【摘要】 目的 建立家兔体外冲击波致伤模型，探讨不同冲击电压和冲击次数对肾脏损伤程度的影响。方法 家兔30只，不同体外冲击波（14 KV·1 000次、 14 KV·2 000次、14 KV·3 000次、12 KV·2 000次和10 KV·2 000次）致伤，测定尿白蛋白、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶、γ-谷氨酰转移酶和IgG水平，并进行病理观察。结果 体外冲击波致伤后尿白蛋白、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶和γ-谷氨酰转移酶的水平升高，而IgG的变化没有统计学意义；随冲击次数增加和冲击电压增高，尿白蛋白、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶和γ-谷氨酰转移酶的水平升高；病理观察示肾脏出现不同程度损伤。结论 体外冲击波能量升高可加重肾脏损伤，建议在不影响碎石效果的前提下，应尽量降低冲击电压和减少冲击次数。
【关键词】 体外冲击波碎石术 肾损伤 电压 白蛋白
Abstract：Objective To study the relationship between renal injury severity and discharge voltage， shock times in renal injury models of rabbits after ESWL. Methods 30 white rabbits were randomly pided into five groups， and each group was disposed by different ernergy (group A: 1 000 shocks at 14 KV， group B: 2 000 shocks at 14 KV， group C: 3 000 shocks at 14 KV， group D: 2 000 shocks at 12 KV， group E: 2 000 shocks at 10 KV). The urinary NAG， γ-GT， ALB， IgG and Cr were measured 24 hours before and after ESWL. The histological changes of Kidneys in rabbits was observed 24 hours after ESWL. Results The urinary NAG/Cr， γ-GT/Cr， ALB/Cr increased significantly after ESWL， but the changes of urinary NAG/Cr were insignificant. Our results showed that renal injury had aggravated more significantly with the increase of the shocks and discharge voltage. We observed renal injury in different degrees in rabbits 24 hours after ESWL. Conclusions Lesion size was correlated with the changes in discharge voltage and shock times. We suggested that the lower discharge voltage and fewer shocks were applied to clinical ESWL if the effects of lithotripsy were unaltered.
Key words：extracorporeal shock wave lithotripsy; renal injury; discharge voltage; albumin; N-acetyl-β-glucosaminidase;γ-glutamine transpeptidase;IGG
体外冲击波碎石术 (Extracorporeal shock wave lithotripsy，ESWL)是20世纪80年代初开始用于临床的一门技术， 已被公认是治疗上尿路结石的有效手段。随着ESWL的广泛应用，冲击波对肾脏的损伤引起了人们的重视［1］。本研究通过对肾脏的病理组织学观察及尿白蛋白（Albumin，Alb）、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-glucosaminidase， NAG）、γ-谷氨酰转移酶（γ-glutamine transpeptidase，γ-GT）、IgG的测定，探讨肾脏的损伤程度与冲击波能量的关系。
1 材料和方法
1.1 主要试剂和仪器
肌苷试剂盒（上海长征-康仁医学科学有限公司）；NAG试剂盒（蓝波生物制品公司）；γ-GT试剂盒（上海科华-东菱诊断用品有限公司）；ALB试剂盒（福建太阳生物技术公司）；IgG试剂盒（上海长征医学科学有限公司）。WD-91型B超定位水囊式体外冲击波碎石机（广东威达公司）；7170A型全自动生化分析仪（日本日立公司）。
1.2 实验动物和分组
选用雄性日本大耳白家兔30只（辽宁医学院实验动物中心提供），月龄3～4月，体重（2.0±0.2）kg，随机分为5组，每组6只。实验前1 d，使用8%硫化钠脱去家兔背腹侧体毛。
1.3 冲击波致伤实验
冯艳红，等：体外冲击波能量与家兔肾脏损伤关系的研究辽宁医学院学报 2008年2月，29(1)以3%戊巴比妥钠1.0 mL/kg，经耳缘静脉麻醉后，以自制固定架将家兔固定于碎石机上，B超介导定位，第二焦点（F2）定位于左肾肾盂，频率70次/分，各组给予不同冲击电压及冲击次数（组A，14 KV·1 000次；组B，14 KV·2 000次；组C，14 KV·3 000次；组D，12 KV·2 000次；组E，10 KV·2 000次）。
1.4 光镜标本制作与观察
术后24 h，麻醉后将家兔固定于手术台上，剖腹，分离左肾动脉，插管。开始灌注后剪开左肾静脉，依次用0.9%生理盐水20 mL冲洗，10%甲醛溶液20 mL灌流固定，然后沿肾门切断肾蒂，将肾脏投入到10%甲醛溶液内固定24 h。常规方法脱水透明，上极向上定向石蜡包埋，连续切片，厚度7 μm，HE染色，光镜下观察。
1.5 尿ALB、NAG、γ-GT、IgG和Cr的测定
术前24 h和术后24 h分别用压迫膀胱法取尿液，2 000转离心2 min，取上清液，全自动生化分析仪测NAG（速率法）、γ-GT（两步法）、ALB（免疫浊度法）、IgG（快速免疫消浊比浊法）及Cr（苦味酸法）值。
1.6 统计学分析
对各组术前、术后尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr和IgG/Cr值分别进行配对t检验。对第1、2、3组，第2、4、5组的术后ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr、IgG/Cr分别进行F检验及进一步的SNK-q检验。
2 结 果
2.1 肾脏的病理改变
2.1.1 大体形态改变
冲击波处理的肾脏都有不同程度的肿胀，其被膜较对侧肾脏紧张，冲击波射入侧可见大小不同，呈点状或成片的被膜下出血。在肾脏切面上可见到直径数毫米的出血区，在皮质、髓质、肾盂皆可见到，以肾盂多见，有的可贯穿肾实质。
2.1.2 光镜观察
可见厚度不同的被膜下出血，典型的肾实质损伤按出血程度可分为３个区，即，严重出血区，散在出血区及管型区。严重出血区内可见大量红细胞，其间有一定量中性粒细胞浸润，其内正常肾组织结构已消失。其周边可见破裂的肾小体，近、远端小管等。散在出血区较严重出血区损伤轻，多位于严重出血区的周边，也可独立存在，其间散在分布红细胞，可见中性粒细胞浸润，不同程度损伤的肾小体，近、远端小管及毛细血管、小叶间血管。管型区可与散在出血区混杂在一起，也可单独存在，其特征为近、远端小管或集合管内均匀红染，高倍镜下有的可分辨出红细胞。
2.2 尿内生化指标测量结果及统计学处理
体外冲击波致伤后尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr的水平升高，而IgG/Cr的变化没有统计学意义；随冲击次数增加（第A、B和C组）和冲击电压增高（第B、D和E组），尿NAG/ Cr 、Alb/ Cr、γ-GT / Cr的水平升高（见表1和2，表中ALB/Cr的单位为mg/mmolCr、NAG/Cr的单位为U/mmolCr、γ-GT/Cr的单位为U/mmolCr、IgG/Cr的单位为mg/mmolCr）。表1 术前尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr和IgG/Cr的值 表2 术后尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr和IgG/Cr的值
*、**各组的术后指标与术前指标进行配对t检验，分别表示P＜0.05、0.01；△、△△与第1组比较，分别表示P＜0.05、0.01；▲、▲▲与第2组比较，分别表示P＜0.05、0.01
3 讨 论
ESWL是利用高能量的机械波，经聚合于靶区（F2）后，诱发强烈的空化效应，产生瞬间的高温和高压，粉碎结石，但对组织也产生了损害［2］。很多学者利用药物保护肾脏，从而减轻肾脏损伤程度［3］。有研究表明，冲击波能量与肾脏的损伤程度的关系更为重要［4］。本研究应用尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr和IgG/Cr评价肾脏损伤程度，结果表明，随冲击次数和冲击电压的增加，肾脏损伤程度加重，尤以冲击次数增多明显。
ALB及IgG，在生理条件下仅有少量被肾小球滤过，故尿内含量甚微，在肾小球受损后，尿内ALB及IgG含量增加。NAG及γ-GT在肾脏近曲小管中含量较高，在生理条件下尿内这两种酶活性较低，但在肾近曲小管破坏、细胞损伤时，这两种酶释放入尿中，使尿内这两种酶活性升高。以上4项指标与尿肌苷的比值可消除因尿样浓缩及稀释产生的影响。术后尿ALB/Cr、NAG/Cr、γ-GT/Cr的值与术前比较显著增高，但IgG/Cr变化不明显。分析其原因，可能是因为IgG分子量较大（16万），而ALB分子量较小（6.8万），所以ALB已被肾小球滤过，但IgG却未能滤过。
本研究采用的是WD-91型碎石机，其波源为液电式，它是利用正、负电极在水中放电产生的冲击波，聚集于靶区而产生效应。但随着冲击次数的增加电极不断磨损，电极间距不断增大，间距每增加1 mm可导致靶区直径增加10 mm左右［5］，不但降低了碎石效率，也加重了副损伤。随冲击次数的增加，组织受到冲击，出现损伤，则机体功能必然下降，其保护因素（正常的组织结构、血液循环和神经-内分泌因素等）也必然降低，在损伤因素不变或增强的情况下，必然使损伤的程度加重更明显。当冲击电压升高时，靶区空化效应增强，损伤加重。另外当电压升高后，电极磨损加重，焦点范围扩大，组织损伤也加重。
基于以上原因，认为当碎石效果不理想时，切不可盲目加大冲击次数和电压。建议采取以下途径解决这个问题。① 更换电极。此方法可以从机械因素方面减轻肾脏损伤。② 分次碎石。间隔一段时间（至少1～2 w）后，再次碎石。此方法可以使损伤的组织得到了一定的修复，也就是说，保护因素上升到一定水平后，再次碎石。③建议在不影响碎石效果的前提下，应尽量降低冲击电压。
参考文献
［1］ May M， Gunia S， Helke C， et al. An unusual complication of extracorporeal shock wave lithotripsy: rupture of the kidney with consecutive nephrectomy［J］. Aktuelle Urol， 2004，35:316-319.
［2］ Kirkali Z， Kirkali G， Tahiri Y. The effect of extracorporeal electromagnetic shock waves on renal proximal tubular function［J］. Int Urol Nephrol， 1994，26:255-257.
［3］ Strohmaier WL， Billes IC， Abelius A， et al. Selenium reduces high energy shock wave-induced renal injury in rats［J］. Urol Res， 2002，30:31-34.
［4］ Connors BA， Evan AP， Willis LR， et al. The effect of discharge voltage on renal injury and impairment caused by lithotripsy in the pig［J］. J Am Soc Nephrol， 2000，11:310-318.
［5］ 孙西钊.冲击波碎石的应用与研究［M］.南京：南京大学出版社，1999:24.