氯化汞与家兔急性肾功能不全

摘要：

【目的】 复制急性中毒性肾衰动物模型，通过对肾功能指标的检测及肾脏形态学改变的观察，了解中毒家兔肾功能的改变。判断、分析致病因素及导致急性肾衰的可能发病机制

【方法】 取家兔两只，分为实验组（急性肾功能不全）和对照组，分别对家兔行心脏采血和膀胱取尿，分别测定并比较两兔的血清肌酐和尿肌酐含量以及酚红排泄率，比较肾衰家兔和正常家兔的肾脏排泄功能，最后取两兔肾脏观察比较。

【结果】 与正常家兔相比，急性肾衰家兔尿肌酐、尿/血肌酐比值（<10:1）、酚红排泄率均明显下降，血肌酐含量也有所下降，肾比重减小，肾脏外观苍白肿大，切面苍白，皮髓质分界不清。

【结论】 氯化汞可直接损伤肾小球和肾小管引起器质性肾功能衰竭，引起肾小管上皮细胞变性坏死，肾血管收缩，肾血流减少，肾灌注压下降，肾小管排泌功能、肾小管上皮细胞重吸收功能障碍。

【关键词】氯化汞；急性肾功能不全；血肌酐；尿肌酐；尿肌酐/血肌酐；酚红排泄率

【引言】肾脏是一个多功能器官，其主要功能之一是泌尿功能。肾脏通过调节肾血流、肾小球滤过率、肾小管排泌与重吸收以及排泄体内代谢物质以维持机体内环境的稳定。当肾血流量减少，肾小球滤过率下降或肾小管排泌重吸收功能障碍时，肾的泌尿功能受到影响，从

[1]而导致肾功能不全。

1、实验材料和方法

1.实验材料

1.1实验对象：家兔

1.2药品和试剂：氨基甲酸乙酯、生理盐水、葡萄糖、酚红、NaOH、醋酸、碱性苦味酸、肌酐标准应用液

1.3实验器材：手术器械一套、试管、分光光度计、水浴锅、离心机

2.实验方法

2.1复制肾功能衰竭模型：于实验前一天，取两只家兔，称重，一只皮下或肌肉注射1％HgCl2(o．8～1．0ml／kg)造成急性肾功能衰竭，为实验组兔；另一只皮下或肌肉注射等量的生理盐水(1．0ml／kg)作为对照组兔。

2.2麻醉手术：家兔称重，按5 ml/kg体重剂量于耳缘静脉缓慢注射200 g/L氨基甲酸乙酯麻醉。

2.3心脏采血：在心尖搏动最剧烈的地方用干燥针管，垂直进针进行取血。放置10min后，3000r/min离心15min，小心吸取血清置于另一干燥管中，备测血肌酐。

2.4腹部手术：将麻醉的兔子仰卧位固定于手术台上，下腹部正中剪毛，在耻骨联合上约

1．5cm处做切口，长约4cm，暴露膀胱，用注射器收集2ml尿液于试管中，做尿肌酐检查。随后在膀胱底部，找出两侧输尿管，并分离之。在近膀胱端结扎输尿管，稍等片 刻，待其略充盈后，用眼科剪剪一小口，向肾脏方向插入一细塑料管(塑料管事先用肝素冲洗或充满肝素)，结扎并固定，用于收集尿液。

2.5血清和尿液肌酐含量测定——苦味酸沉定蛋白法：

（1）血清肌酐含量测定取硬质试管3只编号，分别为空白管、标准管及测定管。按表1加

样，混匀，37℃水浴30min，用分光光度计以波长510nm，空白管调零，读OD值。然后，各管加50%乙酸溶液两滴，放置6min后，再测定OD’值。按①式计算血清肌酐（[Cr]p）：

'OD测?OD测[Cr]p(mg%)??0.01/0.2?100 ① 'OD标?OD标

（2）尿肌酐测定：按表2加样，混匀，放10min后加蒸馏水6.0ml，摇匀，用分光光度计以波长530nm，空白管调零，读OD值。按②式计算尿肌酐（[Cr]u）：

[Cr]u(mg%)?OD测?0.05mg?100ml/0.1ml ②

2.6酚红排泄率测定：1)两组家兔分别耳缘静脉注射o．6％酚红溶液(1ml／kg)，接着从颈外静脉插管处注射20％葡萄糖溶液(30ml／kg)。收集从开始注射酚红起15min或30min的尿液，换算成单位时间的尿量(ml／min)。 2）将收集的尿液倒入500ml量筒内，加10％NaOH lOml，用自来水补充至500ml处，混匀后，取出适当量放入与比色管口径相同的试管中与标准比色管比较，得出15min或30min内肾脏酚红排泄率。

2、实验结果

1.对照组（正常）与实验组（肾衰）家兔血清肌酐、尿肌酐及酚红排泄率测定值如下：

实验组与对照组相比，尿肌酐/血肌酐值降低，酚红排泄率下降，肾比重减小。

2. 对照组与实验组家兔肾脏形态比较：

正常肾脏颜色为红褐色，正常肾脏的切面色泽鲜艳，皮髓质分界清晰；

急性肾衰竭家兔肾脏重量增加，中毒肾脏表面颜色苍白，体积增大，表面肿胀。中毒肾脏切面为苍白色，皮髓质分界不清，偶有淤血。

正常肾

肾衰竭

3、分析与讨论

1.氯化汞引起家兔急性肾功能不全的机制：氯化汞是一种有毒的重金属化合物，在肾内蓄积量最高，主要贮存于近曲小管。由于汞是许多活性酶的非特异性抑制剂，胞膜是汞的首要作用点，故汞对肾小管细胞具有明显的毒害作用，造成肾小管坏死。坏死的肾小管上皮细胞及脱落上皮细胞和微绒毛碎屑、细胞管型或血红蛋白、肌红蛋白等阻塞肾小管，使原尿不易通过，引起少尿。同时，管腔内压升高，继而使肾小球囊内压力升高，当后者压力与胶体渗透压之和接近或等于肾小球毛细管内压时，遂引起肾小球滤过停止。有效滤过压降低，导致肾小球滤过率下降，近曲小管重吸收水钠减少，致密斑分泌肾素，激活肾素-血管紧张素系统，促进水钠潴留。且毛细血管内皮损伤、肿胀，致滤过膜通透性降低也引起肾小球率过滤下降。

2.急性肾功能衰竭时的功能代谢变化：（本实验中毒家兔处于少尿期）

⑴尿变化：①少尿或无尿；②低比重尿；③尿钠高；④血尿、蛋白尿、管型尿。

⑵水中毒：ARF时，因少尿、分解代谢所致内生水增多、摄入水过多等原因，导致体内水潴留、稀释性低钠血症和细胞水肿。严重时可出现心功能不全、肺水肿和脑水肿。

⑶高钾血症：①尿量减少使钾随尿排出减少；②组织损伤和分解代谢增强，使钾大量释放到细胞外液；③酸中毒时，细胞内钾离子外溢；④低钠血症，使远端小管的钾钠交换减少。 ⑷代谢性酸中毒：①GFR降低，使酸性代谢产物在体内蓄积；②肾小管分泌H+和NH3能力降低，使NaHCO3重吸收减少；③分解代谢增强，固定酸产生增多。

⑸氮质血症：血中尿素、肌酐、尿酸等非蛋白氮含量显著增高，称氮质血症，其发生主要是

由于肾脏排泄功能障碍和体内蛋白质分解增加所致，少尿期，氮质血症进行性加重，严重时可出现尿毒症[2]。

3. 肌酐的代谢与清除：肌酐是肌酸代谢的最终产物，体内的肌酸大部分与磷酸结合生成磷酸肌酸，磷酸肌酸与能量代谢有关。在体外肌酐与肌酸可以互变，在酸性溶液中，肌酸及易脱水而变成肌酐，在碱性溶液中，肌酐则可变回肌酸。但是，在体内肌酸脱水生成肌酐是一种不可逆反应。本实验中，氯化汞中毒所致家兔急性肾功能衰竭为器质性肾衰，因此造成血中肌酐排泄障碍，尿肌酐含量明显下降，而肾衰组血肌酐较对照组有所下降，可能是实验操作过程中的测量误差引起。

4. 氯化汞中毒导致肾小管上皮细胞损伤，尿量减少，酚红排泄率降低。酚红排泄率是反映肾血流量与肾小管排泌功能的指标。在实验中注射大量的葡萄糖溶液是为了造成渗透性利尿，利于排除酚红。酚红是一种对人体无害的红色染料，经静脉注射后，大部分与血浆蛋白结合，除20%为肝脏清除，经胆道排出外，其余则由肾脏排出。在肾脏的排泌过程中，94%由近曲小管上皮细胞主动排泌，小部分不与白蛋白结合者可从肾小球滤过，尿中排出4%左右，2%通胆汁到大肠由粪便排出，因为酚红大部分通过近曲小管分泌、排出，所以其尿中排出量，可作为判断近曲小管排泌功能的指标。

4、实验结论

氯化汞可直接损伤肾小球和肾小管引起器质性肾功能衰竭，引起肾小管上皮细胞变性坏死，肾血管收缩，肾血流减少，肾灌注压下降，肾小管排泌功能、肾小管上皮细胞重吸收功能障碍。

【参考文献】

[1] 陆源，林国华，杨午鸣主编. 机能学实验教程，第二版.一北京：科学出版社，2005

[2] 金惠铭，王建枝主编.病理生理学，第七版—北京：人民卫生出版社，2008.1

第二篇：尿液生成的影响因素与急性肾功能不全

尿液生成的影响因素及急性肾功能不全

[目的]

1．学习输尿管插管和尿液的收集方法。

2．观察静脉注射生理盐水、葡萄糖、去甲肾上腺素等药物对尿量的影响，分析这些因素的作用机制。

3. 复制中毒性肾功能不全的动物模型。

4．观察升汞中毒家兔的一般状态，尿的变化，测定酚红及血尿素水平以了解肾脏功能情况，并观察肾脏形态改变。

[动物]

家兔，体重2.5~3.5kg，性别不拘

[药品]

1%氯化高汞溶液（生理盐水配制，于实验前1天皮下或肌肉注射，使用6.5号针头），20%乌拉坦，0.9%NaCl溶液， 5%醋酸溶液，0.06%酚红。20%乌拉坦，1%普鲁卡因，生理盐水（37-38℃）、200g/L葡萄糖、0.1g/L去甲肾上腺素、10g/L呋塞米（速尿）、100g/L NaOH、斑氏试剂。

[器材]

手术器械，输尿管插管，50ml注射器，量杯，酒精灯，试管夹，显微镜，培养皿。

[方法]

1．  实验前准备。

    取家兔两只，一只为正常对照，一只为中毒实验兔。于实验前一天称重后，皮下或肌肉注射氯化高汞（1.2ml/kg），造成急性中毒性肾病备用，对照组则在相同部位注同量的生理盐水，作为对照备用。

2．  手术准备

(1) 静脉麻醉 从兔耳缘静脉注射20%乌拉坦（1g/kg体重）。待兔麻醉后，将其仰卧，先后固定四肢及兔头。

(2) 腹部手术 下腹部剪毛，普鲁卡因局麻，在耻骨联合向上沿中线做长约4cm的切口，沿腹白线切开腹膜，暴露出膀胱，并将膀胱翻向体外，在膀胱底部找到并分离两侧输尿管，在输尿管靠近膀胱处用线结扎，略等片刻，待输尿管略充盈后，用眼科剪剪一小口，向肾脏方向插入一根细塑料管，结扎，收集尿液。

手术完毕后，用温热的生理盐水纱布覆盖手术创口。

3.  观察项目

(1)  记录正常尿流量（ml/5min）。

(2)  尿蛋白定性检查。取正常及中毒兔尿各约5ml分别放入离心管中，以1000rpm/min速度离心5min。倾出上清液于试管中，试管夹夹住试管，在酒精灯上加热至沸腾。（注意：试管口不要对着人，小心加热，切勿让让试管内尿液溢出）。若有混浊，加入5%醋酸3-5滴，再煮沸。若尿变清，是尿内无机盐所致；若混浊加重，则表示尿中含有蛋白。

(3)  按6-9ml/kg体重剂量静脉快速注射37-38℃的生理盐水，连续记录尿量，取尿量最多时的数据。取尿液2滴，作尿糖定性试验，观察尿糖。试管内盛1ml斑氏试剂，加入尿液2滴，在酒精灯上加热至沸。冷却后观察试液和沉淀物的颜色，如由蓝绿色转变为黄色或砖红色，表示尿糖试验阳性。

(4)  静脉注射200g/L葡萄糖5ml，记录尿量变化。当尿量显著变化时，取流出的尿液2滴，作尿糖定性试验，观察尿糖。

(5)  静脉注射0.1g/L去甲肾上腺素0.3ml，记录尿量变化。

(6)  按5mg/kg体重剂量静脉注射10g/L呋塞米，记录尿量变化。

(8)  静脉注射6g/L酚红0.5ml，用盛有100g/L NaOH溶液5ml的培养皿收集尿液，计算从注射酚红起到尿中刚出现酚红所需的时间（酚红在碱性液中呈红色，可在培养皿下垫一白纸以便及时观察到）。

(9)  形态学观察。空气针处死家兔，取出肾脏，称重，测肾体比。观察并比较正常家兔肾脏，如体积大小，皮质条纹及色泽等。

鉴定糖尿的结果

一、尸检结果（本组）

二、

表一 实验过程与结果

三、乙7组实验数据

表二 正常时每5min的尿流量

                  表三 静脉快速注射37-38℃的生理盐水15ml后尿量

表四 静脉注射200g/L葡萄糖5ml后尿量

表五 静脉注射0.1g/L去甲肾上腺素0.3ml后尿量

表六 静脉注射10g/L呋塞米1ml后尿量

四、

图一 尿量变化（对照组乙6）

图二 尿量变化（实验组乙7）

表七 尿糖、蛋白尿与酚红的比较

[实验讨论]

一、急性肾功能不全是否等同于肾功能衰竭？

         平常所指急性肾功能不全与急性肾功能衰竭没有加以区分，很多情况下，默认急性肾功能不全等同于急性肾功能衰竭。

         但是，现在对肾功能损伤程度进行分期时，明确分为肾功能不全代偿期，肾功能不全失代偿期，肾衰竭期，尿毒症期。并未提及肾功能不全。本人建议将肾功能受损加入“正常期”，在此期，患者尽管存在肾脏受损，但化验肾功能正常，而此时不能定义患者肾脏未受损伤（可以表现为肾脏的储备功能已降低）。此期过后，再有肾功能不全与肾功能衰竭的逐渐病变发展。弃用“急性肾功能不全”改用“肾功能衰竭”能够有效提高临床医生对其提早重视，进行积极治疗。

二、关于本组正常组少尿现象的分析

         本组实验为正常组，初始膀胱不充盈，且在后期实验（生理盐水注射与呋塞米注射）中导尿管均未能收集到尿液。在左侧输尿管进行结扎后插管时，首次未能从膀胱抽取尿液，20分钟后第二次从膀胱抽取到约1毫升尿液，提示此尿液经右肾进入膀胱。左肾插管后长时间无尿，遂行右侧输尿管插管，导尿管中出现约2毫升红色液体。

         在左右侧输尿管多次插管后，只能选择近肾端插管，导管深入肾门，到达肾盂。两次插管后导尿管都无尿液，左侧肾出现严重水肿（左侧输尿管插管时间大大大于右侧）由于导尿管深入肾盂造成尿液反流，肾脏积水。

三、各种影响因素对肾脏的影响

         1）生理盐水：

（1）注射生理盐水后，血容量增加，左心房被扩张，刺激了容量感受器，传入冲动经迷走神经传入中枢，可抑制下丘脑-垂体后叶系统释放抗利尿激素，远曲小管、集合管对水重吸收减少，从而引起利尿。

（2）血容量增加，心输出量增加，引起动脉血压升高，刺激颈动脉窦压力感受器，反射性抑制抗利尿激素的释放，尿量增加。

（3）血容量增加，一起学姐胶体渗透压降低，肾小球有效滤过压升高，尿量增加；心输出量增加，肾血液灌流增加，肾小球毛细血管血压升高，引起肾小球有效滤过压升高，尿量增多。

         2）葡萄糖溶液

                   当血糖浓度大于肾糖阈时，小管液中的葡萄糖浓度增大，使近端小管液的渗透压增大，水重吸收减少，小管液中的Na+浓度与细胞内的Na+浓度接近，Na+重吸收减少，尿量增加。

         3）肾上腺素

                   入球小动脉是出球小动脉直径的2倍，肾上腺素与肾血管平滑肌α受体结合，血管收缩，其中入球小动脉管径收缩更明显，入球小动脉血流量减少，肾小球毛细血管血压下降，有效滤过压降低，肾小球滤过率降低，使尿量减少。

         4）呋塞米

                   呋塞米特异性与Cl-竞争Na+—K+—2Cl-共同转运载体蛋白的Cl-结合部位，NaCl重吸收受抑制，髓质的高渗梯度被破坏，水重吸收被抑制，尿量增加。