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[背景]急性肾功能衰竭是临床危重症之一,其发病与缺血缺氧等因素有关,临床上新生儿出现缺血缺氧性损伤较多见,由此可能通过机体血液重新分布等多种复杂的机制引起肾脏功能障碍。患者出现肾功能衰竭时可发生尿液浓缩功能障碍。水的跨膜转运与水通道蛋白(Aquaporin,AQP)的表达相关,其中肾组织中AQP1～4参与了尿浓缩的过程。而钠-钾-三磷酸腺苷酶( Sodium-potassium adenosine triphosphatase,Na﹢-K﹢-ATPase)是肾脏水和电解质交换的主要动力。为此,本实验拟通过将新生大鼠对侧肾蒂结扎、单侧肾蒂夹闭后恢复血液灌注,建立由缺血再灌注损伤(Ischemia/reperfusion injury,IRI)导致的新生鼠急性肾功能衰竭动物模型;在此基础上,了解新生鼠肾脏在缺血后复流的功能受损状态下,AQP1～4的表达以及Na﹢-K﹢-ATPase活性变化的特点。[目的]复制新生鼠IRI模型,观察肾组织超微结构病理变化,动态观察肾脏组织中AQP1、2、3、4的表达和Na﹢-K﹢-ATPase活性的变化特点,并研究二者之间的关系,据此探讨AQPs表达变化在新生儿急性肾功能衰竭发病机制中所起的的作用。[方法]1.复制新生鼠IRI模型选用出生后7d,体重为19.6±2.90g的SD大鼠36只,雌雄不拘。实验分2组,实验组30只行单侧肾结扎;对照组6只仅作假手术(sham)处理。实验新生鼠以速眠新腹腔注射麻醉,使大鼠仰卧位固定于手术台上,腹部去毛后以新洁尔灭局部消毒,沿腹正中线纵行切口打开腹腔,先暴露右肾,分离出右肾蒂及右输尿管,以1-0丝线分别结扎整个肾蒂和右输尿管;暴露左肾并分离出左肾蒂,用无创伤性夹钳夹闭肾蒂30min后,松夹恢复肾灌注,此时肾脏颜色先由鲜红色转为苍白或暗红色,再变成鲜红色,表明再灌注成功;观察术野无出血和渗血后逐层缝合关闭腹腔。Sham组麻醉、打开腹腔等方式均同上,暴露左右两肾后钝性分离肾包膜即可。实验组行对侧肾结扎使肾脏缺血30min,按复流后0h、0.5h、2h、4h、6h分5小组,每小组6只。2.检测指标①采用透射电镜观察肾组织超微结构变化,了解缺氧缺血后肾组织细胞损伤变化特点。②测定血清肌酐(Creatinine,Cr)水平,以反映肾功能受损程度。③以免疫组化、RT-PCR检测各组肾组织标本中AQP1～4的表达情况。④以定磷法测定肾组织中Na﹢-K﹢-ATPase活性。[结果]1.电镜下受损肾组织的肾小管细胞微绒毛减少,肾小管部分细胞结构正常,其间可见凋亡细胞存在,凋亡细胞胞浆呈疏松、水肿、空泡形成,以及核固缩表现。部分线粒体肿胀、嵴模糊、断裂,基质出现部分透明区,以及线粒体空化变性。随后时间点的观察可见凋亡细胞逐渐增多和线粒体空化现象逐渐明显。2.新生鼠肾缺血及再灌注后血清Cr不断升高,提示肾功能损伤逐渐加重。3.肾组织中AQP1～4的表达水平于缺血再灌注后0h、0.5h、2h、4h、6h各时间点均明显低于对照组,统计学上有显著性差异(P<0.01),且各时间点之间有差异性变化,其时相变化与超微结构改变一致。4.Na﹢-K﹢-ATPase活性于缺血后随时间推移不断降低;Na﹢-K﹢-ATPase活性变化与AQP1～4表达的相关性分析提示两项指标相关性强(R=0.79～0.92),其中以AQP1相关性最大。[结论]1.采用对侧肾蒂结扎、单侧肾蒂夹闭后恢复血液灌注可成功建立由IRI导致的新生鼠动物模型,本实验对象肾功能的损伤在肾缺血30min后即已明显出现,并且再灌注后逐渐加重。2.缺血及再灌注后肾组织超微结构变化主要是肾小管凋亡细胞增多和线粒体空化逐渐显现,并随着再灌注的时间延长,损伤的变化程度也逐渐加重。同时,肾组织中的AQP1～4的表达普遍下调,证明其存在尿浓缩能力的破坏。其和Na﹢-K﹢-ATPase活性于缺血及再灌注后均不断降低,两者相关性强,不仅从侧面证实肾水电解质的同步重吸收的关系,也提示AQPs表达改变的原因可能是在IRI代谢紊乱后及所产生的炎性介质导致的调控失衡,但具体机制尚有待进一步的研究。