤液中最初浓度 为等渗 随着超滤液沿肾小管流动,大量的水被重 吸收.导致小管内浓度逐渐升高.随着造影剂在肾 0.5mg/dL(44.21xmol/L)或者>基础值的25%.并排除 其他原因所致【 。CIN的发病机制非常复杂,至今尚 未完全阐明 既往研究表明肾脏内局灶缺血为主 的血流动力学改变、氧自由基清除、造影剂本身对 肾小管细胞的毒性作用等均参与了CIN的发生和 发展 新近研究又提示CIN的发生机制可能与炎 性反应相关.本文就近年来对CIN发病机制研究 新进展作一综述 小管内浓度的增加.可减少水份的重吸收,导致腔 内压力增加和肾小球的毛细血管过滤的梯度降 低.使钠和水向远端小管输送增加.导致远端小管 重吸收增加.耗氧量增加.加上外髓对缺血缺氧性 1血流动力学的改变 通常约9O%的总肾血流量分布在皮质层而髓 损伤非常敏感.加速诱导髓质缺氧。促进CIN发生 ;f2)造影剂可致血管和肾小管内黏度增加,导致 血管和肾小管阻力增 ̄fl[4j,引起血流减缓、肾小球 质血流量仅占10%.前者主要进行肾小球滤过而 后者主要进行钠的重吸收 因髓袢升支粗段的上 皮细胞在重吸收尿钠的过程中需要消耗大量氧 气.因此 外髓质常处于缺氧的临界点上。肾脏微 循环的血管扩张和收缩是调节肾脏代谢的关键. 特别是对髓质代谢影响最大。其中.内皮细胞释放 的内皮素和腺苷是强烈的血管收缩剂.而一氧化 囊内压增加、肾小球虑过率下降、间质水肿,使肾 皮髓质血流量和氧分压下降.加速髓质缺氧 再 次.内皮细胞暴露于造影剂后.可被诱导释放内皮 素和前列腺素.分别刺激内皮素A1受体 和PGE, 受体[8],使髓质血管收缩,髓质缺血、缺氧,诱导活 氮(nitric oxide,NO)和前列腺素(prostaglandin E2, PGE,)是强有力的血管扩张剂。 造影剂引起的肾血流变化呈双向性.造影剂 注入后首先出现的是肾血管急性短暂扩张.血流 量增加.约3h后血管开始收缩.血液重新分布,使 流向肾髓质血流量明显减少.加上髓质区是一个 性氧生成,加重缺氧。促CIN的发生。最后.已存在 的危险因素不仅能改变肾血流动力学并增强肾小 管转运.还能诱导肾实质缺氧导致活性氧freactive oxygen species.ROS)产生增加.进一步影响血流动 力学加重肾小管损伤.促CIN的发生 2造影剂对肾小管上皮细胞的直接毒性 造影剂引起肾脏缺血后可致肾小管上皮细胞 高代谢区域且血液供应路径远.更增加了血管紧 缩反应.加速CIN的肾功能不全圜。造影剂诱导的 血管收缩.可能是由于造影剂直接作用于血管平 基金项目:国家自然科学基金项目(NO.308601lO) 通信作者.钟爱民 坏死、凋亡及非致死性细胞损伤.这已是不争的事 实。 病理提示:少量的造影剂可被近端肾小管上皮 细胞吸收形成明显的空泡.上皮细胞空泡化被认为 是肾小管上皮细胞受损的标志性.但它的存在与。肾 匹酉医 2 至鱼旦笙 鲞箜鱼塑』 璺 jd 』 盟 』 望 2Q! : 鱼 .555. 功能损伤程度无关 据研究报道.造影剂可促进 粒子也提高了80%:他们还指出.造影剂可以增强血 ROS的形成.提高与组织蛋白某些氨基酸残基的亲 红素氧化酶fHO1—1的表达。促进超氧化物的形成。此 和力,使蛋白质更容易水解、交联和聚合,从而导致 外.造影剂能抑制上皮细胞线粒体酶的活动.加速 细胞结构及功能损害㈣ 据Romano等『l1 艮道。造影 ATP水解为AMP和ADP AMP进一步由5,_核苷酸 剂引起上皮细胞活性降低.诱导细胞凋亡的原因不 酶水解生成腺苷.促进肌苷和次黄嘌呤的生成.并在 是造影剂的碘化作用.也不是造影剂的高渗作用. 黄嘌呤氧化酶的作用下进一步生成黄嘌呤和H O 。 而是造影剂可改变肾小管上皮细胞线粒体酶的活 H O 的大量合成,可协同ROS一起清除NO,促使肾 性和线粒体膜电位.导致上皮细胞能量衰竭和钙稳 血管收缩、肾缺血、缺氧。已有CIN风险的患者本来 态破坏,最终细胞凋亡。此外,肾脏缺血、缺氧可致 就能刺激氧化应激和ROS的形成.近几年.研究者 三磷酸腺苷大量耗竭引起细胞膜上“死亡通道”开 越来越重视ROS损伤作用.认为ROS作为细胞外信 放.导致细胞坏死.还可诱导氧自由基产生和各种 号分子.参与血管收缩活动:当ROS含量超过抗氧 蛋白酶活化.激活内源性和外源性凋亡途径.细胞 化剂含量时。发生氧化应激反应。该变化在慢性肾脏 凋亡增加。另有假设认为造影剂能使尿酸、草酸盐、 疾病和糖尿病患者中较活跃.以上两类疾病患者中 Tamm—Horsfall蛋白等排泄增加.加上脱水导致了 CIN—AKI发生率较高。另外缺血、性别、高胆固醇血 肾小管的阻塞。其原因可能是:(1)造影剂导致近曲 症和动脉粥样硬化以及肾移植患者都能增加ROS 小管对尿酸盐、草酸盐的重吸收减少,随着肾小管 的产生[121。 腔内尿酸盐浓度逐渐增高而沉积.引起肾小管阻 4免疫、炎症反应因素 塞:(2)造影剂引起远端肾小管Tamm—Horsfall蛋白 有研究表明CIN与自身免疫反应有关 造影 分泌增加.与肾小管腔内的组织和细胞碎片形成细 剂是过敏原.可诱导机体形成相应抗体.形成抗原 胞管型.导致肾小管阻塞 。 抗体复合物并沉积在肾单位.引起全身过敏反应 3氧化应激损伤 及肾脏免疫炎性反应.参与CIN的发生机制『l 7 】另 氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时.体 有人曾在CIN患者血中检出IgM抗体,提示可能 内或细胞内ROS的产生与抗氧化之间的失衡作用, 有免疫机制介入 但是对象太少.还需进一步基础 即ROS的合成速率大于清除速率.而大量在体内积 与临床研究证实 聚,诱导组织损伤的病理生理过程圈。造影剂可通过 近年来发现NF—KB在许多肾脏疾病(如狼疮 改变系统及肾血流动力学、短暂增强远端肾小管转 性肾炎 、IgA肾病㈣、糖尿病肾病例、缺血一再灌注 运能力.提高氧耗.导致肾小管上皮细胞损伤和髓质 性肾损伤I21]、急性肾损伤 等)的发生、发展过程中 缺氧 CIN是缺氧损伤和直接肾组织受损联合效应 起着重要的作用 很多报道都提示:降低NF—KB的 的结果.而ROS起到两种机制产生的桥接作用.在 活性已经成为某些抗炎、抗癌的目标之一倒。RA 氧化应激过程中.ROS可损伤所有的肾实质部分.可 Machado等 利用免疫印迹法在造影剂模型大鼠模 进一步加重肾功能不全、增加肾小管转运、增加缺 型中检测到大量的NF—KB表达.并提出造影剂能 氧、促ROS形成和损害的恶性循环 。通常情况下, 诱导I-KBa磷酸化作用增强.可加速NF—KB激活 ROS在外髓产生,可使外髓血流下降、缺氧.并提高 并迅速进入细胞核 其研究结果表明降低NF—s:B 肾小管转运活性.而造影剂注入后可促进其生成。据 的活性可以减轻CIN炎性反应和氧化应激损伤 研究报道.造影剂可显著降低小管上皮细胞的生物 CIN的发生发展是多种因素共同作用的结果 活性.提高脂质过氧化反应.促进氧自由基产生,并 造影剂影响‘肾血管舒缩作用改变肾脏血流动力学 降低抗氧化酶和过氧化物激酶的活性.诱导ROS产 和对肾小管上皮细胞的直接毒性是CIN的主要发 生。增加CIN风险㈣。有实验用氧化酶抑制剂别嘌呤 病机制.氧化应激和ROS起了重要的链接作用.免 醇或和超氧化歧化酶(SOD)可有效的预防肾血流和 疫、炎性反应加速了肾小管上皮细胞的损伤及氧 GRF的下降.并降低肾静脉丙二醛(Malondialde— 化应激和ROS的形成 但是我们对CIN的具体发 hyde,MDA)水平㈣.还有研究也发现用抗坏血酸可抑 病机制仍未完全明了.需要研究者进一步去探究. 制肾实质MDA的升高 据Goodman和其同事的报 为临床CIN的诊断与防治提供理论基础 道 .注入造影剂后肾实质血红素显著升高,且超氧 参考文献 ・556・ 江西医药2014年6月第49卷第6期Jian ̄xi Medical Journal,June 2014,Vol 49,No6 [1]Lencioni R,Fattori R,Morana G,et a1.Contrast-induced nephropa- [14]Goodman AI,Olszaneeki R,Yang LM,et a1.Heme oxygenase一1 thy in patients undergoing computed tomography(CONNEC.I’)一a protects against radiocontrast-induced acute kidney injury by rag— clinical problem in daily practice?A muhicenter observational ulating anti-apoptotic proteins[J].Kidney Int,2007,72(8):945— study[J].Acta Radiol,2010,51(7):741-750. 953. 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