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动物造模,缺血性急性肾功能衰竭动物模型
中国实验动物信息网
2021-03-26
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(1)复制方法 ①体重为200～300g的雄性大鼠，经腹腔按30mg/kg的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物仰卧固定于手术板上，腹部手术区常规消毒与去毛，作腹部正中切口，行右肾切除术，钝性分离左肾包膜，左侧肾动脉用无损伤血管夹阻断60min，松夹恢复肾灌注，观察再灌流前、再灌流后15min，24h肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量的变化。②体重为200～300g的雄性大鼠，经腹腔按30mg/kg的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物仰卧固定于手术板上，腹部手术区常规消毒与去毛，作腹部正中切口，钝性分离双肾包膜，用无创伤动脉夹阻断双肾动脉60min后，松夹恢复肾灌流制备ARF模型。
(2)模型特点 肾缺血/再灌注后能导致模型大鼠肾组织中SOD含量下降，MDA含量显著升高，且二者含量随再灌流时间的持续，呈更明显的渐进性变化。采用本方法的造模机制是基于机体肾缺血时线粒体功能发生障碍，ATP不能利用，依次降解产生大量次黄嘌呤。缺氧条件下，次黄嘌呤不能在体内代谢为嘌呤而发生大量堆积；同时缺血时肾黄嘌呤脱氢酶会迅速转变为黄嘌呤氧化酶，当血液再灌流时，有氧情况下，黄嘌呤氧化酶可将堆积的次黄嘌呤代谢为嘌呤，再进一步生成尿酸。在此过程中，机体内会产生大量超氧阴离子，并再进一步生成羟自由基(OH·)和H2O2，这些自由基可通过膜的脂质过氧化而肾组织造成损害；即对生物膜(如细胞膜)中含有的大量不饱和脂肪酸进行降解，产生有细胞毒性的脂质过氧化物，造成细胞坏死和脏器功能减退。脂质过氧化物*终会裂解成包括MDA在内的许多终末产物。
(3)比较医学 临床上ARF是以肾功能在数小时到几天之内急剧变化，导致肾脏排出氮质代谢废物的能力，以及维持体内水和电解质稳定功能丧失为特征的急性肾脏病变。肾脏是机体内血液供应充分的器官，对缺血反应极其敏感，肾脏缺血1d后即可发生急性肾小管坏死和肾功能衰竭。而短期缺血后再灌注，肾脏就可通过小管上皮细胞的迅速增生而修复受损的肾小管，肾功能也随之恢复。本模型采用外科手术的方法使模型动物肾脏的血供受阻，引发肾功能失去作用，导致肾脏实质细胞缺氧缺血，*终造成肾小管上皮细胞损伤，并影响机体的离子交换、重吸收及排泄功能，出现急性肾功能衰竭临床表现。用本方法建立的ARF模型可用于探讨ARF发病机制及氧自由基清除剂对ARF防治作用方面的研究。
2.部分结扎腹主动脉模型
(1)复制方法 体重为200～300g大鼠，经腹腔按30mg/kg体重的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物行仰卧固定，腹部手术区常规消毒与去毛，手术切开右腹股沟皮肤与肌肉，钝性分离右股动脉，在动脉内插入PE-50导管监测血压。然后作腹部正中切口，行右肾切除术，分离、暴露肠系膜上动脉及左肾动脉，在其间的腹主动脉下穿一缝线，将两线端合拢并沿同一方向旋转使其逐渐压迫腹主动脉，直到经股动脉插管测得血压217～313kPa，使肾脏处于低灌注1h，解除压迫，常规手术缝合腹壁。按实验预定时间分别采血作血液生化测定，并取肾脏组织标本，经固定液固定后，作常规组织切片，置光镜下检查。
(2)模型特点 模型大鼠术后24、48、72h血肌酐测定值均明显升高，肉眼检查可见肾脏肿大。镜下病理组织学观察显示，肾小管上皮细胞弥漫性肿胀，有少量肾小管小灶性坏死，管腔内可见管型，肾间质明显水肿。
(3)比较医学 临床上急性肾功能衰竭(ARF)多继发于肾脏的持续低灌注，而采用传统肾动脉夹闭方法复制的 ARF，与持续低灌注导致的ARF在发病机制上存在差异。本方法建立的低灌注ARF模型与肾动脉夹闭模型相比，前者在研究还原型谷胱甘肽对ARF肾脏的保护作用方面具有更重要的意义，也与临床上ARF患者的实际情况更为相似。
3.失血性休克肾功能衰竭模型
(1)复制方法 体重为10kg左右的Beagle犬，经腹腔按30mg/kg体重的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物仰卧固定于手术台上，右侧腹股沟常规消毒与去毛，作手术切口，钝性分离右股动脉，按500U/kg体重的剂量静脉注射，使犬血肝素化，经右股动脉插管，并与压力5.3～6.7kPa的储血槽连接成一开放性循环系统。储血槽温度保持在37℃，不断给氧及搅拌抗凝。放血后模型动物平均动脉压在5.3～6.7kPa，持续150min。放血结束后15min内将血液回输至动物体内。
(2)模型特点 本模型法通过局部重建肾脏外血循环系统，使模型动物机体失去肾脏功能，同时引起肾脏发生缺血缺氧，导致机体出现急性肾功能衰竭症状，并可使肾脏组织细胞受损而发生不可逆的坏死。
(3)比较医学 本模型的造模机制与临床上失血性休克引起的急性肾功能衰竭相似，故虽然模型制作方法复杂，但仍常用于ARF药物筛选方面的研究。
4.甘油诱导肾功能衰竭模型
(1)复制方法 体重为200g左右的成年大鼠，大鼠禁水16h后，分别经两侧后肢肌内按100ml/kg体重的剂量注射50％甘油生理盐水。为了便于多次采血，也可用体重为2kg左右的新西兰兔，按15ml/kg体重的剂量分别经双后肢大腿皮下注射50％甘油生理盐水。按实验预定时间采血作血肌酐、尿素氮测定，并取肾脏组织标本，经固定液固定后，作常规组织切片，光镜下病理检查。
(2)模型特点 注射甘油2h后模型动物即可出现呈葡萄红色的血红蛋白尿，24h后出现血尿素氮明显升高，少尿或无尿。镜下病理组织学观察显示，肾小球轻度出血；肾小管广泛颗粒样变性，部分肾小管上皮细胞坏死，管腔闭塞；腔内可见大量透明管型，肾小管轻度出血，肾间质水肿并有炎症细胞浸润；肾血管淤血等。模型动物于给药后1～3d内均可发生不同程度的急性肾功能衰竭。本模型的造模机制主要是注射甘油后可造成机体肌肉溶解和溶血，释放大量血红蛋白和肌红蛋白，肌红蛋白可导致肾血管收缩，肾小球入球小动脉均发生收缩，造成肾血流量及肾小球滤过率下降，引起肾脏缺血而导致肾小管功能受到损害。由于肾小管不能重吸收而形成管型堵塞肾小管，引起肾小管和间质出现病理性损伤。同时，肌红蛋白、血红蛋白均可分解为高铁血红素，而对肾小管产生直接毒性作用。
(3)比较医学 采用本方法建立的血红蛋白尿ARF模型与临床上因严重组织创伤所致的ARF极为相似，是挤压性。肾功能衰竭较为理想的动物模型，本模型所用动物价廉易得，方法简便，病变稳定。如需在一定时间内做动态观察，也可用家兔，以便多次采血检查，对临床上人类创伤性ARF发病机制及药物防治效果、药物筛选、新药评价方面的研究，具有较好的应用价值。
5.去甲肾上腺素肾功能衰竭模型
(1)复制方法 体重为10kg左右的Beagle犬，经腹腔按30mg/kg体重的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物仰卧固定于手术台上，腹部手术区常规消毒与去毛，作腹部正中切口，手术分离一侧输尿管，插入套管收集尿液；分离肾动脉，经肾动脉按每分钟0.75μg/kg体重的剂量滴注去甲肾上腺素，连续滴注40min，常规手术缝合腹壁。按实验预定时间测定尿液量，并取肾脏组织标本，经固定液固定后，作常规组织切片，光镜下病理检查。
(2)模型特点 用药后模型动物出现肾血流量急剧下降，同侧输尿管尿量减少等系列肾功能衰竭症状，用药2h后可引起严重的肾组织内缺血及肾小管坏死，并可出现严重的微循环障碍。镜下病理组织学观察显示，用药40min后，可见肾近曲小管坏死，远曲小管及集合管内可见泡沫样物质及管型，但肾小球无明显改变；用药2h后，肾近曲小管可出现广泛性坏死，肾小管上皮细胞明显变扁平。本模型病程稳定，成功率高，能连续采血检测。
(3)比较医学 采用去甲肾上腺素建立的ARF模型，与肾动脉缺血/再灌注导致的ARF模型发病机制基本相似，均属于缺血性ARF。注射去甲肾上腺素可引起模型动物肾血管收缩，引起肾小球血流及肾小球滤过减少；肾组织缺血、缺氧加重导致肾组织损害，从而产生ARF。本模型疾病特征及病程稳定，造模成功率高，且取血方便，可连续取血检测，动态观察了解药物作用的时间和特点，可用于临床上对急性肾功能衰竭的药物治疗及药物筛选方面的实验研究。
6.油酸诱导肾功能衰竭模型
(1)复制方法 体重为200g的成年大鼠，经腹腔按30mg/kg体重的剂量注射戊巴比妥钠麻醉，麻醉后动物仰卧固定于手术板上，腹部手术区常规消毒与去毛，作腹部正中切口，分离一侧肾动脉，按0.1ml/kg体重的剂量经肾动脉注射油酸；常规手术缝合腹壁。按实验预定时间分别采血作血液生化测定，并取肾脏组织标本，经固定液固定后，作常规组织切片，置光镜下检查。
(2)模型特点 注射油酸后模型动物血BUN明显升高，镜下病理组织学观察可见肾小球及肾小管周围毛细血管内皮细胞出现肿胀、坏死，肾小管坏死。模型动物肾组织结构的病变损害程度可随油酸剂量的加大而加重。
(3)比较医学 采用注射油酸建立的ARF动物模型，是以严重的肾微循环障碍为主要特点，同时合并肾间质及实质的损伤。本模型有助于更全面地认识ARF的发病机制，可用于模拟人类起源于肾微循环障碍的缺血性ARF方面的研究。