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目的:
1、观察血液透析患者微炎症状态与骨骼肌消耗性营养不良的关系;
2、研究炎症因子肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)对体外培养C2C12成肌细胞肌管的影响,以及人参总皂苷(Ginsenoside,GS)的干预作用。
方法:
1、临床观察:筛选62例我院维持性血液透析(MaintainHemodialysis,MHD)患者,检测血清C-反应蛋白(C-reactiveProtein,CRP)水平,根据CRP水平将患者分为2组:微炎症状态组(5<CRP<30mg/l),非微炎症状态组(CRP≤5mg/l)。评估2组患者营养状态、骨骼肌消耗、及血清炎症因子水平的差异。营养状态评估包括血清生化指标、人体测量学指标、主观综合营养评价(SubjectiveGlobalAssessment,SGA)、生物电阻抗分析(bioelectricalimpedanceanalysis,BIA)等;骨骼肌消耗采用核磁共振(MagneticResonanceImaging,MRI)测量患者右下肢肌肉含量;血清炎症因子检测IL-6、TNF-α水平。进一步分析血透患者微炎症状态与营养指标、骨骼肌消耗之间的关系。
2、骨骼肌标本:采集部分患者肱二头肌标本,HE染色,光镜下观察肌肉组织形态学改变。采用RT-PCR方法检测IL-6、TNF-α、Myostatin和Atrogin-1表达水平。
3、实验研究:体外培养小鼠肌原细胞C2C12,分别用不同浓度TNF-α(0~100ng/ml)、IL-6(0~20ng/ml)进行刺激,观察肌管形态改变。分别用TNF-α100ng/ml、IL-620ng/ml在不同时间段(24h~72h)对肌管进行刺激,观察肌管形态改变。以人参总皂苷(GS50μmol)干预,观察对炎症因子(TNF-α100ng/ml、IL-620ng/ml)作用下肌管形态改变,Westernblot检测肌管Atrogin-1蛋白水平。
结果:
1、临床观察结果:45.2%的HD患者伴随微炎症状态。微炎症状态组患者贫血状态较重,红细胞、红细胞压积、血红蛋白水平明显下降(P<0.05),血清白蛋白、前白蛋白水平显著下降(P<0.01)。血清CRP水平与前白蛋白、白蛋白、转铁蛋白水平呈明显负相关,相关系数分别为-0.403、-0.491、-0.331(p<0.05)。
2、生物电阻抗(BIA)分析结果:示微炎症状态组患者细胞内液与总体水分比(Intra-CellularWater/TotalBodyWater,ICW/TBW)明显下降,CRP与ICW/TBW呈明显负相关,ICW/TBW与血清白蛋白呈正相关。
3、右下肢MRI图像分析结果:示骨骼肌组织呈现不同程度的萎缩,皮下脂肪分布不均,局部变薄,肌间脂肪增多。微炎症状态组患者肌肉CSA/总CSA低于非微炎症状态组(p=0.048)。
4、肌肉标本检测结果:HD患者肌纤维束略显萎缩,形态不够饱满,肌间隙较宽,部分呈空泡状,为脂质沉积。RT-PCR分析结果示透析患者肌肉myostatinmRNA转录水平上调5.96倍,Atrogin-1mRNA上调2.43倍;同时TNF-αmRNA转录水平上调8.37倍,IL-6mRNA转录水平上调3.36倍。
5、炎症因子对肌管形态的影响:分别用TNF-α100ng/ml、IL-620ng/ml作用于体外培养C2C12成肌细胞分化形成的肌管,48h后可见肌管明显萎缩。
6、人参总皂苷干预结果:50μmol人参总皂苷(GS)可改善TNF-α、IL-6作用下的肌管萎缩,并下调Atrogin-1蛋白的表达(p<0.05)。
结论:
1、伴微炎症状态的HD患者,存在营养指标血清白蛋白、前白蛋白水平下降,且贫血现象更为严重。
2、微炎症状态组患者,BIA分析示微炎症状态可促进机体细胞内液与总体水分比下降,与不良营养状态相关。
3、微炎症状态患者存在更显著骨骼肌消耗;肌肉标本显示肌纤维束略显萎缩伴脂质沉积。肌萎缩基因myostatin、Atrogin-1mRNA及炎症因子TNF-α、IL-6表达上调。
4、炎症因子TNF-α、IL-6可以引起体外培养肌管萎缩;人参总皂苷(GS)可改善炎症因子TNF-α、IL-6作用下的肌管萎缩,并下调肌萎缩基因Atrogin-1蛋白的水平。