【默默无闻的幕后英雄:肾脏的作用】
当被问及人体内的重要器官时,很多人会回答心脏或肝脏。
一般而言,器官指的是胸腔和腹腔内的器官,其中五脏六腑中的五脏指的就是心脏、肝脏、肺脏、脾脏,以及本文的主角——肾脏。
肾脏的主要功能是“生成尿液”。人体内由于生活环境和饮食习惯会产生各种废物和毒素。肾脏通过过滤血液中的这些废物和不需要的成分,并将其与水分一起以尿液的形式排出体外,发挥着所谓的“排毒”作用。
过滤出的尿液(原尿,即尿液的原始形态)不仅含有废物和毒素,还含有氨基酸、葡萄糖等营养物质和多种维持身体机能所需的矿物质(电解质)。肾脏会重新吸收这些身体需要的成分并将其返回血液,以维持体内的平衡。
此外,肾脏还有生产造血激素、调节血压、促进钙吸收的维生素D的活化等多种功能。也就是说,肾脏在默默支持着全身的健康,是名副其实的幕后英雄。
【肾功能下降时会导致?】
在所有器官中,尤其是肝脏和肾脏,即使出现异常也没有明显症状,因此被称为“沉默的器官”,因为病人往往在不知不觉中病情加重。
当肾功能下降时,体内无法排出废物、毒素和多余的水分,会出现水肿、尿液异常、疲劳等各种症状。当肾功能降至正常的30%以下时称为肾衰竭。肾衰竭有两种类型:在数小时到数天内肾功能急剧下降的“急性肾功能损伤(AKI)”和肾功能在长时间内逐渐下降的“慢性肾衰竭(CKD)”。
本文主题为急性肾功能损伤(AKI)。急性肾功能损伤(AKI)会导致少尿或无尿,并引起高氮血症。尽管通过适当治疗可能恢复,但严重情况下需要进行人工透析。
急性肾功能损伤(AKI)的原因之一是药物。由药物引起的急性肾功能损伤(AKI)称为药物性急性肾功能损伤。急性肾功能损伤(AKI)患者的14〜26%是由抗菌药、抗癌药、抗风湿药、痛风药、造影剂等用于治疗肾脏以外疾病的药物引起的。此外,随着年龄增长,肾脏重量和体积减少,急性肾功能损伤(AKI)的发生频率也会增加。
【NMN如何作用于肾功能障碍?】
【实验内容】
实验中,将小鼠分为①3个月龄的年轻小鼠组和②20个月龄的老龄小鼠组两个组别。实验开始第1天,通过腹腔注射方式给小鼠注射了一种抗癌药物顺铂,该药物因其对肾脏具有损伤副作用而闻名,从而人为诱发急性肾功能损伤(AKI)。
此外,将注射了顺铂并诱发急性肾功能损伤(AKI)的两组小鼠再细分如下,在实验第4天评估每组小鼠的肾功能、肾细胞形态和线粒体数量。
①―2:年轻小鼠,注射NMN(500mg/kg/天)
②-1:老年小鼠,未注射NMN
②-2:老年小鼠,注射NMN(500mg/kg/天)
※NMN通过腹腔内注射投与
■关于肾功能的评价
BUN(血尿素氮)和肌酐是由于肾功能下降在血液中增加的废物,被用作评估肾功能的指标。对AKI小鼠进行腹腔内注射NMN后,无论是年轻小鼠还是老龄小鼠,BUN(血尿素氮)和血清肌酐的数值均得到了抑制。
■肾细胞的评估
关于肾细胞的损伤和细胞死亡(凋亡),采用以下三种方法进行了评估:
1.通过苏木精-伊红染色评估肾小管的损伤
在药物性肾损伤中,肾脏中的肾小管往往会受到损伤。为了确认肾小管的损伤情况,对AKI小鼠进行了苏木精-伊红染色(HE染色)。损伤的部位会染成蓝色。在老龄小鼠中,注射NMN的小鼠蓝色斑点的数量较少,表明损伤较轻。
2.测量半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的量
近年来的研究表明,蛋白尿(血清中的蛋白质泄漏到尿液中)是肾功能下降的一个标志。半胱氨酸蛋白酶(caspase)是一种分解蛋白质的酶,通过分解蛋白质引发凋亡(由基因预定程序导致的细胞自然死亡),从而导致细胞死亡。特别是半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)在凋亡过程中起着核心作用。如果检测到其活性化,则意味着组织或细胞内的抗凋亡功能已丧失。
通过免疫组化检测方法进行的半胱氨酸蛋白酶-3染色显示,试纸的颜色越黑越浓,则活化的半胱氨酸蛋白酶-3量越多 = 尿管细胞受损。注射NMN的AKI小鼠无论是年轻小鼠还是老年小鼠,都发现抑制了导致凋亡的半胱氨酸蛋白酶-3量的增加。
3.通过TUNEL染色检测凋亡细胞
我们进行了能够检测细胞凋亡的TUNEL染色,以检测支持细胞凋亡的“DNA断裂”。注射NMN的AKI小鼠无论是年轻小鼠还是老年小鼠,TUNEL阳性细胞均减少,凋亡得到抑制。
■线粒体数量评估
急性肾功能损伤(AKI)加重的过程中,近曲小管细胞中含有大量线粒体,易导致线粒体损伤。我们使用电子显微镜测量了老年AKI小鼠肾组织中线粒体的数量,结果发现,与未投与NMN的小鼠相比,NMN投与的小鼠线粒体数量减少更少。因此,可以认为NMN促进了线粒体功能的改善和提高。
※图表和图片经过改编,源自原文
【NMN可能具有抑制肾功能损伤和药物副作用的潜力】
该实验表明,NMN不仅抑制了肾
参考文献:【Nicotinamide Mononucleotide, an NA细胞的凋亡,而且可能对老年人的急性肾功能损伤(AKI)治疗特别有益。
尽管本次实验利用顺铂的副作用人为诱发急性肾功能损伤(AKI),但顺铂自推出以来已经有40多年的历史,仍然被广泛应用于许多医疗场所作为抗癌药物治疗的首选药物。未来,随着NMN的研究进展,NMN可能被认可为预防和治疗包括药物性急性肾功能损伤在内的各种肾脏疾病的辅助手段。
腎臟被称为“沉默的器官”,因为患上肾病后通常没有明显症状,而且一旦功能丧失,恢复非常困难。因此,日常生活中的肾脏保健尤为重要。
特别是在夏季,容易出现脱水症状,对肾脏造成负担。
通过在生活中加入NMN,可以更好地保护和关爱我们的肾脏。
【参考】D+ Precursor, Rescues Age-Associated Susceptibility to AKI in a Sirtuin 1-Dependent Manner】
直译:烟酰胺单核苷酸(NAD+前体)以一种依赖于Sirtuin 1的方式拯救了与年龄相关的急性肾功能损伤(AKI)的敏感性
期刊名称和卷期/J Am Soc Nephrol. 2017 Aug;28(8):2337-2352.
论文链接在此(PubMed)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28246130/