《毒理學(xué)基礎(chǔ)》14第18章 腎臟毒理學(xué)

1、第第1818章章 腎臟毒理學(xué)腎臟毒理學(xué) v1 1 概述概述v2 2 腎臟結(jié)構(gòu)與功能的生物學(xué)基礎(chǔ)腎臟結(jié)構(gòu)與功能的生物學(xué)基礎(chǔ)v3 3 中毒性腎損傷的部位與類型中毒性腎損傷的部位與類型v4 4 腎臟的毒性作用機制腎臟的毒性作用機制v5 5 腎損害的檢測與評價腎損害的檢測與評價v6 6 幾種常見的腎毒物幾種常見的腎毒物1 1 概述概述v1.1 1.1 腎臟是毒物的重要靶器官腎臟是毒物的重要靶器官v1.2 1.2 引起腎毒性的主要化學(xué)物引起腎毒性的主要化學(xué)物v1.3 1.3 腎臟對毒物的易感性腎臟對毒物的易感性1.1 1.1 腎臟是毒物的重要靶器官腎臟是毒物的重要靶器官v腎臟在排泄廢物、調(diào)節(jié)細(xì)胞外液容量

2、、電解腎臟在排泄廢物、調(diào)節(jié)細(xì)胞外液容量、電解質(zhì)和酸堿平衡上起著極其重要的作用，也參質(zhì)和酸堿平衡上起著極其重要的作用，也參與一些激素（腎素、紅細(xì)胞生成素等）的合與一些激素（腎素、紅細(xì)胞生成素等）的合成與釋放以及維生素成與釋放以及維生素D D的活化。的活化。v毒物不但直接影響腎臟功能，同時也間接影毒物不但直接影響腎臟功能，同時也間接影響全身的生理功能。響全身的生理功能。v腎臟有較強的代償能力和多種解毒功能，其腎臟有較強的代償能力和多種解毒功能，其也是毒物重要的靶器官之一。也是毒物重要的靶器官之一。1.2 1.2 引起腎毒性的主要化學(xué)物引起腎毒性的主要化學(xué)物v金屬和類金屬金屬和類金屬：鎘、鉍、鋰、汞

3、、鉈、金、鎵、銦、鉛、鎳、：鎘、鉍、鋰、汞、鉈、金、鎵、銦、鉛、鎳、鉻、銻、硅、砷、砷化氫。鉻、銻、硅、砷、砷化氫。v有機溶劑有機溶劑：鹵代烴類（溴二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、二溴：鹵代烴類（溴二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、二溴氯丙烷等）、芳香烴類（甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、聯(lián)氯丙烷等）、芳香烴類（甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、聯(lián)苯等苯等 ）、脂肪烴類（汽油、煤油、柴油等）、脂環(huán)烴類）、脂肪烴類（汽油、煤油、柴油等）、脂環(huán)烴類（潤滑油、松節(jié)油、環(huán)乙烷等）。（潤滑油、松節(jié)油、環(huán)乙烷等）。v農(nóng)藥農(nóng)藥：五氯苯酚、百草枯、敵草快、氯丹、甲醚菊酯、氟乙：五氯苯酚、百草枯、敵草快、氯丹、甲醚菊酯、氟乙酰胺等。酰

4、胺等。v生物毒物生物毒物：黃曲霉素：黃曲霉素B、桔霉素、細(xì)菌內(nèi)毒素、蛇毒等。、桔霉素、細(xì)菌內(nèi)毒素、蛇毒等。v藥物藥物：氨基糖苷類抗生素、萬古霉素、一代頭孢菌素、絲裂：氨基糖苷類抗生素、萬古霉素、一代頭孢菌素、絲裂霉素、非那西丁、強效利尿藥等。霉素、非那西丁、強效利尿藥等。v其他其他：苯酚、乙醛、環(huán)氧丙烷、亞硝胺等。：苯酚、乙醛、環(huán)氧丙烷、亞硝胺等。1.3 1.3 腎臟對毒物的易感性腎臟對毒物的易感性v為了維持腎臟的功能，需要大量的氧和營養(yǎng)為了維持腎臟的功能，需要大量的氧和營養(yǎng)物質(zhì)，物質(zhì)，1/31/3的血漿經(jīng)腎臟濾過，因此腎臟尤其的血漿經(jīng)腎臟濾過，因此腎臟尤其是腎小管對能造成細(xì)胞窒息的因素特別敏

5、感。是腎小管對能造成細(xì)胞窒息的因素特別敏感。v水分被重吸收后化學(xué)物質(zhì)在腎小管中被濃縮，水分被重吸收后化學(xué)物質(zhì)在腎小管中被濃縮，使某些在血漿中無毒的物質(zhì)在腎小管內(nèi)達(dá)到使某些在血漿中無毒的物質(zhì)在腎小管內(nèi)達(dá)到有毒濃度水平；有些物質(zhì)在濃縮后在腎小管有毒濃度水平；有些物質(zhì)在濃縮后在腎小管內(nèi)沉積而造成損害；某些物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物內(nèi)沉積而造成損害；某些物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物可在腎臟細(xì)胞內(nèi)活化而引起損害。可在腎臟細(xì)胞內(nèi)活化而引起損害。2 2 腎臟結(jié)構(gòu)與功能的生物學(xué)基礎(chǔ)腎臟結(jié)構(gòu)與功能的生物學(xué)基礎(chǔ)v2.1 2.1 腎小球的濾過功能腎小球的濾過功能v2.2 2.2 腎臟吸收與分泌功能腎臟吸收與分泌功能v2.3 2.3 逆流

6、放大系統(tǒng)與尿液濃縮機制逆流放大系統(tǒng)與尿液濃縮機制v2.4 2.4 腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化2.1 2.1 腎小球的濾過功能腎小球的濾過功能v腎小球的濾過功能是腎小球血管內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過球囊進(jìn)腎小球的濾過功能是腎小球血管內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過球囊進(jìn)入腎小管的過程。入腎小管的過程。v腎小球濾過膜結(jié)構(gòu)腎小球濾過膜結(jié)構(gòu)：內(nèi)層為毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞，：內(nèi)層為毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞，對蛋白不起屏障作用；中間為非細(xì)胞性的基質(zhì)膜，對蛋白不起屏障作用；中間為非細(xì)胞性的基質(zhì)膜，是主要的屏障部位，可限制大分子物質(zhì)通過；外層是主要的屏障部位，可限制大分子物質(zhì)通過；外層為球囊上皮細(xì)胞，可限制部分物質(zhì)通過。為球囊上皮

7、細(xì)胞，可限制部分物質(zhì)通過。v屏障功能屏障功能：機械性屏障只容許直徑小于：機械性屏障只容許直徑小于2nm2nm的物質(zhì)的物質(zhì)自由通過；電荷屏障可限制帶相同電荷物質(zhì)的通過。自由通過；電荷屏障可限制帶相同電荷物質(zhì)的通過。v影響濾過速率的因素影響濾過速率的因素：濾過膜的通透性；有效濾過：濾過膜的通透性；有效濾過壓（腎小球毛細(xì)血管壓壓（腎小球毛細(xì)血管壓- -血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓- -囊內(nèi)壓）；囊內(nèi)壓）；腎血流量。腎血流量。2.2 2.2 腎臟吸收與分泌功能腎臟吸收與分泌功能v人日雙腎濾過液達(dá)人日雙腎濾過液達(dá)180L180L，而終尿僅，而終尿僅1.5L1.5L左右，左右，99%99%的液體被的液體被

8、重吸收回到血液。鈉、尿素等被腎小管不同程度吸收，肌酐、重吸收回到血液。鈉、尿素等被腎小管不同程度吸收，肌酐、尿酸和鉀分泌至腎小管腔。尿酸和鉀分泌至腎小管腔。v近曲小管：近曲小管：NaClNaCl的主動重吸收。的主動重吸收。COCO2 2與與H H2 2O O在碳酸酐酶的作用在碳酸酐酶的作用下生成下生成H H2 2COCO3 3，后者解離出，后者解離出H H+ +進(jìn)行進(jìn)行H H+ +-Na-Na+ +交換，而使交換，而使NaNa+ +、水重、水重吸收。吸收。v髓袢：髓袢：降枝水大量重吸收；升枝降枝水大量重吸收；升枝NaClNaCl主動重吸收使間質(zhì)滲透主動重吸收使間質(zhì)滲透壓梯度形成。壓梯度形成。v

9、遠(yuǎn)曲小管及集合管：遠(yuǎn)曲小管及集合管： ADHADH促進(jìn)水的重吸收；促進(jìn)水的重吸收；H H+ +-Na-Na+ +交換同近交換同近曲小管；曲小管；Na+-K+Na+-K+交換（醛固酮有促進(jìn)作用）。交換（醛固酮有促進(jìn)作用）。v腎的排泄功能用腎的排泄功能用清除率清除率（C C）表示：）表示：C=UV/PC=UV/PvU U：尿中被測物質(zhì)的濃度；：尿中被測物質(zhì)的濃度；V V：每分鐘尿量；：每分鐘尿量；P P：血中被測物：血中被測物質(zhì)的濃度。質(zhì)的濃度。2.3 2.3 逆流放大系統(tǒng)與尿液濃縮機制逆流放大系統(tǒng)與尿液濃縮機制v髓袢髓袢升枝升枝NaClNaCl主動重吸收使間質(zhì)滲透壓形成主動重吸收使間質(zhì)滲透壓形成

10、從皮質(zhì)到髓質(zhì)由低到高的梯度。從皮質(zhì)到髓質(zhì)由低到高的梯度。v遠(yuǎn)曲小管及集合管遠(yuǎn)曲小管及集合管從皮質(zhì)到髓質(zhì)由于間質(zhì)的從皮質(zhì)到髓質(zhì)由于間質(zhì)的滲透壓逐步增高，加之滲透壓逐步增高，加之ADHADH的促進(jìn)作用，使管的促進(jìn)作用，使管腔中的水不斷被重吸收，使尿液不斷濃縮。腔中的水不斷被重吸收，使尿液不斷濃縮。2.4 2.4 腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化v肝中存在的代謝酶，在腎中也可出現(xiàn)，但含量較低。肝中存在的代謝酶，在腎中也可出現(xiàn)，但含量較低。v腎中的代謝酶有細(xì)胞色素腎中的代謝酶有細(xì)胞色素P450P450、N-N-脫甲基酶類、芳脫甲基酶類、芳烴羥化酶類、烴羥化酶類、7-7-乙氧基香豆素

11、乙氧基香豆素-O-O-脫乙基酶、脫乙基酶、UDP-UDP-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶、硝基氧化酶類、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶、硝基氧化酶類、硫氧化酶類、環(huán)氧化物水化酶及谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶類硫氧化酶類、環(huán)氧化物水化酶及谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶類等。等。v腎中的代謝產(chǎn)物的作用是雙向性的。有些經(jīng)腎轉(zhuǎn)化腎中的代謝產(chǎn)物的作用是雙向性的。有些經(jīng)腎轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物形成對腎有損害作用的毒物，有些則經(jīng)腎后的產(chǎn)物形成對腎有損害作用的毒物，有些則經(jīng)腎轉(zhuǎn)化后具有肝外解毒作用。轉(zhuǎn)化后具有肝外解毒作用。3 3 中毒性腎損傷的部位與類型中毒性腎損傷的部位與類型v外源化學(xué)物通過各種途徑進(jìn)入機體內(nèi)對腎臟外源化學(xué)物通過各種途徑進(jìn)入機體內(nèi)對腎

12、臟產(chǎn)生直接或間接毒性產(chǎn)生直接或間接毒性, ,腎毒性物在腎組織都有腎毒性物在腎組織都有主要的作用部位，表現(xiàn)為毒物對腎臟毒作用主要的作用部位，表現(xiàn)為毒物對腎臟毒作用的選擇性。的選擇性。v3.1 3.1 腎小球損傷腎小球損傷v3.2 3.2 腎近曲小管損傷腎近曲小管損傷v3.3 3.3 髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管損傷髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管損傷v3.4 3.4 腎臟疾病分類腎臟疾病分類3.1 3.1 腎小球損傷腎小球損傷v腎小球是腎臟最先接觸毒物的部位，但很少毒物引起腎小球腎小球是腎臟最先接觸毒物的部位，但很少毒物引起腎小球損傷。損傷。v腎小球的損傷主要是腎小球膜上的一些成分與毒物間相互作腎小球的損傷主要

13、是腎小球膜上的一些成分與毒物間相互作用的結(jié)果。如氨基糖苷類抗生素造成腎小球濾過率的降低是用的結(jié)果。如氨基糖苷類抗生素造成腎小球濾過率的降低是因其陽離子與內(nèi)皮細(xì)胞的陰離子部位的靜電相互作用，改變因其陽離子與內(nèi)皮細(xì)胞的陰離子部位的靜電相互作用，改變了腎小球的帶電狀態(tài)，影響了內(nèi)皮細(xì)胞濾膜的大小與數(shù)目。了腎小球的帶電狀態(tài)，影響了內(nèi)皮細(xì)胞濾膜的大小與數(shù)目。v有些毒物可直接損傷腎小球上皮細(xì)胞和腎毛細(xì)血管膜。有些毒物可直接損傷腎小球上皮細(xì)胞和腎毛細(xì)血管膜。v免疫復(fù)合物可以參入到小球內(nèi)部與補體相結(jié)合。毒物也可以免疫復(fù)合物可以參入到小球內(nèi)部與補體相結(jié)合。毒物也可以作為半抗原，與腎小球蛋白相互結(jié)合成全抗原，從而刺

14、激抗作為半抗原，與腎小球蛋白相互結(jié)合成全抗原，從而刺激抗體的產(chǎn)生?？贵w與細(xì)胞表面抗原結(jié)合，在腎小球中形成免疫體的產(chǎn)生?？贵w與細(xì)胞表面抗原結(jié)合，在腎小球中形成免疫沉積物。沉積物。3.2 3.2 腎近曲小管損傷腎近曲小管損傷v近曲小管是腎毒性物引起腎臟損傷最常見的部位，主要與毒近曲小管是腎毒性物引起腎臟損傷最常見的部位，主要與毒物在近曲小管內(nèi)選擇性蓄積有關(guān)。物在近曲小管內(nèi)選擇性蓄積有關(guān)。v與遠(yuǎn)曲小管相比，近曲小管上皮細(xì)胞不夠緊密，毒物更易滲與遠(yuǎn)曲小管相比，近曲小管上皮細(xì)胞不夠緊密，毒物更易滲入到細(xì)胞內(nèi)。更重要的是有機離子、低分子量蛋白、多肽、入到細(xì)胞內(nèi)。更重要的是有機離子、低分子量蛋白、多肽、谷胱

15、甘肽結(jié)合物和金屬都集中在近曲小管內(nèi)，并在此發(fā)生轉(zhuǎn)谷胱甘肽結(jié)合物和金屬都集中在近曲小管內(nèi)，并在此發(fā)生轉(zhuǎn)運和蓄積。運和蓄積。v毒物在腎臟中的轉(zhuǎn)運和蓄積是毒物引起腎臟毒性的必要條件，毒物在腎臟中的轉(zhuǎn)運和蓄積是毒物引起腎臟毒性的必要條件，后者還可能取決于細(xì)胞靶位的反應(yīng)能力。后者還可能取決于細(xì)胞靶位的反應(yīng)能力。v此外，細(xì)胞色素此外，細(xì)胞色素P450P450和胱氨酸結(jié)合和胱氨酸結(jié)合-溶酶的活性也是增加溶酶的活性也是增加近曲小管易感性的因素，因其可活化某些毒物。近曲小管易感性的因素，因其可活化某些毒物。3.3 3.3 髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管損傷髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管損傷v髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管的功能主要是離

16、子髓袢、遠(yuǎn)曲小管及集合管的功能主要是離子和水的重吸收，與近曲小管相比，化學(xué)物造和水的重吸收，與近曲小管相比，化學(xué)物造成這些遠(yuǎn)端小管的損傷較為少見。成這些遠(yuǎn)端小管的損傷較為少見。v化學(xué)物造成這些遠(yuǎn)端小管的損傷主要表現(xiàn)為化學(xué)物造成這些遠(yuǎn)端小管的損傷主要表現(xiàn)為濃縮和酸化能力受損，而造成多尿的機制也濃縮和酸化能力受損，而造成多尿的機制也不盡相同。如抗腫瘤藥物順鉑可引起髓袢和不盡相同。如抗腫瘤藥物順鉑可引起髓袢和集合管的濃縮功能損傷，造成對集合管的濃縮功能損傷，造成對ADHADH的耐受。的耐受。3.4 3.4 腎臟疾病分類腎臟疾病分類v3.4.1 3.4.1 免疫介導(dǎo)腎小球疾病免疫介導(dǎo)腎小球疾病v3.4

17、.2 3.4.2 直接腎小球損傷直接腎小球損傷v3.4.3 3.4.3 急性腎小管損傷急性腎小管損傷v3.4.4 3.4.4 急、慢性間質(zhì)性腎炎急、慢性間質(zhì)性腎炎3.4.1 3.4.1 免疫介導(dǎo)腎小球疾病免疫介導(dǎo)腎小球疾病v免疫介導(dǎo)的腎小球腎炎：可能是由于循環(huán)的抗體與免疫介導(dǎo)的腎小球腎炎：可能是由于循環(huán)的抗體與腎小球結(jié)構(gòu)抗原或非腎小球抗原相作用產(chǎn)生的沉積腎小球結(jié)構(gòu)抗原或非腎小球抗原相作用產(chǎn)生的沉積物所致（抗腎小球基底膜抗體（物所致（抗腎小球基底膜抗體（GBMGBM）介導(dǎo)，特征）介導(dǎo)，特征是在腎小球基底膜上有是在腎小球基底膜上有IgGIgG沉著），也可能是循環(huán)沉著），也可能是循環(huán)免疫復(fù)合物沉著的

18、結(jié)果（免疫復(fù)合物介導(dǎo)，特征是免疫復(fù)合物沉著的結(jié)果（免疫復(fù)合物介導(dǎo)，特征是在腎小球基底膜上有顆粒狀的在腎小球基底膜上有顆粒狀的IgGIgG沉著）。沉著）。v一些藥物如非甾體抗炎藥和鋰鹽可導(dǎo)致微小腎小球一些藥物如非甾體抗炎藥和鋰鹽可導(dǎo)致微小腎小球改變的腎病綜合征。改變的腎病綜合征。v能引起該類疾病的有許多潛在的環(huán)境毒物和藥物，能引起該類疾病的有許多潛在的環(huán)境毒物和藥物，如金、汞、如金、汞、D-D-青霉胺、非甾體抗炎藥、二乙酰嗎啡、青霉胺、非甾體抗炎藥、二乙酰嗎啡、鹽酸肼屈嗪、甲基芐肼和二苯基乙內(nèi)酰脲等。鹽酸肼屈嗪、甲基芐肼和二苯基乙內(nèi)酰脲等。3.4.2 3.4.2 直接腎小球損傷直接腎小球損傷v化

19、學(xué)物可直接引起腎小球損傷，但不常見。化學(xué)物可直接引起腎小球損傷，但不常見。v金和硅能沉著于腎小球系膜細(xì)胞中，這種沉著反應(yīng)金和硅能沉著于腎小球系膜細(xì)胞中，這種沉著反應(yīng)可能是腎小球細(xì)胞和炎癥細(xì)胞擴散的一種反應(yīng)。腎可能是腎小球細(xì)胞和炎癥細(xì)胞擴散的一種反應(yīng)。腎小球膜的損傷可能轉(zhuǎn)變?yōu)槟I小球滲透性改變。腎小小球膜的損傷可能轉(zhuǎn)變?yōu)槟I小球滲透性改變。腎小球膜收縮使腎小球毛細(xì)管變小變窄，從而降低腎小球膜收縮使腎小球毛細(xì)管變小變窄，從而降低腎小球濾過率。球濾過率。v纖維沉積也可能導(dǎo)致腎小球損傷。纖維蛋白沉著可纖維沉積也可能導(dǎo)致腎小球損傷。纖維蛋白沉著可以從本質(zhì)上通過多種途徑導(dǎo)致腎小球損傷，包括阻以從本質(zhì)上通過多種

20、途徑導(dǎo)致腎小球損傷，包括阻塞腎小球毛細(xì)血管、干預(yù)滲透反應(yīng)或?qū)δI小球系膜塞腎小球毛細(xì)血管、干預(yù)滲透反應(yīng)或?qū)δI小球系膜細(xì)胞的直接毒性作用。細(xì)胞的直接毒性作用。3.4.3 3.4.3 急性腎小管損傷急性腎小管損傷v毒物引起急性腎小管損傷是其對細(xì)胞的直接毒性作毒物引起急性腎小管損傷是其對細(xì)胞的直接毒性作用。用。v毒物引起小管細(xì)胞的壞死可導(dǎo)致急性腎衰。毒物引起小管細(xì)胞的壞死可導(dǎo)致急性腎衰。v臨近小管的襯里細(xì)胞的損傷可通過這些細(xì)胞正常重臨近小管的襯里細(xì)胞的損傷可通過這些細(xì)胞正常重吸收的物質(zhì)（葡萄糖、氨基酸、磷酸鹽、鈉等）的吸收的物質(zhì)（葡萄糖、氨基酸、磷酸鹽、鈉等）的排泄增加而顯現(xiàn)。排泄增加而顯現(xiàn)。v小管損

21、傷延伸至小管末梢部分時，可引起腎功能喪小管損傷延伸至小管末梢部分時，可引起腎功能喪失，出現(xiàn)酸性尿、水電解質(zhì)平衡紊亂。失，出現(xiàn)酸性尿、水電解質(zhì)平衡紊亂。v對腎小球的損傷可伴隨腎小管毒性，可進(jìn)一步導(dǎo)致對腎小球的損傷可伴隨腎小管毒性，可進(jìn)一步導(dǎo)致慢性間質(zhì)性腎病。如重金屬鉛和鎘對腎臟的毒性。慢性間質(zhì)性腎病。如重金屬鉛和鎘對腎臟的毒性。3.4.4 3.4.4 急、慢性間質(zhì)性腎炎急、慢性間質(zhì)性腎炎v急性間質(zhì)性腎炎急性間質(zhì)性腎炎：可能由對化學(xué)物（甲氧青霉素、：可能由對化學(xué)物（甲氧青霉素、利尿藥、非甾體抗炎藥金鹽、汞等）的免疫反應(yīng)利尿藥、非甾體抗炎藥金鹽、汞等）的免疫反應(yīng)（包括體液免疫和細(xì)胞免疫）所引起。這種

22、損害顯（包括體液免疫和細(xì)胞免疫）所引起。這種損害顯著的特點是單核細(xì)胞和嗜酸性白細(xì)胞浸潤到腎間質(zhì)。著的特點是單核細(xì)胞和嗜酸性白細(xì)胞浸潤到腎間質(zhì)。浸潤其中的淋巴細(xì)胞是浸潤其中的淋巴細(xì)胞是T T細(xì)胞，其中主要是細(xì)胞，其中主要是T4T4（輔（輔助助/ /誘導(dǎo)）細(xì)胞，少部分為誘導(dǎo)）細(xì)胞，少部分為T8T8（抑制（抑制/ /細(xì)胞毒）細(xì)胞。細(xì)胞毒）細(xì)胞。v慢性間質(zhì)性腎炎慢性間質(zhì)性腎炎：較急性間質(zhì)性腎炎少見。其形態(tài)：較急性間質(zhì)性腎炎少見。其形態(tài)學(xué)特征是單核細(xì)胞浸潤、顯著的間質(zhì)纖維化和小管學(xué)特征是單核細(xì)胞浸潤、顯著的間質(zhì)纖維化和小管萎縮。萎縮。4 4 腎臟的毒性作用機制腎臟的毒性作用機制v細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡v活性中

23、間代謝產(chǎn)物活性中間代謝產(chǎn)物v細(xì)胞容積和離子穩(wěn)態(tài)細(xì)胞容積和離子穩(wěn)態(tài)v細(xì)胞骨架和細(xì)胞極性細(xì)胞骨架和細(xì)胞極性v鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡v腎細(xì)胞死亡是細(xì)胞損傷的最終結(jié)果，包括壞腎細(xì)胞死亡是細(xì)胞損傷的最終結(jié)果，包括壞死和凋亡。其中毒物的損傷以壞死為主。死和凋亡。其中毒物的損傷以壞死為主。v壞死常累及一大團(tuán)細(xì)胞，細(xì)胞腫脹、體積增壞死常累及一大團(tuán)細(xì)胞，細(xì)胞腫脹、體積增大，細(xì)胞破裂，內(nèi)容物溢出，并伴隨炎癥。大，細(xì)胞破裂，內(nèi)容物溢出，并伴隨炎癥。v凋亡往往僅影響散在細(xì)胞，首先細(xì)胞形態(tài)完凋亡往往僅影響散在細(xì)胞，首先細(xì)胞形態(tài)完整而體積減小，最終細(xì)胞變成小碎片，并被整而體積減小，最終細(xì)胞變成小碎片，并被鄰

24、近的細(xì)胞和吞噬細(xì)胞所吞噬，無炎癥反應(yīng)。鄰近的細(xì)胞和吞噬細(xì)胞所吞噬，無炎癥反應(yīng)?；钚灾虚g代謝產(chǎn)物活性中間代謝產(chǎn)物v有些無毒性的物質(zhì)可經(jīng)過代謝而活化，造成細(xì)胞損有些無毒性的物質(zhì)可經(jīng)過代謝而活化，造成細(xì)胞損傷和死亡：傷和死亡：v生成親電子的物質(zhì)（如烷化劑），可與細(xì)胞成分結(jié)生成親電子的物質(zhì)（如烷化劑），可與細(xì)胞成分結(jié)合；合；v經(jīng)經(jīng)P450P450代謝產(chǎn)生代謝產(chǎn)生N-N-乙酰乙酰- -鄰鄰- -苯喹啉（乙酰氨酚）和苯喹啉（乙酰氨酚）和光氣（氯仿），與細(xì)胞大分子發(fā)生共價結(jié)合而損傷光氣（氯仿），與細(xì)胞大分子發(fā)生共價結(jié)合而損傷細(xì)胞；細(xì)胞；v增加活性氧而生成過氧化物（氧自由基、過氧化氫增加活性氧而生成過氧化物（

25、氧自由基、過氧化氫等），引起細(xì)胞氧化性損傷（細(xì)胞膜流動性、通透等），引起細(xì)胞氧化性損傷（細(xì)胞膜流動性、通透性活力降低，酶失活，性活力降低，酶失活，DNADNA或染色體斷裂）或染色體斷裂）細(xì)胞容積和離子穩(wěn)態(tài)細(xì)胞容積和離子穩(wěn)態(tài)v細(xì)胞容積與離子內(nèi)穩(wěn)態(tài)有密切聯(lián)系，對腎小細(xì)胞容積與離子內(nèi)穩(wěn)態(tài)有密切聯(lián)系，對腎小管上皮的重吸收也至為重要。毒物一般都通管上皮的重吸收也至為重要。毒物一般都通過與細(xì)胞膜作用，增加離子通透性和抑制能過與細(xì)胞膜作用，增加離子通透性和抑制能量產(chǎn)生而影響細(xì)胞容積和離子內(nèi)穩(wěn)態(tài)。量產(chǎn)生而影響細(xì)胞容積和離子內(nèi)穩(wěn)態(tài)。v正常情況下膜的轉(zhuǎn)運可維持細(xì)胞內(nèi)離子的平正常情況下膜的轉(zhuǎn)運可維持細(xì)胞內(nèi)離子的平衡

26、和跨膜離子轉(zhuǎn)運，衡和跨膜離子轉(zhuǎn)運，ATPATP的失代償可以抑制膜的失代償可以抑制膜的轉(zhuǎn)運功能。隨著的轉(zhuǎn)運功能。隨著ATPATP的耗竭，鈉鉀的耗竭，鈉鉀ATPATP酶活酶活性受抑制，引起鉀外流、鈉氯內(nèi)流增加，細(xì)性受抑制，引起鉀外流、鈉氯內(nèi)流增加，細(xì)胞腫脹，最后細(xì)胞溶解。胞腫脹，最后細(xì)胞溶解。細(xì)胞骨架和細(xì)胞極性細(xì)胞骨架和細(xì)胞極性v毒物可以引起一些早期膜完整性的變化，如刷狀緣毒物可以引起一些早期膜完整性的變化，如刷狀緣的喪失、漿膜變性和細(xì)胞極性的改變。的喪失、漿膜變性和細(xì)胞極性的改變。v這些可能與毒物誘發(fā)的細(xì)胞骨架改變有關(guān)。這些可能與毒物誘發(fā)的細(xì)胞骨架改變有關(guān)。v近曲小管有明顯的極性，在毒物作用下，

27、由于能量近曲小管有明顯的極性，在毒物作用下，由于能量代謝紊亂，骨架的重排，導(dǎo)致近曲小管的極性破壞。代謝紊亂，骨架的重排，導(dǎo)致近曲小管的極性破壞。鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)v鈣作為第二信使對細(xì)胞功能有多種重要作用。鈣作為第二信使對細(xì)胞功能有多種重要作用。v細(xì)胞內(nèi)游離鈣水平的升高，能活化一些鈣離細(xì)胞內(nèi)游離鈣水平的升高，能活化一些鈣離子依賴性酶，如磷脂酶和蛋白酶，造成細(xì)胞子依賴性酶，如磷脂酶和蛋白酶，造成細(xì)胞骨架和一些與收縮有關(guān)成分的功能。骨架和一些與收縮有關(guān)成分的功能。5 5 腎損害的檢測與評價腎損害的檢測與評價v腎損害的評價原則腎損害的評價原則：需要整體實驗與離體試：需要整體實驗與離體試驗研究相結(jié)合，

28、不僅需要用不同種系動物研驗研究相結(jié)合，不僅需要用不同種系動物研究，也要結(jié)合人群臨床及流行病學(xué)研究。究，也要結(jié)合人群臨床及流行病學(xué)研究。v5.1 5.1 整體實驗整體實驗v5.2 5.2 離體試驗離體試驗5.1 5.1 整體實驗整體實驗v5.1.1 5.1.1 腎臟濃縮腎臟濃縮- -稀釋試驗稀釋試驗v5.1.2 5.1.2 尿成分測定尿成分測定：v尿蛋白尿蛋白v尿糖尿糖v尿酶尿酶v5.1.3 5.1.3 腎小球濾過率測定腎小球濾過率測定：v菊糖清除試驗菊糖清除試驗v內(nèi)生肌酐清除率測定內(nèi)生肌酐清除率測定v血清肌酐和血尿素氮測定血清肌酐和血尿素氮測定v腎對氨基馬尿酸清除試驗?zāi)I對氨基馬尿酸清除試驗v形

29、態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查形態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查5.1.1 5.1.1 腎臟濃縮腎臟濃縮- -稀釋試驗稀釋試驗v在限制飲水條件下，因腎遠(yuǎn)曲小管和集合管在限制飲水條件下，因腎遠(yuǎn)曲小管和集合管對水重吸收增加，使尿量減少，尿比重升高對水重吸收增加，使尿量減少，尿比重升高（人大于（人大于1.021.02），即濃縮功能。），即濃縮功能。v在大量飲水條件下，因腎遠(yuǎn)曲小管和集合管在大量飲水條件下，因腎遠(yuǎn)曲小管和集合管對水重吸收相對減少，使尿量增加，尿比重對水重吸收相對減少，使尿量增加，尿比重降低，即稀釋功能。降低，即稀釋功能。v該功能試驗先進(jìn)行腎臟濃縮功能試驗，后進(jìn)該功能試驗先進(jìn)行腎臟濃縮功能試驗，后進(jìn)行稀釋功能

30、試驗。行稀釋功能試驗。尿蛋白尿蛋白v正常生理情況下，尿中僅有未被腎小管完全吸收的正常生理情況下，尿中僅有未被腎小管完全吸收的少量小分子蛋白。少量小分子蛋白。v若尿中蛋白質(zhì)量增加，則可能有腎臟損傷。若尿中蛋白質(zhì)量增加，則可能有腎臟損傷。v如果以大分子蛋白為主或出現(xiàn)大量蛋白質(zhì)，提示腎如果以大分子蛋白為主或出現(xiàn)大量蛋白質(zhì)，提示腎小球的選擇性濾過功能障礙或結(jié)構(gòu)不完整；小球的選擇性濾過功能障礙或結(jié)構(gòu)不完整；v若以小分子蛋白為主，則提示損傷部位主要在近曲若以小分子蛋白為主，則提示損傷部位主要在近曲小管，也可能是血中小分子蛋白質(zhì)量異常升高。小管，也可能是血中小分子蛋白質(zhì)量異常升高。v動物試驗時，因動物尿蛋白

31、的差異較大，因此應(yīng)設(shè)動物試驗時，因動物尿蛋白的差異較大，因此應(yīng)設(shè)置正常對照。置正常對照。尿糖尿糖v生理情況下，原尿中葡萄糖的濃度未超過腎生理情況下，原尿中葡萄糖的濃度未超過腎糖閾時，能被腎小管完全吸收。糖閾時，能被腎小管完全吸收。v因此，如果血糖不高而出現(xiàn)尿中葡萄糖濃度因此，如果血糖不高而出現(xiàn)尿中葡萄糖濃度增高，提示腎小管功能障礙。增高，提示腎小管功能障礙。尿酶尿酶v尿酶可來自腎單位脫落溶解的細(xì)胞、血漿中經(jīng)腎小球濾過后尿酶可來自腎單位脫落溶解的細(xì)胞、血漿中經(jīng)腎小球濾過后未被重吸收的小分子蛋白質(zhì)、其它泌尿道上皮細(xì)胞。未被重吸收的小分子蛋白質(zhì)、其它泌尿道上皮細(xì)胞。v尿酶是腎損害早期和敏感的指標(biāo)之一

32、，對急性腎損害比對慢尿酶是腎損害早期和敏感的指標(biāo)之一，對急性腎損害比對慢性腎損害更有意義。性腎損害更有意義。v尿中堿性磷酸酶和尿中堿性磷酸酶和- -谷氨酰轉(zhuǎn)移酶活性增高，是刷狀緣受損谷氨酰轉(zhuǎn)移酶活性增高，是刷狀緣受損的標(biāo)記；的標(biāo)記；v尿中存在細(xì)胞漿或線粒體內(nèi)的酶如乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫尿中存在細(xì)胞漿或線粒體內(nèi)的酶如乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶活性升高，是廣泛細(xì)胞損傷的標(biāo)記。酶活性升高，是廣泛細(xì)胞損傷的標(biāo)記。v注意：尿酶活性正常，并不能說明沒有腎損傷，因其大部分注意：尿酶活性正常，并不能說明沒有腎損傷，因其大部分在早期即已隨尿排出。在早期即已隨尿排出。v動物試驗中，應(yīng)選用腎酶分布與人接近的動物大鼠。

33、動物試驗中，應(yīng)選用腎酶分布與人接近的動物大鼠。菊糖清除試驗菊糖清除試驗v菊糖是一種多糖，能被腎小球濾過，但不被腎小管菊糖是一種多糖，能被腎小球濾過，但不被腎小管重吸收或分泌，在體內(nèi)不被代謝，也不與血漿蛋白重吸收或分泌，在體內(nèi)不被代謝，也不與血漿蛋白結(jié)合。在靜脈注射菊糖后，收集一定時間內(nèi)的尿液，結(jié)合。在靜脈注射菊糖后，收集一定時間內(nèi)的尿液，然后測定血漿和尿中的菊糖濃度，按下式計算其清然后測定血漿和尿中的菊糖濃度，按下式計算其清除率，以反映腎小球的濾過功能。除率，以反映腎小球的濾過功能。v菊糖清除率（菊糖清除率（ml/minml/min）= =v尿量（尿量（mlml） X X 尿中菊糖濃度（尿中菊

34、糖濃度（mg/Lmg/L） 血漿中菊糖濃度（血漿中菊糖濃度（mg/Lmg/L）內(nèi)生肌酐清除率測定內(nèi)生肌酐清除率測定v肌酐為肌酸的代謝產(chǎn)物，其濾過后腎小管肌酐為肌酸的代謝產(chǎn)物，其濾過后腎小管無任何吸收，內(nèi)生肌酐清除率測定的意義無任何吸收，內(nèi)生肌酐清除率測定的意義同菊糖清除率測定的意義相同。同菊糖清除率測定的意義相同。v內(nèi)生肌酐清除率（升血漿內(nèi)生肌酐清除率（升血漿/24/24小時）小時）= =v尿肌酐濃度（尿肌酐濃度（mg/Lmg/L） X24X24小時尿量（小時尿量（L L） 血漿肌酐濃度（血漿肌酐濃度（mg/Lmg/L） 血清肌酐和血尿素氮測定血清肌酐和血尿素氮測定v血清肌酐和血尿素氮可間接反

35、映腎小球濾過血清肌酐和血尿素氮可間接反映腎小球濾過率率，但沒有，但沒有菊糖清除率和內(nèi)生肌酐清除率菊糖清除率和內(nèi)生肌酐清除率靈靈敏。敏。v在在腎小球濾過率下降腎小球濾過率下降50%-70%50%-70%的情況下血清肌的情況下血清肌酐和血尿素氮才會增高。酐和血尿素氮才會增高。v且在脫水、少尿、蛋白分解代謝增強時血清且在脫水、少尿、蛋白分解代謝增強時血清肌酐和血尿素氮也會升高。肌酐和血尿素氮也會升高。腎對氨基馬尿酸清除試驗?zāi)I對氨基馬尿酸清除試驗v血中血中對氨基馬尿酸（對氨基馬尿酸（PAHPAH）幾乎全部通過腎臟分泌）幾乎全部通過腎臟分泌而被清除，血中而被清除，血中PAHPAH經(jīng)過腎臟時，被清除的量與

36、腎經(jīng)過腎臟時，被清除的量與腎血流量成正比，其清除值可看作腎有效腎血流量血流量成正比，其清除值可看作腎有效腎血流量（ERPFERPF），再用紅細(xì)胞比容進(jìn)行校正，可求出腎血），再用紅細(xì)胞比容進(jìn)行校正，可求出腎血流量（流量（RPFRPF）。vERPF=ERPF=（尿中（尿中PAH PAH 濃度濃度 X X 每分鐘尿量）每分鐘尿量）/ /血漿中血漿中PAH PAH 濃度濃度 vRPF=ERPF/RPF=ERPF/（1-1-紅細(xì)胞比容）紅細(xì)胞比容）形態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查形態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查v急性或慢性毒性試驗結(jié)束時，需常規(guī)稱量腎臟和體急性或慢性毒性試驗結(jié)束時，需常規(guī)稱量腎臟和體重，計算臟器系數(shù)。臟器系

37、數(shù)改變，提示可能有腎重，計算臟器系數(shù)。臟器系數(shù)改變，提示可能有腎臟損害。臟損害。v大體檢查還能發(fā)現(xiàn)腎臟有無充血、水腫、纖維化等大體檢查還能發(fā)現(xiàn)腎臟有無充血、水腫、纖維化等病理改變。病理改變。v鏡檢能發(fā)現(xiàn)腎臟在組織學(xué)及亞細(xì)胞水平上損害的部鏡檢能發(fā)現(xiàn)腎臟在組織學(xué)及亞細(xì)胞水平上損害的部位、范圍、性質(zhì)、形態(tài)學(xué)特征及嚴(yán)重程度。位、范圍、性質(zhì)、形態(tài)學(xué)特征及嚴(yán)重程度。v酶組織化學(xué)檢查能對某些病損或某些功能（如一些酶組織化學(xué)檢查能對某些病損或某些功能（如一些酶活性）進(jìn)行定位研究。酶活性）進(jìn)行定位研究。5.2 5.2 離體試驗離體試驗v離體試驗可對腎功能和腎毒性檢測在腎單位、離體試驗可對腎功能和腎毒性檢測在腎單

38、位、甚至部分腎小管水平進(jìn)行，更有利于對毒作甚至部分腎小管水平進(jìn)行，更有利于對毒作用機制的闡明。用機制的闡明。v離體試驗周期短、成本低、可同時檢測多種離體試驗周期短、成本低、可同時檢測多種化學(xué)物?；瘜W(xué)物。v5.2.1 5.2.1 腎皮質(zhì)薄片或腎組織片段培養(yǎng)腎皮質(zhì)薄片或腎組織片段培養(yǎng)v5.2.2 5.2.2 離體灌注腎小管技術(shù)離體灌注腎小管技術(shù)v5.2.3 5.2.3 其他試驗技術(shù)其他試驗技術(shù)5.2.1 5.2.1 腎皮質(zhì)薄片或腎組織片段培養(yǎng)腎皮質(zhì)薄片或腎組織片段培養(yǎng)v該試驗是先將腎皮質(zhì)用組織切片機切成該試驗是先將腎皮質(zhì)用組織切片機切成0.2-0.2-0.5mm0.5mm的薄片，然后置入一定的培養(yǎng)

39、基中培養(yǎng)，的薄片，然后置入一定的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基中加入待測的化學(xué)物，經(jīng)過一定時間培養(yǎng)基中加入待測的化學(xué)物，經(jīng)過一定時間后，測定培養(yǎng)基和薄片中化學(xué)物的比值。后，測定培養(yǎng)基和薄片中化學(xué)物的比值。v該試驗主要反映腎皮質(zhì)細(xì)胞對化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)該試驗主要反映腎皮質(zhì)細(xì)胞對化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運能力。運能力。5.2.2 5.2.2 離體灌注腎小管技術(shù)離體灌注腎小管技術(shù)v該技術(shù)是將腎小管分離出來后，再進(jìn)行灌注該技術(shù)是將腎小管分離出來后，再進(jìn)行灌注試驗。試驗。v該技術(shù)復(fù)雜、難度大，且需在顯微鏡下操作。該技術(shù)復(fù)雜、難度大，且需在顯微鏡下操作。v最佳的試驗動物是家兔。最佳的試驗動物是家兔。5.2.3 5.2.3 其他試驗技

40、術(shù)其他試驗技術(shù)v包括有：包括有：v離體腎灌注；離體腎灌注；v原代腎細(xì)胞培養(yǎng)；原代腎細(xì)胞培養(yǎng)；v亞細(xì)胞器分離；亞細(xì)胞器分離；v建立腎細(xì)胞株。建立腎細(xì)胞株。6 6 幾種常見的腎毒物幾種常見的腎毒物v汞汞v鎘鎘v氯仿氯仿v四氟乙烯四氟乙烯v溴化苯溴化苯汞汞v汞進(jìn)入體內(nèi)可在組織細(xì)胞中迅速氧化成無機汞。汞進(jìn)入體內(nèi)可在組織細(xì)胞中迅速氧化成無機汞。v汞在體內(nèi)可與含巰基的化合物（包括含巰基酶、蛋汞在體內(nèi)可與含巰基的化合物（包括含巰基酶、蛋白質(zhì)、氨基酸）發(fā)生特異結(jié)合而影響其功能。白質(zhì)、氨基酸）發(fā)生特異結(jié)合而影響其功能。v腎臟是無機汞蓄積的主要器官。無機汞的急性腎毒腎臟是無機汞蓄積的主要器官。無機汞的急性腎毒性，一般在接觸后性，一般在接觸后