高尿酸血症模型的复制方法

高尿酸血症模型的复制方法

动脉粥样硬化（hypericvision）是指细胞外液中的钠胺呈现过度饱和状态。一般认为，血液中的尿酸盐417moll-1应考虑高尿酸血症。超高蛋白膳食是引起嘌呤代谢紊乱的重要原因,过量糖、脂肪、蛋白质、盐的摄入及大量饮酒与患病率增加有重要关系。随着人民生活水平的进一步提高,高尿酸血症和痛风的发病率逐渐上升。国内21家城市医院1979~1993年间住院的痛风病人数直线上升,南方的上升趋势比北方更明显。约5%~12%高尿酸血症患者会发展成为痛风,痛风不仅可以侵犯骨和关节,而且还容易累及肾脏和心血管系统。高尿酸血症及原发性痛风与肥胖症、高脂血症、高血压病、糖尿病、动脉粥样硬化等疾病呈显著正相关。尿酸可以促进血小板聚集,诱发血栓形成,高尿酸血症是动脉粥样硬化的危险因素,心脑血管病伴发高尿酸血症的患者易诱发急性心肌梗死、中风,使病死率增高。因此痛风和糖尿病一样,是危害人类健康的一种严重的代谢性疾病。为了建立一种稳定持久的高尿酸血症的动物模型,不少学者在这一方面做了探索性的研究并取得了一定成果。本文综述高尿酸血症动物模型制备的研究进展。1血卟啉代谢与钠胺消除1.1代谢前体及代谢速度变化人体的尿酸有两个来源,由体内氨基酸、核苷酸及其他小分子化合物合成尿酸,或核酸分解代谢产生尿酸(内源性),约占体内总尿酸的80%。从富含嘌呤或核蛋白的食物中核苷酸分解而来(外源性),约占体内总尿酸的20%。对高尿酸血症的发生,内源性代谢紊乱较外源性因素更重要。嘌呤主要来自细胞代谢分解的核酸和其它嘌呤类化合物以及食物。次黄嘌呤和黄嘌呤是尿酸的直接前体,在黄嘌呤氧化酶作用下,次黄嘌呤氧化为黄嘌呤,黄嘌呤氧化为尿酸。参与尿酸代谢的嘌呤核苷酸有IMP、AMP以及GMP3种。次黄嘌呤在次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)催化下转变为IMP。嘌呤代谢速度受5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)和谷氨酰胺的量以及GMP、AMP和IMP对酶的负反馈抑制的调节。人类尿酸生成的速度主要决定于细胞内PRPP浓度,而PRPP合成酶、HGPRT、磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶以及黄嘌呤氧化酶(xanthineoxidase)为其中重要的酶,而磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶为限速反应酶。1.2血尿酸酶检测正常人体内尿酸池平均为1200mg,每天产生750mg,排出500~1000mg。70%的尿酸经肾脏排泄,30%经胆道和肠道排泄。人和猿类缺乏尿酸酶,后者可使尿酸分解成尿囊素,据推测人和猿类是在进化过程中经过基因突变的自然选择,失去了编码尿酸酶的功能基因,人类血尿酸水平远远高于其他携带尿酸酶的物种。因此,嘌呤合成代谢增强及(或)尿酸排泄减少是痛风患者血清尿酸增高的原发机制。血液中尿酸的浓度取决于尿酸的生成和排泄之间的平衡。2高尿酸血症实验的动物模型2.1高尿酸血症形成的机制是腺体2.1.1腺系磷酸核糖酸药物代谢和谷酰胺磷酸总酶活性检测腺嘌呤是一种含氮杂环嘌呤类化合物,给大量腺嘌呤后,磷酸核糖焦磷酸和谷酰胺增加,体内谷酰胺磷酸核糖焦磷酸转移酶、黄嘌呤氧化酶活性增加,尿酸合成加速,增加血中尿酸含量。2.1.2方法(1)血尿酸水平变化SD大鼠或Wistar大鼠,腺嘌呤2、4g·kg-1灌胃给药,d3大鼠血尿酸水平开始升高,d7明显升高,d10降低,同时出现肾功能损害。周小舟等以腺嘌呤300mg·kg-1灌胃,连续21d,大鼠血尿酸明显升高并出现慢性肾功能衰竭。(2)g-1的饲料1mon龄鸡分别以含腺嘌呤2、4、6g·kg-1的饲料饲喂,每只鸡每日予上述饲料20g,不足部分予常规饲料。4、6g·kg-1组鸡于第3wk血尿酸水平升高,且持续稳定升高8wk以上。(3)灌胃对d5血清尿酸水平和黄苄呤氧化酶活性的影响迪法克品系鹌鹑,♂,体重170~190g,以腺嘌呤300、150mg·kg-1·d-1灌胃给药,d5血清尿酸水平明显升高,10~15d仍维持较高水平,血清黄嘌呤氧化酶活性明显升高,而肾功能和体重未见明显变化。2.2高血流失的母亲与高血流失的机理2.2.1黄系的氨基酸类酵母含有丰富的蛋白质、核苷酸、B族维生素等。在体内充分水解能产生含氮的有机碱(包括嘌呤碱类、嘧啶碱类)和磷酸,大剂量的酵母进入体内后,能干扰机体正常的嘌呤代谢,致嘌呤代谢紊乱,其主要表现为黄嘌呤氧化酶活性增加,尿酸生成加速。2.2.2方法(1)灌胃12wk酵母膏灌胃可以复制出小鼠高尿酸血症模型,以15~30g·kg-1·d-1连续灌胃1~2wk较好。对照组小鼠血清尿酸为(108.1±13.9)μmol·L-1。(2)血清尿酸水平迪法克鹌鹑,♂,体重180g左右,每天每只予模型饲料15g(内含酵母干粉3g),食后补充普通饲料。造模7d时,血清尿酸水平开始升高,14d明显升高,直至35d血清尿酸水平持续升高。血清黄嘌呤氧化酶、BUN水平在造模7d时有一过性明显升高,14d后恢复至正常水平。2.3母乳喂养高尿酸血症的模型2.3.1原则和上面一样2.3.2大鼠高呤饲料的较大周内酶活性SD大鼠,体重(200±20)g,将酵母干粉、腺嘌呤均匀拌入粉碎的大鼠颗粒饲料中,含量分别为10%和0.1%,重新压粒成型。给予大鼠高嘌呤饲料,酵母、腺嘌呤的进食量分别为10g·kg-1、100mg·kg-1。d7大鼠血清尿酸略有升高,d12、d19大鼠血清尿酸、肌酐、尿素氮含量明显升高,停用高嘌呤饲料后仍继续上升,d24时才开始回落,d52时,与对照组相比仍差异有显著性。何力群等将酵母、腺嘌呤、沙丁鱼与少量市售粉饲料搅拌均匀后喂大鼠,造模21d后大鼠血尿酸、肌酐、尿素氮都升高。2.4腺石蜡和乙胺醇使大鼠高尿酸血症模型2.4.1原理腺嘌呤的原理同上,乙胺丁醇、烟酸等可以抑制尿酸排泄,增加尿酸在体内的蓄积。2.4.2大鼠血清尿酸水平♂Wistar大鼠,体重(200±10)g,腺嘌呤100mg·kg-1+乙胺丁醇250mg·kg-1灌胃给药,每日1次,连续7~21d,大鼠血清尿酸明显升高。腺嘌呤200mg·kg-1+乙胺丁醇250mg·kg-1剂量组大鼠血尿酸升高明显,但肾损害较为严重。2.5黄酮-乙酰胺和黄酮-脂肪酸导致高尿酸血症2.5.1原理给予大剂量嘌呤物质后,小鼠体内嘌呤含量增加,嘌呤分解代谢增加,尿酸生成增多,同时使用抑制尿酸排泄的药物,小鼠的血尿酸水平升高。2.5.2给药对小鼠血尿酸水平的影响黄嘌呤600mg·kg-1+乙胺丁醇250mg·kg-1,次黄嘌呤600mg·kg-1+烟酸100mg·kg-1,灌胃给药,连续5d,小鼠血尿酸水平升高,以黄嘌呤和乙胺丁醇组更为明显。2.6腹腔注射黄酮酸钠导致小鼠高尿酸血症的模型2.6.1原理直接注射生成尿酸的前体物质可以复制较稳定的高尿酸血症动物模型。2.6.2小鼠血清尿酸检测昆明种小鼠,体重18~22g,♀♂均用,次黄嘌呤1000mg·kg-1ip,小鼠血清尿酸在给药0.5h后达到高峰,4h后降低到一半,高尿酸血症可维持24h。其中0.5~1h期间,尿酸值已超过血清尿酸值的饱和浓度。♀♂之间无性别差异。2.7高尿酸血症的形成2.7.1原理给动物注射尿酸或以尿酸灌胃,可致动物血尿酸增高。2.7.2方法(1)大鼠高尿酸血症模型尿酸250mg·kg-1腹腔注射,小鼠血尿酸10min达到高峰,高尿酸血症维持4h以上。(2)尿酸水平迪法克品系鹌鹑,♂,体重170~190g,以尿酸(700、350mg·kg-1·d-1)水溶液灌胃,d5血清尿酸水平明显升高,10~15d仍维持较高水平。而肾功能和体重未见明显变化。2.8转换剂破坏小鼠尿酸酶基因2.8.1原理大多数动物体内存在尿酸酶,可将体内的尿酸分解为尿囊素。使小鼠尿酸酶缺乏可致小鼠尿酸排泄减少,血尿酸增高。2.8.2高尿酸特殊基因小鼠的制备通过胚胎干细胞同源性重组,破坏小鼠尿酸酶基因(EC1.7.3.3),再用基因重组法获得尿酸酶缺乏的突变小鼠,制成高尿酸血症模型小鼠。2.9氧化反应产生的高尿酸血症模型2.9.1原理用尿酸酶抑制剂氧嗪酸抑制尿酸酶活性,减少尿酸的分解与排泄,可造成小鼠、大鼠高尿酸血症模型。2.9.2方法(1)gk-1对小鼠血尿酸的影响在取血样前2h用氧嗪酸钾盐(potassiumoxonate)300mg·kg-1给小鼠一次性ip,2h后小鼠血尿酸明显升高。张冰等用高尿酸饲料(尿酸+尿酸抑制剂Oxonicacid)饲喂C57BL/6♂小鼠,3wk后小鼠血尿酸和甘油三酯水平升高,同时伴随有肾功能的改变,血清黄嘌呤氧化酶无明显升高。(2)wk的病因大鼠饲以2%的oxonicacid,并给予低盐饮食,持续7wk,可出现轻度高尿酸血症,同时血压升高、入球小动脉增厚。Bluestone等给Wistar大鼠饲喂氧嗪酸0.4g·d-1和尿酸0.6g·d-1,3~4wk后,大鼠血尿酸持续性升高。3讨论3.1内尿酸形成的基因高尿酸血症发生的机制为尿酸生成增多或肾脏尿酸排泄减少。目前用于高尿酸血症的模型动物主要有大鼠、小鼠、禽类(如鸡、鹌鹑等)等。大多数动物体内存在尿酸酶,可以将体内尿酸进一步分解为尿囊素。尿囊素为无毒物质,水溶性良好,极易随尿排出体外,很少在体内蓄积。灵长类在进化过程中,编码尿酸酶的基因发生突变,缺乏尿酸酶(urateoxidase)。尿酸是机体嘌呤核苷酸代谢的最终产物,仅有很少一部分(约为1/20)被分解为尿囊素、氨等。禽类与人的嘌呤核苷酸代谢途径相似,缺乏尿酸酶,都以尿酸为终产物排出体外,故选用禽类作为高尿酸血症动物模型能较确切反映体内嘌呤核苷酸的代谢水平,还具有高尿酸血症水平持续稳定的优点。目前选用的家禽主要有鸡和鹌鹑。3.2高尿酸特殊类型血尿酸确定的依据在体内,腺嘌呤核苷→次黄嘌呤核苷→次黄嘌呤→黄嘌呤→尿酸→尿囊素,尿酸经肾小管分泌排出体外。故增加体内尿酸、尿酸前体(次黄嘌呤、黄嘌呤、腺嘌呤)的量或抑制肾小管尿酸的分泌均可导致体内血尿酸含量的增高导致高尿酸血症。目前国内外高尿酸血症模型的复制方法主要有三种:①给予模型动物饲喂、注射嘌呤或尿酸来提高血尿酸的浓度,必要时给予抑制排泄的药物;②抑制大鼠或小鼠尿酸酶活性,以减少尿酸的分解;③破坏尿酸酶基因及基因重组法造成小鼠高尿酸血症,但该方法使半数以上突变小鼠不能存活4wk以上。腺嘌呤致高尿酸血症模型易引起肾功能的损害,剂量增大易引起动物死亡。腺嘌呤剂量在不同的文献中相差甚大,可能与腺嘌呤来源、动物种属、给药方法不同等有关。但也有可能是剂量计算有误。本文作者预实验结果为腺嘌呤100~300mg·kg-1灌胃,在小鼠、大鼠可以复制出高尿酸血症模型,剂量再增大出现动物死亡。酵母造模类似于人类高蛋白饮食导致嘌呤核苷酸代谢紊乱诱发的高尿酸血症,模型稳定,动物肾功能、体重未见明显变化。给小鼠腹腔注射次黄嘌呤或尿酸均能成功复制高尿酸血症动物模型。这两种模型简便可靠易行,但尚不能形成稳定持久的高尿酸血症,不利于观察药物对高尿酸血症的治疗作用,也不能进一步探讨高尿酸血症的发病机制。直接使用尿酸以及用尿酸酶抑制剂阻断尿酸的代谢从而使血尿酸升高,与临床上高尿酸血症的发病病因存在很大的差距。使用乙胺丁醇、烟酸等抑制尿酸排泄,增加尿酸在体内的蓄积等方法,与临床上的原发性高尿酸血症有较大的差异。Stavric等报道,给狗、家兔、大鼠大剂量的尿酸后,由于这些动物体内肝脏尿酸酶的作用,不能形成持续稳定的高尿酸血症。用氧嗪酸钾盐抑制肝脏尿酸酶活性,在大鼠、家兔、杂种犬、小鼠、猪可形成持续的高尿酸血症模型。氧嗪酸不是理想的尿酸酶抑制剂,因为较快地从体内清除,Oxonicacid及其盐是外源性物质,可以干扰体内某些物质代谢。造模时饲喂给药,由于个体间食量不均,且在造模的过程中,机体机能损害逐渐加重,食量明显减少,测得的血尿酸水平不稳定。灌胃比进食效果好,避免了由于摄入含药饲料不均而致的血尿酸变化不均匀。大鼠、小鼠血尿酸水平,在高尿酸形成后,继续给造模剂血尿酸反而降低。可能与大鼠、小鼠肾脏具有强大排泄尿酸能力,多生成的尿酸通过肾脏排出体外,其