چکیده

مقدمه: آسیب های ایسکمی/خونرسانی مجدد کلیه علل عمده نارسایی حاد کلیوی هستند. ایسکمی با استرس اکسیداتیو و آپوپتوز مرتبط می باشد استرس اکسیداتیو حاصل عدم تعادل بین تولید گونه های واکنش گر اکسیژن، آنتی اکسیدان ها و فرایندهای ترمیمی است. کوئرستین یک آنتی اکسیدان قوی با توانایی جاروب کنندگی رادیکال می باشد.

هدف: اثرات کوئرستین بر اختلالات عملکردی کلیه طی فاز اولیه ری پرفیوژن متعاقب ایسکمی دوطرفه کلیوی مورد بررسی قرار گرفت.  

روشها: پس  از جراحی و کانول گذاری در رتهای نر ویستار(320-270 گرم) بیهوش شده با پنتوباربیتال سدیم، یک دوره کلیرانس نیمساعته کنترل انجام شد. به دنبال انسداد 30 دقیقه ای شریانهای کلیوی، یک دوره کلیرانس یکساعته انجام شد.  در انتها نمونه های خونی و ادرار جهت سنجش بعدی غلظت کراتینین، نیتروژن اوره و الکترولیت ها جمع آوری گردید. از 120 دقیقه قبل از جراحی (30 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن) کوئرستین بصورت داخل صفاقی در گروه کوئرستین، نرمال سالین در گروه کنترل و نرمال سالین بدون انسداد شریان های کلیوی در گروه شاهد تزریق شد.

نتایج: در گروه کنترل کلیرانس کراتینین و بازجذب سدیم در انتهای دوره  ری پرفیوژن کاهش یافتند. استفاده از کوئرستین کلیرانس کراتینین را خفیف کرد  و باز جذب سدیم را بهتر نمود.

نتیجه گیری: کوئرستین اثر بهبودی بخش  روی اختللات  همودینامیک و عملکرد دفعی کلیه در طی فاز اولیه ری پرفیوژن  در رت دارد.

الف) مقدمه

بر اساس مطالعاتی كه تا كنون انجام شده، مشخص گردیده است كه یكی از عوامل ایجاد كننده نارسایی حاد كلیوی (ARF)[1]، ایسكمی می باشد.

اگر ایسكمی به مدت كافی ادامه یابد سبب ایجاد آسیب در توبول های كلیوی می شود كه حاصل آن ایجاد اختلال در عملكرد دفعی نفرون ها ، توانایی تغلیظ كنندگی اداری كلیه ، ایجاد التهاب و آسیب به سلولهای اندوتلیالی عروق اطرف توبول های ناحیه خارجی مدولا می باشد. در نتیجه كاهش جریان خون و احتقان در این ناحیه از كلیه بوجود می آید که آسیب های بیشتر توبول های كلیه را موجب می گردد. همچنین فیلتراسیون گلومرولی کاهش می یابد که می تواند ناشی از كاهش جریان خون كلیه، انسداد توبول ها در نتیجه تشكیل قالب های توبولی و نشت برگشتی به علت صدمه بافت اپیتلیومی توبول ها  باشد (1).

یكی از اتفاقاتی كه در شرایط ایسكمی / خون رسانی مجدد رخ می دهد، تولید بیشتر گونه های واكنشگر اكسیژن (ROS)[2] است. گونه های واكنشگر اكسیژن تولیدی طی مراحلی موجب ایجاد آسیب هایی تحت عنوان استرس اكسیداتیو و لیپید پراكسیداسیون در سلول های بدن می گردند. در نتیجه این آسیب ها، سلول های بدن صدمه دیده، آسیب های بافتی و اختلال در اعمال فیزیولوژیک بدن رخ می دهد و در نتیجه بیماری های مختلفی را موجب می گردد (2).

بنابراین در شرایط ایسكمی / خونرسانی مجدد در كلیه نیز، گونه های واكنشگر اكسیژن تولیدی می توانند طی مراحلی موجب ایجاد آسیب های استرس اكسیداتیو و لیپیدپراكسیداسیون در سلول ها و بافت كلیه گردند و ایجاد اختلالات حاد عملكردی را بوجود آورند.

یكی از راه های دفاعی بدن در برابر این صدمات، آنتی اكسیدان ها می باشند. آنتی اكسیدان های گیاهی اثرات مضر گونه های واكنشگر اكسیژن را به كمترین حد می رسانند. از آنجاییكه این رادیكال های آزاد در بسیاری بیماری های ناشی از استرس اکسیداتیو حائز اهمیت هستند، مطالعات زیادی اثرات حفاظتی آنتی اكسیدان ها را در صدمات حاصل از ایسكمی / خونرسانی مجدد در قلب، كلیه، كبد و روده نشان داده اند (2).

فلاونوئیدها تركیبات فنولی- گیاهی همراه با اثرات آنتی اكسیدانی قوی هستند كه در منابع غذایی مختلفی از قبیل چای، پیاز، كلم بروكلی، سیب و لوبیا سبز یافت می شوند (3). كوئرستین به عنوان یک تركیب فنولی – گیاهی جزیی از خانواده آنتی اكسیدان های فلاونوئیدی به حساب می آید، جز آنتی اكسیدان های قوی گیاهی است که در بین سبزیجات و میوه جات به وفور یافت می شود و دارای خاصیت جاروب كنندگی در برابر رادیكال های آزاد است. همچنین به عنوان یک ممانعت كننده زانتین اكسیداز (آنزیم محرك تولید گونه های واكنشگر اكسیژن) و لیپید پراكسیداسیون به شمار می رود (5 ،4).

بر اساس گزارشات، كوئرستین اثرات مثبت فراوانی در سلامتی انسان و پیشگیری و بهبود بیماری های مختلف دارد. با در نظر گرفتن ایجاد اختلالات حاد كلیوی القاء شده توسط ایسكمی/ خونرسانی مجدد، همچنین با توجه به مشاهدات انجام شده در مورد آنتی اكسیدان های گیاهی در صدمات حاصل از ایسكمی / خونرسانی مجدد، هدف از این تحقیق بررسی اثرات كوئرستین به عنوان یک آنتی اكسیدان قوی بر روی اختلالات عملكردی ناشی از ایسكمی / خونرسانی مجدد در كلیه رت است تا اهداف زیر مورد تحقیق قرار گیرند:

تغییرات همودینامیک و دفعی كلیوی حاصل از ایسكمی دو طرفه كلیه در طی یک دوره یک ساعته خونرسانی مجدد مشخص شود و تأثیر كوئرستین بر این تغییرات تعیین گردد.

ب)نارسایی حاد كلیوی

1-تعریف

نارسایی حاد كلیوی[3] (ARF) یک نشانگان شایع بالینی است كه با كاهش حاد و برگشت پذیر میزان فیلتراسیون گلومرولی و یا عملكرد كلیه، كه در یک دوره زمانی چند ساعته یا چند روزه اتفاق می افتد، مشخص می شود (6).

2- اتیولوژی

نارسایی حاد كلیوی بر اساس پاتوفیزیولوژی به سه دسته تقسیم می شود:

• نارسایی حاد كلیوی با منشأ پیش كلیوی[4] كه در آن كاهش حجم مؤثر خون در گردش و یا جریان خون كلیوی ممكن است منجر به كاهش میزان فیلتراسیون كلیوی شود. در حالی كه عملكرد لوله ای نسبتاً دست نخورده باقی بماند و حدود 55% موارد را شامل می شود (7).
• نارسایی حاد كلیوی با منشأ درون كلیوی[5] كه دلیل آن آسیب به پارانشیم كلیه است و حدود 40% موارد را شامل می شود (7).
• نارسایی حاد كلیوی با منشأ پس كلیوی[6] كه دلیل آن انسداد در سیستم ادراری است و حدود 5% موارد را شامل می شود(7).

3- پاتوفیزیولوژی نارسایی حاد كلیوی

یكی از علل شایع نارسایی حاد كلیوی، ایسكمی است. ایسكمی شدید كلیه از شوك شدید گردش خون ناشی می شود. در شوك، قلب نمی تواند مقدار كافی خون را برای تغذیه كافی به قسمتهای مختلف بدن برساند و جریان خون كلیوی مخصوصاً به علت تنگ شدن شدید عروق كلیوی بر اثر تحریک سمپاتیک یا بر اثر وجود مواد تنگ كننده رگی در خون بیماران فوق العاده كاهش می یابد. بنابراین فقدان تغذیه كافی غالباً بسیاری از سلولهای اپی تلیال توبولی را خراب كرده و از این راه نفرون های متعددی را مسدود می سازد (8).

مدل ایسکمی / خونرسانی مجدد (I/R)[7] به عنوان متداولترین روش القاء ARF در مدل های آزمایشگاهی است (21). مكانیسمی كه به واسطه آنI/R  منجر به آسیب سلول های توبول كلیه می شود شامل تخلیه اكسیژن و ATP است که با فروپاشی اسكلت سلولی سبب از دست رفتن لبه های برسی میكروپرزها[8]، اتصالات سلولی، جابه جایی اینتگرین ها و پمپ Na+-K+ATPase از سطح قاعده ای به سطح رأسی[9] سلول می شود (6،11). كه این خود باعث تغییراتی در قطبیت سلولهای اپی تلیالی توبول می شود و مجموعه این تغییرات زمینه را برای انسداد مجاری توبولی كلیه ها فراهم می كند (12).

تخلیه ATP باعث فعال شدن پروتئازها و فسفولیپازهایی می شود كه به دنبال جریان مجدد خون سبب آسیب های اكسیداتیو[10] شده و نقش مهمی در پاتوژنز ARF دارد. این آسیب ها در سلول های اپی تلیال مویرگهای توبولی و بخصوص در مدولای خارجی رخ می دهد (22،23).

اگر ایسكمی كلیه به مدت كافی باقی بماند به پارانشیم كلیه آسیب وارد نموده و نکروز حاد توبول[11] (ATN) را ایجاد می كند. اما معمولاً آسیب ناشی از ایسكمی در قطعه مستقیم توبول پروگزیمال[12] (قطعه S3) و قسمت ضخیم بالا رونده لوپ هنله در ناحیه مدولای خارجی[13] (mTAL) بیشتر می باشد (9). و دلیل آن هیپوكسی نسبی مدولای خارجی است كه ناشی از جریان  مخالف اكسیژن[14] از شاخه نزولی عروقی مستقیم[15] به شاخه صعودی آن می باشد. بیشتر بودن جریان خون طبیعی ناحیه کورتکس نسبت به مدولا به دلیل مصرف بالای اكسیژن در قطعات توبولی S3 و   mTAL که وظیفه انتقال املاح را به عهده دارند (10 ، 11 ). پس ایسكمی با كاهش جریان خون كلیه باعث پائین آوردن فشار اكسیژن در ناحیه مدولای خارجی می شود و اینگونه منجر به آسیب پذیری آن می گردد.

اختلالات و آسیب های ایجاد شده در نارسایی حاد كلیوی را می توان به چهار دسته تقسیم نمود كه شامل آسیب به سلول های توبولی، اختلالات در عملكرد جذبی و ترشحی توبول ها، اختلالات همودینامیک و نقص در توانایی تغلیظ كنندگی ادرار تقسیم كرد (12).

 1 .3 – آسیب به سلول های اپی تلیال توبول های كلیوی

-3.1.1 آسیب های كشنده

این آسیب ها شامل آپوپتوز یا نكروز است. آپوپتوز مرگ برنامه ریزی شده سلول های توبولی با سیگنال آسیب رسان و مسیر آپوپتوتیک است كه می تواند به دلیل افزایش عوامل سیتوتوكسیک ناشی از ایسكمی ایجاد شود. در حالیکه، نكروز سلولی به دلیل كاهش حاد سدیم و ذخایر انرژی سلولی به وجود می آید كه باعث تورم سلولی و در نهایت تركیدن و مرگ سلول می شود (14،13،9).

3.1.2 – آسیب های غیر كشنده[16]

این آسیب ها شامل به وجود آمدن یكسری تاول در غشا اپیكال[17] سلولهای توبولی و از بین رفتن انسجام ساختمانی لبه های برسی[18] توبول های پروگزیمال، قطبیت غشایی سلول، اتصال طبیعی سلول های توبولی به غشای پایه و عملكرد اتصالات بسته[19] بین سلولی است و بیشتر به دلیل از بین رفتن انسجام اسكلت سلولی اكتین ناشی از كاهش ATP می باشند. به محض برقراری مجدد جریان خون كلیه و برطرف شدن ایسکمی و كمبود ATP این تغییرات قابل برگشت هستند (14،13،9).

3.2 – اختلال در عملكرد جذبی و ترشحی توبول ها

آسیب های كشنده و غیر كشنده سلول های توبولی موجب این اختلالات می گردند. آسیب های كشنده باعث اتلاف سلول های اپی تلیال لوله های كلیوی و كاهش سلول های فعال در قطعات S3 و mTAL (از نواحی اصلی در انتقال املاح) می گردد و اختلالات زیادی در عملكرد دفعی نفرون ها بوجود می آورند. از بین رفتن قطبیت سلول ها در نتیجه جابه جایی اینتگرین ها و پمپ Na+-K+ATPase از سطح قاعده ای به سطح رأسی سلول اپی تلیال موجب اختلال در انتقال یكطرفه مواد از خلال لایه اپی تلیال توبول ها می شود (11،10،15).

اختلال در عملكرد دروازه ای اتصالات بسته[20] محدودیت در باز جذب از مسیر كنار سلولی را از بین می برد و باعث افزایش نشت برگشتی[21] مایع فیلترا از لومن به میان بافتی كلیه می شود كه موجب اختلال در عملكرد دفعی توبول می شود (15).

تخلیه اكسیژن و ATP  با فروپاشی اسكلت سلولی[22] سبب از دست رفتن لبه های برسی و جدا شدن اجزای آن از غشای اپیكال و ریزش آن بداخل لومن می شود كه منجر به انسداد توبول و كاهش سطح جذب شده و در نتیجه موجب اختلال بیشتر در عملكرد توبول ها می گردد (11 ،10 ،15).

سلول های توبولی كنده شده در اثر آپوپتوز و نكروز سلولی، لبه های برسی جدا شده از توبول های پروگزیمال و پروتئین ها (گلیكوپروتئین Tamm-horsfall كه بوسیله سلول های قسمتmTAL   ساخته می شود)، موجب ایجاد قالب هایی[23] مخصوصاً در قطعات انتهایی نفرون ها می شود كه از طریق انسداد و در نتیجه افزایش نشت برگشتی مایع فیلترا باعث اختلال در عملكرد توبول ها می گردند. این تغییرات اسكلت سلولی، تخریب اتصالات سلولی، تخلیه ATP و مجاورت با عوامل اكسیدان مسئول افزایش نفوذپذیری پاراسلولار و نشت مواد از بستر عروقی به بافت اطراف می باشد كه این شرایط باعث متورم شدن سلول های اندوتلیال و اختلال در جریان خون بواسطه فشرده كردن مویرگ ها و بسته شدن لومن عروقی می شود (16،15).

3.3- اختلالات همودینامیک كلیوی

دو متغیر همودینامیک عمده در نارسایی حاد كلیوی، كاهش جریان خون كلیوی و میزان فیلتراسیون گلومرولی (GFR) هستند. جریان خون كلیوی در نارسایی حاد كلیوی حدود 50-40 درصد كاهش می یابد (17 ، 14). این موضوع باعث تشدید هیپوكسی بویژه در ناحیه ی مدولای خارجی می شود و این اتفاق بوسیله ی دو فاكتور صورت می گیرد:

الف) افزایش انقباض در عروق كلیوی مخصوصا ًدر آرتریول های آوران[24] كه در اثر از بین رفتن تعادل بین مواد منقبض كننده عروقی بخصوص اندوتلین و مواد گشاد كننده عروقی مثل نیتریک اكساید[25] ایجاد می شود. همچنین نقص در خود تنظیمی عروق كلیه به علت تشدید فعالیت مكانیسم فیدبك توبولی- گلومرولی (TGF) [26]در نتیجه افزایش تولید آدنوزین و افزایش سیستم آدرنرژیک و رنین – آنژیوتنسین[27] نیز می تواند در افزایش انقباض عروقی كلیه مؤثر باشد (18،17،14) .

ب) احتقان عروق مدولا كه بر اثر به هم چسبیدن گلبول های سفید، گلبول های قرمز و پلاكت ها به یكدیگر و به دیواره مویرگ ها بر اثر افزایش آزاد شدن واسطه های التهابی مثل سیتوكین ها[28] بوجود می آید (11،14). عواملی هم که موجب کاهش GFR توسط ایسکمی کلیوی می گردند عبارتند از: اثرات عروقی آن که موجب افزایش انقباض عروق پیش گلومرولی شده و از این طریق فشار فیلتراسیون گلومرولی را کاهش می دهند. اثرات توبولی، به علت از بین رفتن قطبیت سلول های توبولی در نتیجه جابجایی پمپ سدیم – پتاسیم از غشای قاعده ای – جانبی به غشای اپیکال، بازجذب سدیم کاهش یافته و این موضوع موجب افزایش تحویل سدیم به توبول دیستال و ماکولادنسا گردیده، که از این طریق فعالیت مکانیسم TGF افزایش می یابد که آن نیز باعث انقباض بیشتر آرتریول های آوران از طریق واسطه خود یعنی آدنوزین شده که به کاهش GFR کمک می کند. انسداد قسمت های دیستال توسط قالب ها که باعث افزایش فشار هیدروستاتیک در قطعات فوقانی نفرون بویژه در توبول پروگزیمال و کپسول بومن می گردد نیز باعث کاهش GFR می شود (14،19). همچنین، افزایش نشت  برگشتی مایع فیلترا از لومن به داخل بافت بینابینی کلیه ناشی از افزایش فشار داخل لومنی به علت انسداد توبولی، صدمه یافتن اپی تلیوم توبول ها و از بین رفتن انسجام اتصالات بسته از عوامل دیگر کاهش دهنده GFR در طی نارسایی حاد کلیوی می باشند (14،19). بنابراین ترکیبی از انقباض عروق کلیه، احتقان عروق ناحیه مدولا، انسداد توبولی و نشت برگشتی مایع فیلترا از علل عمده کاهش GFR محسوب می گردند.

4- تظاهرات بالینی نارسایی حاد كلیوی

نارسایی حاد كلیوی منجر به علایم و نشانه هایی می شود كه نشان دهنده ازبین رفتن اعمال تنظیمی، دفعی و اندوكرین كلیه هستند. ناتوانی تنظیم حجم قسمتهای مختلف مایعات بدن ممكن است به صورت ادم هیپرتانسیون و یا نارسایی احتقانی قلب متظاهر شود. عدم توانایی تنظیم تركیب مایعات بدن، به صورت هیپركالمی – اسیدوزمتابولیک و هیپرفسفاتمی مشخص خواهد شد. از دست رفتن توانایی دفعی كلیه به صورت افزایش غلظت پلاسمایی مواد خاصی