腎臟毒理學(xué)演示文稿

腎臟毒理學(xué)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有44頁\編輯于星期一優(yōu)選腎臟毒理學(xué)現(xiàn)在是2頁\一共有44頁\編輯于星期一(一)腎臟是毒物的重要靶器官

腎臟在排泄廢物、調(diào)節(jié)細(xì)胞外液容量、電解質(zhì)和酸堿平衡上起了很重要的作用，也參與一些激素的合成和釋放，如腎素和紅細(xì)胞生成素，以及維生素Ｄ的活化。毒物不但直接影響腎臟功能，也間接影響全身生理功能。腎臟有較強的代償功能和多種解毒功能?，F(xiàn)在是3頁\一共有44頁\編輯于星期一(二)引起腎毒性的化學(xué)物１.金屬和類金屬鎘、鉍、鋰、汞、鉈、金、鎵、銦、鉛、鎳、鉻、銻、硅、砷及砷化氫等。２.有機溶劑鹵代烴類（溴二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、二溴氯丙烷、1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、環(huán)氯丁二烯、戊氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氟乙烯等）、芳香烴類（甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、聯(lián)苯等）、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）現(xiàn)在是4頁\一共有44頁\編輯于星期一3.農(nóng)藥五氯苯酚、百草枯、敵草快、氯丹、甲醚菊酯、氟乙酰胺等。4.生物毒物黃曲霉素Ｂ、桔霉素、細(xì)菌內(nèi)毒素、蛇毒等。5.藥物慶大霉素、萬古霉素、頭孢菌素、甘露醇、絲裂霉素、非那西丁等。6.其他毒物苯酚、乙烯二乙二醇、二乙烯乙二醇、乙醛、環(huán)氧丙烷、睛化物、亞硝胺等?，F(xiàn)在是5頁\一共有44頁\編輯于星期一三腎臟對毒物的易感性

皮質(zhì)接受腎臟總血流量94%，化學(xué)物可隨血流到達腎皮質(zhì)。化學(xué)物重吸收后在腎小管中被濃縮，使某些在血漿里無毒的化學(xué)物在腎小管內(nèi)達到有毒的濃度水平；使一些相對不可溶的化學(xué)物在腎小管的管腔內(nèi)沉積而引起阻塞，進而產(chǎn)生急性腎功能衰竭；現(xiàn)在是6頁\一共有44頁\編輯于星期一在腎臟中化學(xué)物（或是在其他臟器中代謝的代謝產(chǎn)物）可轉(zhuǎn)化成活性基團，與蛋白質(zhì)發(fā)生共價結(jié)合或啟動脂質(zhì)過氧化，造成細(xì)胞損傷。腎臟中外源性化學(xué)物代謝酶（如P-450，谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶）比肝臟中少。酶在腎臟不同節(jié)段中有很大差異，所以往往在一些節(jié)段中腎臟酶的作用有較強的活性。腎臟的損傷部位既代表了化學(xué)物蓄積的部位，也代表了這些活化化學(xué)物的酶的定位。

現(xiàn)在是7頁\一共有44頁\編輯于星期一二.腎臟結(jié)構(gòu)與功能的生物學(xué)基礎(chǔ)腎是實質(zhì)器官。外層為皮質(zhì)，內(nèi)層為髓質(zhì)。髓質(zhì)由腎錐體組成，開口于腎小盞，腎小盞合成腎盂，腎盂向下逐漸縮小續(xù)于輸尿管。腎單位是腎臟結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，它與集合管共同完成泌尿功能。腎臟基本生理功能包括排泄廢物、調(diào)節(jié)體液以及酸堿平衡、分泌激素。維持機體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，保證新陳代謝正常進行。

現(xiàn)在是8頁\一共有44頁\編輯于星期一現(xiàn)在是9頁\一共有44頁\編輯于星期一（一）腎小球的濾過功能（二）腎臟吸收和分泌(三)逆流放大系統(tǒng)和尿液濃縮機制（四）腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化現(xiàn)在是10頁\一共有44頁\編輯于星期一●濾過膜指腎小球毛細(xì)血管內(nèi)的血液與腎小囊中超濾液之間的隔膜。濾過的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—濾過膜1、濾過膜的組成●三層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞層，對血漿蛋白不起屏障作用中間為非細(xì)胞性的基膜層，水及部分溶質(zhì)可以通過，但限制大分子的血漿蛋白質(zhì)濾出，是濾過膜中主要的屏障；外層是腎小囊皮細(xì)胞，由突起的足細(xì)胞構(gòu)成?！褡饔芒贆C械性屏障②電荷屏障現(xiàn)在是11頁\一共有44頁\編輯于星期一現(xiàn)在是12頁\一共有44頁\編輯于星期一現(xiàn)在是13頁\一共有44頁\編輯于星期一腎結(jié)構(gòu)示意圖現(xiàn)在是14頁\一共有44頁\編輯于星期一

（一）腎單位和集合管

現(xiàn)在是15頁\一共有44頁\編輯于星期一（四）腎臟中外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化在肝臟中存在的代謝酶基本上在腎臟亦可出現(xiàn)，含量相對較低。如細(xì)胞色素P-450在腎臟皮質(zhì)含量相當(dāng)肝臟1/5。腎臟中細(xì)胞色素P-450與肝臟并不相同，吸收峰為452～454nm，肝臟450nm?，F(xiàn)在是16頁\一共有44頁\編輯于星期一腎臟對外源化學(xué)物的代謝轉(zhuǎn)化具有兩方面作用：（重點掌握）——代謝解毒和代謝活化一方面，外源化學(xué)物在腎臟進行代謝轉(zhuǎn)化過程中形成對腎臟具有損害作用的代謝物:例如氯仿可經(jīng)代謝活化形成光氣；對乙酰胺基酚在腎臟中被代謝轉(zhuǎn)化，經(jīng)脫乙酰反應(yīng)形成對氨基酚；大量對乙酰氨基酚進入機體時，引起腎臟壞死。溴苯在腎臟中可經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化形成鄰溴苯酚，可降低腎臟中谷胱甘肽含量，造成腎臟壞死。現(xiàn)在是17頁\一共有44頁\編輯于星期一另一方面腎臟的代謝轉(zhuǎn)化具有在肝外代謝中的解毒作用，腎臟中含有催化葡萄糖醛酸結(jié)合、硫酸結(jié)合和谷胱甘肽結(jié)合的酶類，借此可消除或減少這些腎臟毒物對腎臟的損害，多數(shù)物質(zhì)經(jīng)過腎臟內(nèi)的代謝降解毒性下降。現(xiàn)在是18頁\一共有44頁\編輯于星期一三．中毒性腎損傷的部位與類型(一)腎小球損傷(二)腎近曲小管損傷(三)髓袢，遠曲小管及集合管損傷(四)腎臟疾病分類現(xiàn)在是19頁\一共有44頁\編輯于星期一(一)腎小球損傷腎小球是腎臟最先接觸毒物的部位，但很少毒物能引起腎小球結(jié)構(gòu)的損傷。腎小球的損傷主要是小球膜上的一些成分與毒物間相互作用的結(jié)果，如慶大霉素造成腎小球濾過率的減少是由于氨基糖苷的陽離子和內(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。毒物可以直接損傷腎小球上皮細(xì)胞和腎小球毛細(xì)血管膜。免疫復(fù)合物可以摻入到小球內(nèi)部與補體相結(jié)合。毒物也可以作為半抗原，與小球蛋白相結(jié)合成為全抗原，在小球中形成免疫沉積物?，F(xiàn)在是20頁\一共有44頁\編輯于星期一CompanyLogo(一)腎小球損傷毒性機制1.毒物改變腎小球的帶電狀態(tài)，影響內(nèi)皮細(xì)胞濾膜的大小和數(shù)目，導(dǎo)致腎小球率過濾減少。2.毒物直接損傷腎小球上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管膜。3.毒物可作為半Ag+小球蛋白全Ag刺激抗Ab產(chǎn)生形成免疫復(fù)合物沉積在腎小球現(xiàn)在是21頁\一共有44頁\編輯于星期一(二)腎近曲小管損傷（重點掌握）近端小管在保持體內(nèi)電解質(zhì)平衡中起著決定性的作用。腎近曲小管是腎性毒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)，上皮細(xì)胞不夠緊密，毒物更易滲入到近曲小管細(xì)胞內(nèi)。此處發(fā)生轉(zhuǎn)運和蓄積。細(xì)胞色素P-450和胱氨酸結(jié)合-溶酶的活性毒物在腎臟中的轉(zhuǎn)運和蓄積是毒物引起腎臟毒性的必要條件，還可能取決于細(xì)胞靶部位的反應(yīng)能力。現(xiàn)在是22頁\一共有44頁\編輯于星期一細(xì)胞色素P-450和胱氨酸結(jié)合-溶酶的活性也是增加腎近曲小管易感性的一個因素，這兩個酶主要在腎近曲小管內(nèi)催化毒物代謝轉(zhuǎn)化，而在腎單位的其它部位幾乎無此作用。有些毒物需要由這些酶活化，如氯仿需要細(xì)胞色素P-450，鹵烷Ｓ-結(jié)合物需要胱氨酸結(jié)合-溶酶。現(xiàn)在是23頁\一共有44頁\編輯于星期一(三)髓袢，遠曲小管及集合管損傷遠端小管將髓袢升支粗段連接起源于腎皮質(zhì)的集合管部分。遠端小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)物造成其它一些片段的損傷較少見，主要表現(xiàn)為濃縮和酸化能力受損，而造成多尿的機制也不盡相同。順鉑在引起髓襻撥和集合管的濃縮功能損傷，造成對抗利尿激素的耐受?，F(xiàn)在是24頁\一共有44頁\編輯于星期一(四)腎臟疾病分類按腎臟主要的解剖結(jié)構(gòu)（如腎小球、腎小管、間質(zhì)、血管），與重要的臨床綜合癥聯(lián)系起來。腎臟毒物可能具有多個腎臟靶部位，損傷表現(xiàn)可有多種臨床綜合癥。1.免疫介導(dǎo)腎小球疾病2.直接腎小球損傷3.急性腎小管損傷4.急性間質(zhì)性腎炎5.慢性間質(zhì)性腎炎（CIN）

現(xiàn)在是25頁\一共有44頁\編輯于星期一四．腎臟的毒性作用機制(一)細(xì)胞死亡凋亡壞死一般腎性毒作用都是由細(xì)胞壞死而引起細(xì)胞死亡?，F(xiàn)在是26頁\一共有44頁\編輯于星期一(二)活性中間代謝產(chǎn)物毒物引起細(xì)胞損傷可有不同的機制，有些毒物能直接與細(xì)胞大分子相結(jié)合而造成毒作用，如汞和細(xì)胞的巰基相結(jié)合。但有些化學(xué)物本身并無毒性，只有生物轉(zhuǎn)化成活性中間代謝產(chǎn)物才有毒性?，F(xiàn)在是27頁\一共有44頁\編輯于星期一(三)細(xì)胞容積和離子內(nèi)穩(wěn)態(tài)毒物一般都是通過與細(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)。正常情況下膜的轉(zhuǎn)運可維持細(xì)胞內(nèi)離子的平衡和跨膜離子運動，ATP的失代償可以抑制膜的轉(zhuǎn)運。隨著ATP的耗竭，鈉鉀ATP酶活性受抑制，引起鉀外流，鈉氯內(nèi)流，細(xì)胞腫脹，最終細(xì)胞溶解?，F(xiàn)在是28頁\一共有44頁\編輯于星期一(四)細(xì)胞骨架和細(xì)胞極性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。這可能與毒物誘發(fā)的細(xì)胞骨架改變有關(guān)。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。

現(xiàn)在是29頁\一共有44頁\編輯于星期一(五)鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)鈣作為第二信使在很多細(xì)胞功能中起到了很重要的作用。鈣離子在腎細(xì)胞內(nèi)的分布很復(fù)雜，它不但可以與大分子相結(jié)合，也可存在亞細(xì)胞房室中。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，如磷酯酶和蛋白酶造成細(xì)胞骨架和一些與收縮有關(guān)成分的功能?，F(xiàn)在是30頁\一共有44頁\編輯于星期一五.腎損害的檢測與評價單獨使用體內(nèi)或體外的方法研究化學(xué)物的毒性是不能解決需要回答的所有問題。腎毒性評價的整體性方法也要求與離體研究相結(jié)合。不僅用不同種系的動物，也要結(jié)合人群臨床及流行病學(xué)研究?，F(xiàn)在是31頁\一共有44頁\編輯于星期一（一）整體實驗1.腎臟濃縮-稀釋試驗2.尿成份的改變3.腎小球濾過率（GFR）測定4.形態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查現(xiàn)在是32頁\一共有44頁\編輯于星期一1.腎臟濃縮-稀釋試驗此項功能測定一般先做濃縮試驗，再做稀釋試驗，兩項試驗的間隔時間需24小時。對人體做試驗時，在禁水一定時間后，尿比重應(yīng)在1.020以上，而稀釋試驗至少應(yīng)有一次尿液比重低于1.003。如果某種化學(xué)物引起尿量增多伴尿比重下降，提示腎臟濃縮功能受到損害，可能是由于抗利尿激素分泌不足或釋放障礙。動物試驗中，尤其是對于小動物，因尿量少不便測定尿比重，可粗略地用尿量來反映其濃縮能力?，F(xiàn)在是33頁\一共有44頁\編輯于星期一2.尿成份的改變(1)尿蛋白(2)尿糖(3)尿酶現(xiàn)在是34頁\一共有44頁\編輯于星期一(1)尿蛋白生理情況:

原尿中未被腎小管完全吸收的少量小分子蛋白質(zhì)，部分來自腎小管脫落的細(xì)胞等病理狀況:大分子蛋白（如白蛋白）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)不完整大量小分子蛋白（常見的如

2-微球蛋白和視黃醇結(jié)合蛋白）為主，則提示損傷部位主要在近曲小管現(xiàn)在是35頁\一共有44頁\編輯于星期一(2)尿糖生理狀態(tài)

原尿中葡萄糖濃度未超過腎閾時，能被腎小管全部吸收病理狀態(tài)

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現(xiàn)在是36頁\一共有44頁\編輯于星期一(3)尿酶生理狀態(tài)1）血漿中的酶：

一般分子量低（80,000）經(jīng)腎小球濾過后，其中極少數(shù)未被腎小管吸收，可在尿中檢出，含量少；2）腎單位各部分細(xì)胞的脫落、溶解：尤其是富含酶的腎小管上皮細(xì)胞，是尿酶的主要來源；3）泌尿道上皮細(xì)胞內(nèi)含的酶現(xiàn)在是37頁\一共有44頁\編輯于星期一(3)尿酶

病理表現(xiàn)

尿酶是腎損害早期和敏感的指標(biāo)之一。不同的酶來自于腎臟的不同部位，可以作為腎臟損害的標(biāo)記酶1）堿性磷酸酶和-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶活性增高，提示刷狀緣受到損害2）乳酸脫氫酶和谷氨酸脫氫酶分別存在于細(xì)胞漿和線粒體，活性增高則提示可能有廣泛的細(xì)胞損傷現(xiàn)在是38頁\一共有44頁\編輯于星期一3.腎小球濾過率（GFR）測定腎小球濾過率直接通過測定菊糖或內(nèi)生肌酐清除率，也可間接地用測定血中肌酐或血尿素氮?，F(xiàn)在是39頁\一共有44頁\編輯于星期一4.形態(tài)學(xué)和酶組織化學(xué)檢查作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)，臟器系數(shù)改變，提示可能有腎臟損害。此外，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。光鏡和電鏡檢查能發(fā)現(xiàn)腎臟在組織學(xué)以及亞細(xì)胞水平上損害的部位、范圍、性質(zhì)、形態(tài)學(xué)特征以及嚴(yán)重的程度。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）進行定位研究，腎臟毒理研究中具有很重要意義。現(xiàn)在是40頁\一共有44頁\編輯于星期一（二）離體試驗1.腎皮質(zhì)薄片(renalcortex)或腎組織片段(renaltissuefragment)培養(yǎng)。2.離體灌注腎小管技術(shù)(isolatedperfusedtubule)3.其它離體腎臟灌注、原代腎細(xì)胞培養(yǎng)、亞細(xì)胞器分離以及建立腎細(xì)胞株等方法都已較成熟，在腎臟毒理學(xué)中應(yīng)用?，F(xiàn)在是41頁