肾上皮细胞损伤使草酸钙晶体黏附增强的分子机制

研究了非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)在损伤前后与一水合草酸钙(COM)和二水合草酸钙(COD)晶体的黏附作用及其引起的细胞反应,探讨了肾结石形成机理.COM和COD晶体与损伤细胞的黏附加重了细胞的过氧化损伤程度,导致损伤细胞的活力进一步降低,乳酸脱氢酶(LDH)释放量和活性氧(ROS)进一步增加,坏死细胞数量进一步增多,细胞体积缩小,并出现凋亡小体.COM晶体对细胞的损伤能力显著大于COD晶体.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明,损伤组Vero与COM微晶的黏附作用显著强于对照组,且能促进COM微晶的聚集.共聚焦显微镜观测结果表明,Vero损伤后,其表面表达的晶体黏附分子透明质酸(HA)显著增加,HA分子是促进微晶黏附的重要原因.细胞表面草酸钙的黏附量和晶体聚集程度与细胞的损伤程度成正相关.本文结果从分子和细胞水平上提示,细胞损伤是导致草酸钙肾结石形成的重要因素.

纳米、微米一水草酸钙和二水草酸钙对非离子表面活性剂NP-40的吸附差异

为探究Ca Ox结石的形成机理,测定了不同浓度NP-40(cNP-40)存在下各尺寸COM或COD晶体的吸附量;采用X射线衍射和红外光谱研究吸附前后晶体是否发生晶相改变;采用ζ电位仪测定吸附后晶体表面的ζ电位随cNP-40的变化。结果表明:不同尺寸COM、COD对NP-40的吸附能力大小顺序为:50 nm>100 nm>1μm>>3μm>10μm;相同尺寸的晶体,COM的吸附量大于COD。随着cNP-40增加,3μm和10μm的COM、COD晶体的吸附曲线为S型,而50 nm、100 nm、1μm的COM、COD晶体的吸附曲线为直线型。加入NP-40后,ζ电位绝对值与各晶体的吸附密度成正相关。提出了草酸钙晶体吸附NP-40的分子模型。晶体尺寸越小,对NP-40的吸附量越大。非离子表面活性剂虽然自身不带电荷,但吸附到COM、COD晶体表面后可以通过位阻斥力来增加晶体悬浮液的稳定性,有利于抑制草酸钙结石的形成。

不同尺寸COM、COD对阳离子表面活性剂CTAB的吸附性质差异

为比较研究不同纳微米尺寸的一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)晶体对阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的吸附差异,探讨抑制剂对结石形成的抑制机理,本研究测定了各浓度CTAB下不同尺寸COM或COD对CTAB的吸附量;采用XRD和FT-IR表征吸附前后晶体是否发生晶相改变;采用Zeta电位仪测定吸附后晶体表面的Zeta电位随CTAB浓度的变化。结果发现,随着c(CTAB)浓度升高,3μm和10μm的COM、COD晶体的吸附曲线由上升段和平台段组成,而小尺寸的50 nm、100 nm、1μm的COM、COD晶体的吸附曲线为直线型。随着晶体尺寸的增大,COM和COD晶体的吸附量依次降低。当尺寸相同时,COM对CTAB的吸附量要大于COD,归因于CTAB更容易选择吸附在COM表面负电荷的区域。上述结果表明,草酸钙晶体对阳离子表面活性剂的吸附量与比表面积和晶体的晶面结构有关。晶体尺寸越小,比表面积越大,晶面暴露的草酸根密度越大,CTAB的吸附量越大,导致晶体表面Zeta电位绝对值增大,静电排斥力增强,从而抑制尿微晶的聚集,有利于抑制草酸钙结石的形成。

二水草酸钙晶体尺寸对非洲绿猴肾上皮细胞的损伤差异比较

采用扫描电子显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、流式细胞仪、酶标仪、细胞活性分析试剂盒和乳酸脱氢酶试剂盒(LDH)等方法比较研究了尺寸分别约为700 nm和15μm的二水草酸钙(COD)晶体对非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)损伤的差异。结果显示这两种不同尺寸的COD晶体都能引起Vero活力下降、LDH释放量升高以及碘化丙啶染色增强,并表达带负电荷的骨桥蛋白,说明它们对Vero都具有损伤作用,且700 nm COD对Vero的细胞毒性及在细胞表面的粘附量均大于15μm COD晶体。本研究从尺寸减小后COD的晶面变化、表面电荷变化、表面粘附位点、细胞与COD晶体间氢键作用等方面解释了亚微米COD毒性显著增强的原因。