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肾结石、尿路结石模型饲料与复制模型方法

肾结石模型与高尿酸血症模型最为密切,请务必查看"高尿酸血症模型与饲料”。

常用的肾结石模型饲料
  • 添加成石化学成分的肾结石模型饲料
  • 成石食饵
  • 胆碱代谢异常的肾结石模型饲料
  • 本单位特别研发的肾结石模型饲料
  • 新药药效学研究方法中肾结石溶石药物研究的模型
文献综述
www.trophic.cn
2012年7月1日出版

尿路结石、肾结石模型与结石饲料

(Kidney stone/renal stone/urolithiasis model and model diet)
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】本文介绍了II型糖尿病模型的复制方法,包括单纯地饲料诱导和药物辅助的模型饲料诱导。单纯地饲料诱导,主要适用于金黄地鼠、沙鼠和C57BL/6J小鼠,其他动物一般需要药物辅助。文中对药物辅助的方法和注意点做了详细介绍。在其后的内容中强调,做II型糖尿病模型,应当确认是否是II型。

【关键词】糖尿病模型;模型饲料;实验动物

肾结石模型可能是所有动物模型中最简单、最容易复制的模型。但是,对动物的饲料成分也是最大的考验。

不妨举一个例子,美国营养学会(AIN)的专家们给大鼠、小鼠饲料制定的纯化型饲料标准,第一版本在1976年发布出来,称为AIN76标准,在发布一年后,又马上发布了修订本,也就是所谓的AIN76A标准,原因是,在执行AIN76标准后,发现这样的饲料容易引起动物内出血和肾结石。

这个例子告诉了我们,饲料成分和质量控制对于动物肾结石的研究是多么重要。

也许有人会这样认为,无所谓的,反正有对照组。姑且不谈这样的观点对科研成果的可靠性是多么大的杀死作用,就拿对照组来说吧,如果饲料成分控制不当,致使了对照组也有不少肾结石,这种情况下的模型组意义有多大?

下面,我们就来介绍当前复制肾结石的模型有哪些,要注意哪些问题,怎样选择模型方法和模型饲料。在介绍之前,简要介绍人体肾结石发生发展的要领。供大家参考。

肾结石是咋回事

研究肾结石,当然不能不了解肾结石。肾结石成分复杂,根据结石中的主要成分,分为草酸盐结石、磷酸钙结石,尿酸盐结石、硫酸铵镁结石,在动物中还有硅酸盐结石。不论是在人还是在动物,最常见的肾结石是草酸盐结石。在人体中,男性的肾结石多为草酸盐结石,而女性的肾结石多为磷酸钙结石,男性患肾结石的比例高于女性。

肾结石成因,主要包括:基因,饮食,肾脏其他疾病,尿路堵塞,等等。不管是哪种原因,结石在肾脏中的形成的规律是三方面:尿液中的成分中在肾小管中形成晶体,再不断聚结,晶体损伤肾小管上皮,进一步促进晶体聚结,因而越来越大。

肾结石动物模型有哪些方法

复制肾结石模型,当前已有的方法包括,基因异常动物法,化学成石法,模型饲料法,尿路堵塞法。

基因异常的肾结石动物模型法

是通过转基因或者基因敲除技术造成动物容易形成肾结石,大多使用的是小鼠。在这样的动物模型上,可以开展针对特定基因的表达产物在体内是如何代谢、调控,是否以及如何参与了肾结石的形成机制。

尿路堵塞法的肾结石模型法

毫无疑问是模拟了尿路堵塞或者尿流不畅。这样的模型可以在任何动物中进行。在以往的文献中看到,兔输尿管结扎所致的肾结石,几乎是泥沙样。

化学成石法

方法非常多,一般是把化学成分添加在饮水中,也有的是添加在饲料中。归纳起来大致是,(1)利用化学成分是造成尿中草酸盐增加,比如,在饮水中添加乙二醇,乙二酰胺(草酰胺,oxalamide),乙醇酸钠(Sodium glycolate),乙醛酸盐(Glyoxylate),或者羟脯氨酸。(2)促进尿钙增加,比如,使用维生素D3,或者葡萄糖酸钙,或者阿法骨化醇(alfacalcidol,促进钙、磷在肠道的吸收),造成钙吸收增加,迫使机体从尿中排钙。(3)酸化尿液,比如,给以氯化铵。(4)氧嗪酸,或者尿酸。(5)庆大霉素注射,造成肾小管上皮细胞损伤。在所有这些成分当中,使用最多的是乙二醇(ethylene glycol)

也有不少文献中将营养成分和非营养成分联用,比如,维生素D3搭配 0.5%乙二醇,维生素D3搭配氯化铵。

模型饲料诱导的肾结石模型

在以往的文献中,采用了高乳糖饲料、高钙饲料、低磷饲料、低镁饲料、高维生素D饲料、维生素B6缺乏饲料、高甘氨酸饲料、高羟脯氨酸饲料、高蛋白饲料。这些方法无非是模拟了饮食中高钙、低磷、维生素D、缺镁、缺维生素B6、高蛋白质等的饮食情况。

肾结石模型复制中存在的问题

肾结石模型有如此之多的方法,真可谓令人眼花缭乱。通过这些方法复制的模型上的研究,已经认识到了肾结石的形成原因和机制。虽然成果一大堆,但是,也正是这些模型上存在一些问题,使得至今对肾结石的成因不清楚,对肾结石的有效预防方法还不能得到明确,至今不知道究竟怎样预防肾结石。国外有学者撰文的题目是:“预防肾结石就怎么一点点吗”。下面,让我们来看看肾结石模型复制中存在哪些问题。

(1)聚焦肾脏和尿液,不能与全身情况挂钩

通过聚焦肾脏和尿液的改变的研究,为认识肾结石是怎样形成的,与血液或者尿液中哪些成分有关,发挥了重要作用。但是,肾脏毕竟处于下游,接受的是上游(全身)整体的调节。然而,大量的研究成果至今不知道对应的上游是怎样的情况所致。

(2)化学成分的毒性和局限性

不少学者认为,在已经用于复制模型的化学成分中,很多是有毒性的,尤其是对肾脏的毒性,比如,维生素D3过多,乙二醇,乙醛酸,氯化铵过多,等等。研究成果到底反应的是成石机制,还是毒性机制,这并不知道。乙二醇是使用最多的造模方法,有的是腹腔注射,有的是饮水中喂饲,有的是灌胃,有的是添加在饲料中,毕竟,在正常人或者肾结石病人肾结石形成不可能涉及如此。

在以往使用化学成分成石的文献中,绝大多数没有提及动物饲料的情况,营养成分和可能影响钙、磷吸收的非营养成分究竟如何并不知道。例如,对于在正常喂养的饲料基础上,通过在额外的食饵中或者在饮水中给以维生素D,由于不知道喂养的饲料中维生素D的含量是多少,动物所得到的维生素D的总量是否达到了毒性剂量的范围?又如,在正常喂养饲料的基础上,添加羟脯氨酸,诱导了肾结石或者尿中过多的草酸晶体,那么,饲料中羟脯氨酸和额外给以的羟脯氨酸,动物得到羟脯氨酸总量是多少?毕竟,正常动物或者人体血液中的羟脯氨酸的量是有限的,主要是在肝脏中代谢产生的,不可能达到很高的程度。

(3)实验动物方面

对于肾结石模型复制,使用的动物包括大鼠,小鼠,兔,狗,猪,狒狒,等等。其中,小鼠主要转基因或者敲除基因的小鼠,对于正常动物,使用最多的是大鼠,然后是猪,兔和狒狒很少使用。

为什么大量使用大鼠,这是有原因的。最主要的原因是(1)大鼠对草酸的代谢与人体相似,尤其是草酸盐在肾脏中形成结晶以及其后发生的系列变化都与人体的肾脏中及其相似,乃至相同;(2)正常大鼠喂养得当,一般很少自发形成尿路结石,有着天然的对抗草酸盐成石的能力;(3)对大鼠肾脏生理比较清楚,做微穿刺技术比较稳定,(4)成本低。正是这些原因,当前对肾结石模型及其研究,绝大多数来自在大鼠中的探讨。

大鼠虽然大鼠与人体的肾脏草酸盐代谢相似,但是,肾脏解剖与人肾有很大差别,兔和狗也是如此。这些动物的肾脏小,单个肾乳头,输尿管短,骨盆小,尿液空间小,从髓质到皮质的容量比率非常小,在大鼠和狗和人是1:2,兔是1:16,这些方面的差别,特别是动物肾脏的小,肾结石的形成很难用来说明人体的情况。

肾结石模型复制应当注意的问题

阅读了以上内容,现在,我们就能理解在模型复制时应当注意以下方面。

(1)如果选择化学成分造模,务必重视正常喂养的饲料的质量和成分,不要盲目使用质量不清楚的动物饲料。

(2)尽可能采用纯化型饲料,如果选择营养成分造模,应当在纯化型饲料中改变该营养成分的含量,使得该成分的总量控制在合理的水平,并保障其他成分在标准水平。

(3)重视肾脏以外其他器官的代谢与肾结石的关系,毕竟,尿液成分来自体内的代谢,尿液成分的改变源于代谢改变的结果。

新药药效学研究方法中肾结石溶石药物研究的模型

诱发肾结石方法:用250~300g雄性大白鼠,普通饲料及饮水喂养5d。用1%乙二醇加1%氯化铵。通过灌胃或加于饮食中给药2周,记录每天饮水量。二周后可形成结石,再分组给实验药物10~14d。然后处死动物,取肾镜检。

总之,胆结石造模本身非常容易,关键是动物的选择和模型饲料方法要选择得当,如果你需要我们协助,我们乐此不疲。


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