学海网

低蛋白加_酮酸饮食对5_6肾大部切除大鼠营养物质代谢及残肾组织硬化的影响

 论著 

低蛋白加 酮酸饮食对 5/ 6 肾大部切除大鼠

营养物质代谢及残肾组织硬化的影响

龙泉  李海明  张力胤 邱君思 顾勇  林善锬  陈靖

  摘要!  目的 观察低蛋白加酮酸饮食对 5/ 6 肾大部切除大鼠营养物质代谢及残肾组织硬化的影响。

方法 30 只雄性 SD 大鼠行 5/ 6 肾大部切除术建立慢性肾衰竭模型, 1 周后予不同饲料喂养, 根据喂养方式分

组如下: 正常蛋白组( NPD 组) 予 18% 酪蛋白, 低蛋白组( LPD 组) 予 6% 酪蛋白, 低蛋白+ 酮酸组( LK 组) 予

5% 酪蛋白+ 1%酮酸, 每组 10 只。另取 10 只雄性 SD 大鼠行假手术后予正常蛋白( 18% 酪蛋白) 饲料喂养作

对照组( Sham 组) 。12 周后麻醉处死大鼠, 留取血、尿标本, 应用糖原染色法( 过碘酸雪夫反应) 观察残肾组织病

理改变, 应用免疫组织化学和 Western 印迹法检测残肾组织中转化生长因子( TGF)1 的表达。结果  建模 3

个月后, 各组大鼠血压、体重、血白蛋白和总蛋白水平的差异均无统计学意义( P 值均> 0. 05) 。NPD、LPD、LK

组大鼠血磷、iPTH 、稳态模型评估胰岛素抵抗指数( H OMAIR) 和三酰甘油水平均较 Sham 组显著升高( P 值

均< 0. 05) , 而 LK 组大鼠各项指标均较 LPD 和 NPD 组显著降低( P 值均< 0. 05) 。NPD、LPD、LK 组血 CO2

结合力显著低于 Sham 组( P 值均< 0. 05) , LK 组又显著高于 NPD 和 LPD 组( P 值均< 0. 05) 。NPD、LPD、LK

组大鼠血肌酐水平较 Sham 组显著升高( P 值均< 0. 05) , 但前 3 组间的差异均无统计学意义( P 值均> 0. 05) 。

NPD、LPD、LK 组大鼠尿蛋白水平较 Sham 组显著增高( P 值均< 0. 05) , 其中 LK 组尿蛋白总量较 NPD 和 LPD

组显著降低( P 值均< 0. 05) 。NPD、LPD、LK 组大鼠的肾小球病理硬化积分( GSI) 和肾小球细胞外基质/ 肾小

球面积之比均显著高于 Sham 组( P 值均< 0. 05) , LK、LPD 组又显著低于 NPD 组( P 值均< 0. 05) 。iPTH ( r=

0. 704) 、三酰甘油( r= 0. 455) 、胆固醇( r= 0. 348) 与血肌酐水平呈正相关( P 值均< 0. 05) , CO2 结合力( r=

- 0. 848) 与血肌酐水平呈负正相关( P< 0. 05) 。iPT H ( r= 0. 685) 、三酰甘油( r= 0. 506) 与 T GF1 呈正相关

( P 值均< 0. 05) , CO 2 结合力( r= - 0. 779) 与 TGF1 呈负相关( P< 0. 05) 。结论 在 5/ 6 肾大部切除大鼠中,

低蛋白加酮酸饮食在保证全身营养状态稳定的情况下具有独立于降压之外的减轻蛋白尿等肾脏保护作用, 可

能与直接改善残肾组织硬化以及纠正血脂代谢异常、继发性甲状旁腺功能亢进和代谢性酸中毒等间接途径有关。

关键词!  低蛋白饮食; 酮酸; 肾大部切除; 慢性肾衰竭

  基金项目: 教育部新世纪优秀人才基金和德国费森尤斯公司 2007 年科研奖励基金资助项目

作者单位: 200040 上海, 复旦大学附属华山医院肾脏科, 复旦大学肾脏病研究所

通信作者: 陈靖, 电子邮箱为 chenjing_1998@ yahoo. com. cn

Ef fect s of low prot ein diet w it h ket oacids supplement on met abolis m and res idual kidney fibrosis in

5/ 6 nephrect omized rat s  LONG Quan, LI Haiming , ZHANG Liyin , QIU Junsi , GU Yong , LIN Shantan, CHEN

Jing .  Department of Nephrology, Huashan Hospital , Insititute of Kidney Disease , Fudan University, Shanghai

200040, China

Corresponding author: CHEN Jing . Email : chenjing _1998 @yahoo . com . cn

  Abst ract !  Object ive  To observe the influence of low protein diet with ketoacids supplement on

metabolism and residual kidney fibrosis in 5/ 6 nephrectomized rats. Met hods  Chronic renal failure model was

established by 5/ 6 nephrectomy in 30 male SpragueDawley rats, then the animals were randomly assigned to the

following diet groups: normal protein group ( NPD: 18% casein protein) , low protein group( LPD: 6% casein

protein) and supplemented low protein group( LK: 5% casein protein+ 1% keto acids) . Ten male Sprague

Dawley shamoperated rats giving 18% casein protein served as control group(Sham). All rats were killed at the

end of the 12th week and the blood and urine samples were collected. Pathologic changes of the residual kidney

tisses were investigated using PAS staining. Immunohistochemistry and Western blotting were employed to detect

240 Shanghai Med J, 2009, Vol. 32, No. 3

the expression of transforming growth factor ( TGF)1 in the residual kidney. Result s  Blood pressure, weight,

serum albumin and total protein were not significantly different among the four groups. The phosphrous, iPTH,

HOMAIR and triglyceride levels in Nx groups were significantly higher than in the sham group, but those in the LK

group were significantly lower than in LPD and NPD groups ( P < 0. 05) . CO2CP was obviously lower in Nx

groups, but higher in LK group than in NPD and LPD groups ( P< 0. 05) . Serum creatine of Nx groups was

significantly higher compared to the sham group ( P< 0. 05), but without significance among the Nx groups.

Proteinuria level of Nx groups was markedly higher than that of the sham group ( P < 0. 05), and that of the LK

group was lower than those of NPD and LPD groups ( P < 0. 05) . Pathological results suggested glomerular

sclerosis index (GSI) and excelluar matrix score of Nx group were significantly higher than those of the sham group

( P < 0. 05). by Both immunohistochemistry and Western blotting showed that TGF1 expression was remarkably

elevated in NPD group ( P< 0. 05), and was significantly downregulated after LPD and LK intervention( P<

0. 05) . Correlation analysis revealed that triglyceride and iPTH level were positively related to ( r = 0. 455 and

0. 506, P < 0. 05; r= 0. 704 and 0. 685, P < 0. 05) , while CO2CP were negatively correlated to serum creatine

level and TGF1 expression ( r= - 0. 848 and - 0. 779, P < 0. 05) . Conclus ion  Low protein diet with 

ketoacids supplement can lessen urinary albumin excretion and glomerular sclerosis of residual kidney independent

of blood pressure reduction effect in 5/ 6 nephrectomized rats under the condition of stable nutrition, which might be

related to the direct improvement of residual kidney sclerosis, correction of lipids metabolism, secondary

hyperparathyroidism and metabolic acidosis. ( Shanghai Med J, 2009, 32: 240245)

Key w ords! Low protein diet; ketoacids; Nephrectomy; Chronic renal failure

  大多数临床试验和荟萃分析结果均显示, 合

理应用低蛋白饮食或合并酮酸治疗可以降低中晚

期慢性肾病( CKD) 患者的毒素水平, 改善尿毒症

症状, 并使患者保持良好的营养状况, 延缓病程进

展, 推迟进入肾脏替代治疗的时间[ 13] 。但目前确

切机制还不清楚。传统认为低蛋白饮食( LPD) 可

通过降低肾小球的高灌注及高滤过影响肾脏血流

动力学来延缓肾功能恶化的进展[ 4] 。近年认为

LPD 还可能通过降低肾小球滤过的蛋白负荷, 改

善氧化应激、蛋白代谢, 减轻肾小管的高代谢及抑

制肾脏肥大、增生等途径产生非血流动力学依赖

的肾脏保护作用[ 58] 。本研究旨在观察低蛋白加

酮酸饮食对 5/ 6 肾大部切除大鼠营养物质代谢

及残肾组织硬化的影响。

1  材料与方法

1. 1  实验动物模型建立、分组和处理

1. 1. 1  实验动物  清洁级雄性 SpragueDaw ley

大鼠 40 只, 体重200~ 250 g, 购买并饲养于复旦大

学医学院无特定病原体( SPF) 级实验动物中心。

1. 1. 2  5/ 6 肾大部切除动物模型的建立及分组

40 只大鼠适应性饲养 1 周, 随机分为假手术组

( Sham 组, 18% 酪蛋白) 、正常蛋白组( NPD 组,

18% 酪蛋白) 、低蛋白组( LPD 组, 6%酪蛋白) 和低

蛋白加酮酸组( LK 组, 5% 酪蛋白+ 1%酮酸) ,

每组 10 只。Sham 组大鼠仅在麻醉后暴露肾包

膜, 分离脂肪囊, 不做手术切除。另 3 组大鼠麻醉

后行 5/ 6 肾大部切除术。

1. 1. 3  动物饲料  参照美国营养学会 1993 年的

AIN93G 标准配方, 适当调整, 配制不同蛋白成分

和蛋白含量的大鼠饲料。各类饲料的能量均为

16. 267 kJ/ kg。所有饲料均由中国医学科学院实

验动物研究所提供。

1. 2  检测指标及方法

1. 2. 1  大鼠体重  使用同一个体重测量仪在相

同条件下测量 3 次, 取平均值。

1. 2. 2  收缩期血压  各组大鼠于处死前采用尾

套法测量尾动脉收缩压, 每只5 min 内测量 3 次,

取平均值。

1. 2. 3  尿蛋白定量  各组分别于饲养后的 4、8、

12 周末置于代谢笼采集24 h尿液记录24 h 尿量,

采用考马斯亮蓝结合法测定24 h尿蛋白排泄量。

1. 2. 4  血生化检查  各组于 3 个月末处死时腹

主动脉采血, 全自动生化分析仪测定血清白蛋白

( Alb ) 、总蛋白 ( TP ) 、尿 素氮 ( BUN ) 、血肌 酐

( SCr) 、三酰甘油( T G) 、胆固醇( CHO) 、空腹血糖

( FBG) 、血钙、血磷。

1. 2. 5  肾脏病理 3 m石蜡切片, 常规行过碘酸

雪夫反应( PAS) 病理染色( 试剂盒购于上海虹桥

医用试剂站) , 在普通光学显微镜下进行观察。肾

241上海医学 2009 年第 32 卷第 3 期

小球形态学参考 Raij 等[ 9] 的半定量方法评估肾小

球硬化程度, 每张切片至少观察 40 个肾小球, 每个

肾小球按下列方法进行半定量评分: 0= 正常, 1= 轻

度损伤( 损伤面积< 25%肾小球毛细血管襻), 2= 中

度损伤( 损伤面积占 26% ~ 50% 肾小球毛细血管

襻) , 3= 中、重度损伤( 损伤面积占51%~ 75% 肾小

球毛细血管襻) , 4= 重度损伤( 损伤面积占> 75% 肾

小球毛细血管襻) 。然后计算肾小球硬化指数

( GSI) 。肾小球系膜基质增生程度评分则经北航医

学病理图像分析软件分析, 以肾小球细胞外基质

( ECM) 面积与肾小球面积的比值表示。

1. 2. 6  肾脏局部转化生长因子( TGF)1 的表达

 免疫组织化学法检测肾脏 TGF1 表达: 肾脏石

蜡连续 切片, 常规 脱蜡至 水及抗 原修复, 3%

H 2 O2甲醇处理, 封闭液封闭, 加一抗1 ?150( 兔抗

大鼠 T GF1 抗体, Santa Cruz 公司) , 4 # 过夜,

按照 ABC 抗兔免疫组织化学试剂盒说明书处理,

加二抗HRP 复合物( Vector laboratories 公司) ,

于室温下孵育45 min, DAB 显色90 s, 苏木精复

染。光学 显微 镜下胞 质呈 棕黄 色者为 阳性。

Western 印迹法检测肾脏 T GF1 蛋白水平: 肾组

织分别加入细胞裂解液匀浆, 采用考马斯亮蓝法

测定蛋白浓度。取每只老鼠组织蛋白60 mg经

15% 的 SDSPAGE 凝胶电泳后, 转移至硝酸纤维

素膜上, 5% 的脱脂奶粉PBST 溶液室温下封闭

1 h, 加入封闭液配制的一抗( 抗兔 TGF1 抗体

1 ?100) , 4 # 过夜, 再用羊抗兔 HRP 标记二抗

1 ?3 000( Santa Cruz 公司) 进行杂交, 最后加入免

疫印记电化学发光试剂进行显影, 以 actin 作为内

参照。杂交结果用 QUANTITY ONE 软件进行光

密度分析。每份标本重复 3 次, 取平均值后分析。

1. 2. 7  大鼠血清( iPT H)  酶联免疫吸附试验

( ELISA) 试剂盒购于美国 ADL 公司, 按试剂盒说

明书步骤检测。

1. 2. 8  大鼠血清空腹胰岛素  由上海中医药大

学科学技术实验中心核医学实验室用放射免疫法

检测。

1. 2. 9  大鼠胰岛素抵抗指数  以稳态模型评估

胰岛素抵抗 指数 ( HOM AIR) [ 1011] 公 式计算:

HOM AIR= 空腹血糖( mmol/ L) ? 空腹血清胰岛

素( m/ L) / 22. 5。

1. 3  统计学处理  应用 SPSS 11. 0统计学软件。

计量资料以 x- % s 表示。组间比较采用方差分析

( 方差齐) 或非参数检验( 方差不齐) ; 相关性采用

Pearson 相关分析。

2  结  果

2. 1  一般情况  与 Sham 组相比, 5/ 6 肾大部切

除大鼠毛色较为灰暗, 活动迟缓。饲养 3 个月后

NPD、LPD、LK 组大鼠处死前的收缩压分别为

( 129. 62 % 6. 79 ) 、( 123. 57 % 14. 08) 、( 120. 20 %

6. 46) mmHg( 1 mmH g= 0. 133 kPa) , 与 sham 组

( 118. 69 % 10. 21) mmHg 的差异无统计学意义

( P 值均> 0. 05) 。

2. 2  营养情况  成模 3 个月后, 4 组大鼠间体重、

Alb 和 TP 水平的差异均无统计学意义( P 值

均> 0. 05) 。N PD、LPD、LK 组大鼠 SCr 水平均较

Sham 组显著升高( P 值均< 0. 05) , 但前 3 组间的

差异无统计学意义( P 值均> 0. 05) 。LPD、LK 组

BU N 水平较 NPD 组显著降低( P 值均< 0. 05) ,

LK 组 CO 2 结合力较 NPD、LPD 组显著升 高

( P 值均< 0. 05) 。见表 1、图 1。

2. 3  代谢指标改变  钙磷代谢: NPD、LPD、LK

组大鼠血清 iPTH 均显著高于 Sham 组( P 值

均< 0. 05) , LK 组血磷和 iPT H 水平均显著低于

NPD、LPD 组 ( P 值 均< 0. 05) 。糖代谢: NPD、

LPD、LK 组大鼠血清胰岛素水平和 HOMAIR 均

显著高于 Sham 组( P 值均< 0. 05) , LK 组则显著

低于 LPD、NPD 组 ( P 值 均< 0. 05) 。脂代 谢:

NPD、LPD、LK 组大鼠血清 CH O 和 TG 水平均显

著高于 Sham 组( P 值均< 0. 05) , LK 组显著低于

NPD 组( P 值均< 0. 05) 。代谢性酸中毒: NPD、

LPD、LK 组大鼠 CO 2 结合力显著低于 Sham 组

( P 值均< 0. 05) , LK 组显著高于 NPD、LPD 组

( P 值均< 0. 05) 。见表 1~ 3。

2. 4  蛋白尿和肾功能情况  蛋白尿: 同一时间

NPD、LPD、LK 组大鼠尿蛋白排泄均显著高于

Sham 组( P 值均< 0. 05) , LK 组显著低于 LPD、

NPD 组( P 值均< 0. 05) , LPD 组又显著低于 NPD

组( P 值均< 0. 05) , 见表 4。肾功能: NPD、LPD、

LK 组大鼠 SCr 和 BU N 水平均显著高于 Sham 组

( P 值均< 0. 05) , 但 LPD、LK 组 BU N 显著低于

NPD 组( P 值均< 0. 05) , 与 Sham 组的差异无统

计学意义( P 值均> 0. 05) , 见表 1。

242 Shanghai Med J, 2009, Vol. 32, No. 3

表 1  各组大鼠血生化指标

( n= 10, x- % s)

组别 SCr

c B / mol L- 1

BUN

cB / mm ol  L- 1

T P

!B / g  L- 1

Alb

!B / g L- 1

CO 2 结合力

cB / mmol L- 1

Sham 34. 67% 5. 47 7. 07% 0. 74 62. 87% 5. 60 37. 35% 1. 56 24. 30% 2. 31

NPD 58. 67% 4. 80 & 11. 03% 2. 45 & 64. 79% 8. 07 36. 57% 4. 53 13. 40% 0. 97 & ?

LPD 59. 40% 3. 65 & 7. 26% 1. 29 ( 62. 84% 5. 30 37. 23% 3. 12 15. 80% 1. 23 & ?

LK 58. 60% 4. 56 & 6. 63% 2. 20 ( 59. 94% 3. 41 36. 78% 2. 92 19. 90% 1. 97 & (

  与 Sham 组比较: & P< 0. 05; 与 NPD 组比较: ( P < 0. 05; 与 LK 组比较: ? P < 0. 05

图 1 实验期内大鼠体重变化

表 2  各组大鼠矿物质代谢指标

( n= 10, x- % s)

组别

血钙

cB / mm ol L- 1

血磷

cB / mm ol  L - 1

iPT H

!B / ng  L- 1

Sham 2. 46% 0. 10 2. 26% 0. 43 39. 15% 6. 15

NPD 2. 56% 0. 28 2. 59% 0. 28 ( 120. 43% 35. 46 & (

LPD 2. 61% 0. 09 2. 56% 0. 44 ( 79. 00% 4. 22 & (

LK 2. 58% 0. 10 2. 22% 0. 32 54. 58% 3. 73 &

  与 Sham 组比较: & P < 0. 05; 与 LK 组比较: ( P < 0. 05

表 3  各组大鼠糖代谢和脂代谢指标

( n= 10, x- % s)

组别 BG

c B / mmol L- 1

胰岛素

cB / mm ol  L- 1 H OM AIR TC

cB / mm ol L- 1

CHO

cB / mmol L- 1

Sham 3. 84% 1. 19 12. 48% 2. 24 4. 51% 0. 61 1. 53% 0. 11 0. 71% 0. 16

NPD 5. 73% 1. 38 41. 86% 6. 13 & ( 19. 93% 1. 52 & ( 2. 89% 0. 65 & ( 1. 25% 0. 46 & (

LPD 5. 40% 1. 18 27. 49% 4. 15 & ( 14. 68% 0. 10 & ( 2. 56% 0. 51 & 1. 20% 0. 36 &

LK 4. 69% 1. 21 18. 71% 3. 92 & 10. 23% 2. 02 & 2. 47% 0. 52 & 0. 92% 0. 33 &

  与 Sham 组比较: & P< 0. 05; 与 LK 组比较: ( P< 0. 05

表 4  各组大鼠 24 h 尿蛋白定量

( n= 10, x- % s, m/ mg)

组别 蛋白尿基础值 1个月蛋白尿 2 个月蛋白尿 3 个月蛋白尿

Sham 9. 16% 0. 26 7. 66% 0. 95 12. 54% 4. 21 17. 70% 8. 10

NPD 9. 08% 0. 20 57. 75% 7. 40 & ( 78. 41% 16. 48 & ( 94. 23% 20. 15 & (

LPD 9. 14% 0. 30 24. 58% 2. 35 & ( ? 46. 09% 6. 11 & ( ? 58. 70% 8. 18 & ( ?

LK 9. 19% 0. 21 13. 31% 1. 47 & 28. 11% 2. 95 & 38. 30% 5. 50 &

  与 Sham 组比较: & P< 0. 05; 与 LK 组比较: ( P< 0. 05; 与 NPD 组比较: ? P < 0. 05

2. 5  肾脏病理改变  PAS 染色光学显微镜下:

Sham 组形态大致正常, 未见明显的细胞增殖以及

系膜增生; NPD 组肾小球系膜区均有中重度的增

生、毛细血管壁塌陷、肾小球轻度肥大、肾小管萎

缩、肾间质纤维化; 与 NPD 组相比, LPD 和 LK 组

系膜区增宽以及细胞增殖不显著, 肾小球肥大亦

不明显, 肾小管亦未见明显萎缩; 见图 2( 见插页) 。

NPD、LPD、LK 组 大鼠的 肾小 球病理 GSI 和

ECM / 肾小球面积之比均显著高于 Sham 组( P 值

均< 0. 05) , LK、LPD 组又显著低于 N PD 组( P 值

均< 0. 05) , 见表 5。

表 5  各组大鼠肾小球 GSI 和肾小球系膜基质增生程度

( n= 10, x- % s)

组别 ECM /肾小球面积之比

% GSI

Sham 0. 032% 0. 01 2. 71% 1. 02

NPD 0. 176% 0. 05 & 37. 50% 6. 31 &

LPD 0. 078% 0. 02 & ( 18. 32% 3. 22 & (

LK 0. 056% 0. 02 & ( 14. 91% 2. 33 & (

  与 Sham 组比较: & P < 0. 05; 与 NPD 组比较: ( P < 0. 05

2. 6  肾脏局部 T GF1 的表达  Sham 组可见

T GF1 少量表达于皮髓交界处的肾小管上皮细

胞, 肾小球系膜区也有轻度的染色; N PD、LPD、

243上海医学 2009 年第 32 卷第 3 期

LK 组大鼠残余肾肾小管及肾小球系膜区 TGF1

的表达较 Sham 组大鼠明显增强, 而 LPD、LK 组

表达有所减少, 见图 3 ( 见插页) 。NPD、LPD、

LK、Sham组大 鼠残 肾中 TGF1 蛋白 表达分

别为 55. 39 % 4. 10、42. 21 % 2. 72、20. 09 % 2. 11、

21. 09 % 0. 67, NPD、LPD 组显著高于 Sham 组

( P 值均< 0. 05) , LK 组显著低于 LPD、NPD 组

( P 值均< 0. 05) , 见图 4。

图 4 各组大鼠肾脏 TGF1 蛋白表达

1: Sham 组; 2: NPD 组; 3: LPD 组; 4: LK 组

2. 7  SCr、T GF1 与各项生化指标的相关性 

iPTH ( r= 0. 704 ) 、T G ( r= 0. 455 ) 、CHO ( r=

0. 348) 与 SCr 呈正相关( P 值均< 0. 05) , CO 2 结

合力( r= - 0. 848) 与 SCr 呈负相关( P< 0. 05) 。

iPTH( r= 0. 685) 、T G( r= 0. 506) 与 TGF1 呈正

相关( P 值均< 0. 05) , CO 2 结合力( r= - 0. 779)

与 TGF1 呈负正相关( P < 0. 05) 。

3  讨   论

本实验中大鼠毛色、活动情况、24 h 尿蛋白

量、SCr 及肾组织病理改变均提示本研究中所建

立的进行性肾小球硬化慢性肾衰竭大鼠模型是成

功的。低蛋白饮食加 酮酸治疗能在保证营养状

态稳定的情况下减少 5/ 6 肾大部切除大鼠的尿蛋

白排泄和残肾组织硬化, 并纠正慢性肾衰竭时存

在的一系列代谢异常。

营养不良是临床应用 LPD 时常见的并发症,

极大地限制了其广泛应用。有研究提示, CKD 患

者使用极低蛋白加 酮酸治疗后, 患者的 A lb 或

前白蛋白及胰岛素样生长因子均能维持正常或得

到改善[ 1213] 。本实验发现, 术后 3 个月,4 组大鼠体

重、血清 Alb 和 TP 水平的差异均无统计学意义

( P 值均> 0. 05), 亦提示在限制蛋白饮食的条件下,

配伍酮酸治疗并不会增加营养不良发生的风险。

在肾大部切除慢性肾衰竭大鼠模型中已证实

残余肾单位存在结构( 肾小球代偿性增生、肥大)

和功能的异常( 单个肾单位的肾血浆流量和肾小

球滤过率代偿性增加) 、毛细血管内压增加[ 14] 。而

近二十年来的研究已充分证实 LPD 加 酮酸制

剂可通过促进蛋白质合成代谢, 降低氨基酸的分

解代谢, 促进正氮平衡, 对机体能量代谢起到有利

的作用, 并改善尿毒症症状和患者的营养状况, 进

一步加强降低肾小球高灌注、高滤过的作用, 从而

延缓肾功能恶化的进展。已有学者发现, 氨基酸

摄入增加可直接促进系膜细胞增生、肥大和致纤

维化因子 TGF1 的产生, LPD( 6% 蛋白质) 可显

著改善实验性肾炎大鼠尿蛋白水平、肾小球基质

积分及 T GF1 的表达[ 15] 。国内叶菡洋等[ 16] 发

现, 低蛋白加酮酸饮食可改善 5/ 6 肾大切大鼠的

血脂和肾功能, 减轻肾间质慢性炎性反应, 从而减

轻残肾组织硬化和间质病变, 减少尿蛋白排泄。

本研究也发现, LPD 和 LK 组较 N PD 组大鼠

BU N 水平明显降低, 提示氮质血症有所减轻。但

在肾脏病理改变中发现 LPD 和 LK 组的 GSI 和

ECM/ 肾小球面积评分较 NPD 组有所降低, 公认

的致纤维化因子 T GF1 表达较 NPD 组也有不

同程度减少, 而 4 组间收缩压的差异无统计学意

义, 以上结果提示 LPD 加 酮酸治疗具有独立于

降压之外的减轻慢性肾衰竭时肾脏硬化的作用。

蛋白尿是目前公认的引起肾功能损害进展的

独立危险因素。本研究发现, LPD 和 LK 组大鼠

较 NPD 组大鼠尿蛋白量明显减少, 且以 LK 组的

更为显著。现在认为不仅 LPD 可减低蛋白尿, 酮

酸本身也可能通过多种途径减少蛋白尿。酮酸的

主要补充成分为支链氨基酸, 不引发肾脏高滤过,

直接减少蛋白尿; 在充分保证热量条件下给予 LPD

合并酮酸, 机体将会适应性增加蛋白质合成, 减少

氨基酸氧化及蛋白质降解, 调整蛋白质代谢, 间接

治疗蛋白尿; 酮酸可改善肾小管转运功能, 使肾小

管对支链氨基酸的重吸收功能增强, 从而降低尿中

支链氨基酸的排泄量, 减少蛋白尿[ 17] 。

很早人们就认识到慢性肾衰竭时会出现胰岛

素抵抗。Fliser 等[ 18] 发现, 即使肾小球滤过率处

于正常范围, 不管是哪种类型的肾脏疾病, 胰岛素

抵抗和高胰岛素血症在疾病早期就已经存在。胰

岛素抵抗情况与肾功能损害情况相平行, 而 LPD

可以改善进入透析前 CKD 患者的胰岛素抵抗, 提

高胰岛素对内源性葡萄糖产生的敏感性[ 19] 。LPD

加 酮酸疗法通过纠正患者的脂代谢紊乱, 打破

了脂代谢与肾脏损害间相互促进的恶性循环, 延

缓了 CKD 进展, 降低了患者心血管死亡率。代谢

性酸中毒可以启动许多细胞因子参与到 CKD 进

展的病理生理过程中。另外机体代偿酸中毒时合

成较多的氨, 这一过程启动了肾素血管紧张素系

统( RAS) 。近几年研究证实, 慢性酸中毒与蛋白

244 Shanghai Med J, 2009, Vol. 32, No. 3

质分解代谢密切相关。低蛋白加 酮酸治疗对延

缓慢性肾衰竭进展的另一重要作用是对继发性甲

状旁腺功能亢进( SH PT ) 的影响。实验证明这种

作用不仅反映在治疗后血甲状旁腺素( PTH) 水平

下降, 还反映在骨病情况的改善上。高 PTH 造成

钙磷乘积上升, 进而导致组织钙化; 高 PTH 本身

可对诸多脂蛋白脂酶活力具有抑制作用; 钙代谢

障碍可以导致胰岛素合成释放障碍。以上方面都

参与了慢性肾衰竭时严重脂肪胰岛素代谢的异

常, 它们又是造成慢性肾衰竭患者心血管疾病

( CVD) 高发的重要原因。高磷血症是慢性肾衰竭

患者常见的并发症, 不仅会加重 SHPT, 同时还会引

起血管钙化和全身软组织钙化, 使 CVD 发生率增

高, 严重影响着患者的生活质量和预后[ 20] 。本研究

发现, LPD 加 酮酸治疗能使慢性肾衰竭大鼠的

HOMAIR 和血脂( CHO、TG) 水平降低、CO2 结合

力提高, 血磷和 iPTH 水平降低, 提示胰岛素和脂肪

代谢有明显改善, 部分纠正代谢性酸中毒, 一定程

度上减轻了高磷血症和 SHPT。其中大鼠 SCr 水

平、TGF1 的表达与 iPTH、TG 水平呈正相关, 与

CO2 结合力呈负相关, 提示 LPD 加酮酸营养疗法

可能是通过减轻 SHPT、改善血脂代谢和纠正代谢

性酸中毒等间接途径发挥肾脏保护作用。

综上所述, 在 5/ 6 肾大部切除大鼠中 LPD 加

酮酸饮食在保证全身营养状态稳定的情况下具有

独立于降压之外的减轻蛋白尿等肾脏保护作用。

可能与直接改善残肾组织硬化以及纠正血脂代谢

异常、SHPT 和代谢性酸中毒等间接作用有关。

参 考 文 献

1 Mitch W E. Dietary therapy in uremia: the impact on

nutrition and progressive renal failure. Kidney Int, 2000, 75

( Suppl) : S38S43.

2 Pedrini M T , Levey A S, Lau J, et al. T he effect of dietary

pr otein restriction on the progr ession of diabetic and

nondiabetic renal diseases: a m etaanalysis. Ann Intern M ed,

1996, 124: 627632.

3 Walser M, H ill S. Can renal r eplacement be deferred by a

supplemented very low protein diet? J Am Soc Nephrol,

1999, 10: 110116.

4 Brenner B M, Meyer T W, Hostetter T H . Dietary pr otein

intake and the progr essive nature of kidney disease: the role

of hemodynam ically mediated glomerular injury in the

pathogenesis of progressive glomerular sclerosis in aging,

r enal ablation, and intrinsic renal disease. N E ngl J M ed,

1982, 307: 652659.

5 Ricardo S D, Bertram J F, Ryan G B. Reactive oxygen

species in puromycin aminonucleoside nephrosis: in vitro

studies. Kidney Int, 1994, 45: 10571069.

6 Chobanian M C, Julin C M, M olteni K H , et al. Gr ow th

hormone regulates am moniagenesis in canine renal proximal

tubule segments. Am J Phy siol, 1992, 262: F878F884.

7 Jarusiripipat C, Shapir o J I, Chan L, et al. Reduction of

remnant nephron hypermetabolism by protein restriction. Am

J Kidney Dis, 1991, 18: 367374.

8 Heidland A, Sebekova K, Ling H. Effect of lowprotein diets

on renal disease: are nonhaemodynamic factors involved?

Nephrol Dial T ransplant, 1995, 10: 15121514.

9 Raij L, Azar S, Keane W. M esangial immune injury,

hypertension, and pr ogr essive glomerular dam age in Dahl

rats. Kidney Int, 1984, 26: 137143.

10 Matthew s D R, H osker J P, Rudenski A S, et al.

Hom eostasis model assessment: insulin resistance and beta

cell function from fasting plasma glucose and insulin

concentrations in man. Diabetologia, 1985, 28: 412419.

11 Shoji T , Emoto M, Nishizaw a Y. HOMA index to assess

insulin resistance in renal failure patients. Nephr on, 2001,

89: 348349.

12 Barsotti G, Cupisti A, Ferdeghini M, et al. Circulating levels

of IGFI in patients w ith chronic uremia on conser vative

dietary treatment. Ren Fail, 1998, 20: 357360.

13 Feiten S F, Draibe S A, Watanabe R, et al. Shortterm

effects of a verylowprotein diet supplemented w ith ketoacids

in nondialyzed chronic kidney disease patients. Eur J Clin

Nutr, 2005, 59: 129136.

14 Griffin K A, Picken M M, Churchill M, et al. Functional and

structural cor relates of glomeruloscler osis after renal mass

reduction in the rat. J Am Soc Nephrol, 2000, 11: 497506.

15 Okuda S, Nakam ura T , Yamamoto T , et al. Dietary protein

restriction rapidly reduces transforming gr ow th factor beta 1

expr ession in experimental glomerulonephritis. Proc Natl

Acad Sci U S A, 1991, 88: 97659769.

16 叶菡洋,袁伟杰, 张志强, 等. 低蛋白加 酮 酸饮食对 5/ 6 肾

切除大鼠残肾组织炎症因子表达及病理变 化的影响. 中华肾

脏病杂志, 2007, 23: 394399.

17 Teplan V, Schck O, H orckov M, et al. Effect of a keto

acidamino acid supplement on the m etabolism and renal

elim ination of branchedchain amino acids in patients w ith

chronic r enal insufficiency on a low protein diet. Wien Klin

Wochenschr, 2000, 112: 876881.

18 Fliser D, Pacini G, E ngelleiter R, et al. Insulin resistance and

hyperinsulinemia are already present in patients w ith incipient

renal disease. Kidney Int, 1998, 53: 13431347.

19 Rigalleau V, Blanchetier V, Combe C, et al. A lowprotein

diet improves insulin sensitivity of endogenous glucose

production in predialytic uremic patients. Am J Clin Nutr,

1997, 65: 15121516.

20 Block G A, Port F K. Reevaluation of risks associated w ith

hyperphosphatem ia and hyper parathyroidism in dialysis

patients: recom mendations for a change in m anagem ent. Am

J Kidney Dis, 2000, 35: 12261237.

( 收稿日期: 20080819)

( 本文编辑: 闫鹏)

245上海医学 2009 年第 32 卷第 3 期




低蛋白加_酮酸饮食对5_6肾大部切除大鼠营养物质代谢及残肾组织硬化的影响.pdf