目的 研究川芎嗪(TMP)对庆大霉素(GM)耳肾中毒豚鼠听觉脑干诱发电位(ABR)阈值和耳肾组织氧化应激指标的影响。方法 选用40只健康白色红目豚鼠,随机分为4组:0.9%氯化钠溶液(NS)组、GM组、TMP组、GM联合TMP混合(GM+TMP)组。4组均连续用药10 d。在给药前和给药10 d后分别检测ABR阈值,停药处死后对4组豚鼠耳蜗、肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性进行检测。结果 4组用药前ABR阈值差异无统计学意义。给药10 d后,GM组ABR阈值较给药前发生显著变化(
Objective To study the effects of tetramethylpyrazine (TMP) on ABR threshold and oxidative stress in gentamicin (GM)-induced toxicosis of ear and kidney in guinea pig. Methods Forty healthy white guinea pigs were randomly divided into four groups: 0.9% sodium chloride solution (NS) group, gentamicin (GM) group, tetramethylpyrazine (TMP) group, gentamicin and tetramethylpyrazine (GM +TMP) group. Each group was given TMP for continuous 10 days. The levels of superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA) and glutathione peroxidase (GSH-PX) were measured in the cochlea and kidney of guinea pigs before and 10 days after dosing. Results There was no significant difference in ABR threshold between each group before administration. After 10 days of administration, the ABR threshold of GM group was significantly changed (
庆大霉素(gentamicin,GM)是一种临床效果好、抗菌谱广、价格低廉且应用广泛的抗生素,但在临床应用过程中出现严重的耳肾毒性严格限制了其应用[1]。本研究以GM腹腔注射的方法致豚鼠耳肾损伤,并进行川芎嗪(tetramethylpyrazine,TMP)干预,在给药前后分别进行听觉脑干诱发电位(auditory brainstem response,ABR)阈值测试,结合豚鼠耳蜗和肾中氧化应激状态指标超氧化物岐化酶(SOD)活力、丙二醛(MDA)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力的检测,来观察TMP对GM致耳肾氧化应激反应的影响,探讨TMP的干预作用机制,为临床GM引起的耳肾损伤的防治奠定理论基础。
选取耳廓反射正常的健康白色红目豚鼠40只(沈阳医学院动物实验室提供),体质量200~250 g,雌雄不拘。豚鼠购入后,适应性饲养1周。饲养期间,室温(22±2) ℃,相对湿度39%~42%。12 h昼夜节律,自由饮水,常规颗粒饲料喂养,隔天更换1次垫料。实验设计及设施过程中严格遵循动物实验原则3R原则。
0.9%氯化钠溶液(辰欣药业股份有限公司生产,批号:2016051301)、硫酸庆大霉素注射液(新乡东升制药有限公司生产,批号:2016030601)、TMP注射液[上海现代哈森(商丘)药业有限公司生产,批号:2016032101]。SOD(批号:20160822)、谷胱甘肽试剂盒(批号:20160717)、MDA试剂盒(批号:20160530)购自南京建成生物技术研究所。
紫外-可见分光光度计(上海美谱达有限公司,型号:UV-1600),脑干诱发电位仪(美国智听公司,型号:SmartEP),酶标仪(北京中西远大科技有限责任公司,型号:JLJ-330467)。
采用文献[2]的方法进行分组。将40只豚鼠随机分为4组:0.9%氯化钠溶液(NS)组、GM组、TMP组,GM联合TMP(GM+TMP)组,每组10只。NS组:每天腹腔注射0.9%氯化钠溶液2.5 mL·kg-1;GM组每天腹腔注射硫酸GM 100 mg·kg-1;TMP组每天右侧腹腔注射TMP注射液100 mg·kg-1,GM+TMP组每天左侧腹腔注射硫酸GM100 mg·kg-1,右侧腹腔每天注射TMP注射液。4组均连续用药10 d。4组动物混合饲养,每天测量体质量调整药量。
在用药前和给药10 d后,对4组豚鼠进行ABR检测。操作在隔音屏蔽室进行。首先将豚鼠用1%戊巴比妥钠(40 mg·kg-1)腹腔注射麻醉,然后将记录电极置于颅顶正中,参考电极和接地电极分别置于给声耳及对侧耳后的乳突部皮下,耳机放置在距外耳道0.5 cm处。采用ABR系统,刺激信号设定为短声,刺激持续时间设定为0.2 ms,刺激频率为10 Hz。叠加200次,观察时程为20 ms,测试强度为80 dBnHL开始,按10 dBnHL递减,接近阈值后按5 dBnHL逐档递减,听阈判定以刚出现ABR的P3波为准。末次给药后,听力检测完毕,迅速处死,取耳蜗及剖腹取出双肾,分别进行耳蜗组织SOD和MDA检测。SOD检测,按试剂盒要求处理耳肾标本和试剂的配制,并进行检测,最后按计算公式计算得出SOD活性值;MDA检测按试剂盒要求操作后,经水浴、离心等操作后,用紫外-可见分光光度仪测定
采用SPPS13.0版统计软件分析,ABR反应阈、SOD、MDA、GSH-PX、蛋白均采用均数±标准差(
氧化应激是体内自由基蓄积产生的一种负面作用,常被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素[3]。氨基糖苷类抗生素(aminoglycoside antibiotics,AGs)作为常用的临床抗菌药物,在有效抗菌的同时也会给机体造成明显的耳肾毒性。近来研究资料表明,氨基苷类抗生素引起的肾毒性,主要表现为肾小管上皮细胞变性和坏死脱落,伴有细胞内钙离子的增加,钙离子内流参与细胞损伤[4]。它的耳毒性主要是因其与铁离子螯合形成复合物诱发自由的产生,并使体内的防御系统功能下降,当超过体内的防御系统的清除能力时,则可造成听觉器官mtDNA的损伤,导致mtDNA突变、内耳毛细胞的损伤,产生耳毒性,此时机体则处于氧化应激状态。因此可以说氧化应激是DNA损伤的主要原因之一[5]。SOD是清除超氧阴离子(O2-)的过氧化酶,MDA是脂质过氧化物指标之一,GSH-PX是催化过氧化氢的酶,三者均能良好反映机体内氧化应激状态。本研究中在给药10 d后,GM组ABR阈值明显高于NS(
TMP的化学结构为四甲基吡嗪,是从植物川芎根茎中提取分离的生物碱单体,具有扩张血管、增加冠脉血流和肾血流量的作用[6],也具有清除自由基和抗脂质过氧化损伤的作用[7,8],因而临床上TMP被广泛的用于治疗心血管疾病[9]及消化系统、呼吸系统、免疫系统治疗。本研究中,在给药10 d后,GM+TMP组ABR阈值虽然在停药后也有所增高,但较GM组ABR阈值明显降低(
氨基苷类抗生素的排泄是通过肾小球滤过排出到体外,也就是说肾脏是氨基苷类抗生素排泄的唯一途径,因此药物最终在肾脏形成了高浓度积聚,故肾脏的损伤较耳的损伤严重[13]。氨基苷类抗生素透过血脑屏障进入脑脊液的速度比较慢且量比较少,一般在肌内注射后3 h脑脊液中药物浓度仅相当于血清药物浓度的十分之一。因此肾毒性早于耳毒性,严重的肾功能损伤可作为耳毒性发生的潜在信号[14]。药物在体内的消除越慢,对肾、耳损伤越大[15]。
TMP在脑中药物浓度较低,可能因为血脑屏障阻碍药物由血入脑[16]。研究表明:TMP在肝脏摄取率最高,其他依次为心脏、脾、脑、睾丸、肺、肾、肌肉、血浆;各组织TMP药物消除的速率依次为:脾、血浆、肌肉、肺、脑、肾、肝、睾丸及心脏[17]。而大多数氨基苷类抗生素在内耳淋巴液中都存在一个药物聚积现象,因此TMP逆转肾脏毒性作用强于逆转耳毒性。
综上所述,TMP通过减少体内活性氧、自由基产生而逆转耳肾氧化应激反应,降低耳肾毒性,并且对肾毒性的逆转作用强于对耳毒性的逆转作用。
The authors have declared that no competing interests exist.