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背景与目的:丁胺卡那霉素(Amikacin,AMK)是一种为临床广泛使用治疗革兰氏阴性杆菌感染的有效广谱抗生素。由其造成的耳毒性亦日益严重,因此限制了它的临床应用。但目前其损害耳蜗和前庭功能的病理途径尚不清楚,部分实验研究证明丁胺卡那霉素可以引起内耳毛细胞内活性氧(ROS)的增加,活性氧可以与细胞膜上不饱和脂肪酸反应,造成细胞膜损伤,胞溶性Ca2+积聚,导致DNA的断裂,线粒体的损伤。本研究旨在以耳蜗发育近似人类的豚鼠为实验对象[2],将还原型谷胱甘肽(GSH)作为一种生理性还原剂对等效人类治疗剂量丁胺卡那霉素耳毒性的拮抗作用进行观察,为临床合理应用此类药物提供参考。
方法:健康杂色豚鼠56只,体重450~500g,编号后随机分为四组,(1)对照组:每日肌肉注射生理盐水(0.8ml/kg),共10d后,停药观察14d;(2)丁胺卡那霉素(AMK)组:每日肌肉注射丁胺卡那霉素80mg/kg,共10d后,停药观察14d;(3)还原型谷胱甘肽(GSH)组:每日腹部皮下注射还原型谷胱甘肽300mg/kg,共10d后,停药观察14d;(4)AMK+GSH组:每日肌注丁胺卡那霉素80 mg/kg,5 min后腹部皮下注射还原型谷胱甘肽300 mg/kg,共10d后,停药观察14d;各组动物在观察期结束后,检测耳蜗组织的活性氧(ROS)水平及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力;采用耳蜗基底膜铺片的方法,对深染的外毛细胞表皮板进行计数;透射电镜观察外毛细胞细胞器的变化。
结果:
(1)各组豚鼠的ROS水平,GSH-Px、SOD、CAT活力比较ROS水平:丁胺卡那霉素(AMK)组(297.5±3.8 U/(mg.prot))高于对照组(240.4±4.0 U/(mg. prot)),有非常显著性差异(P<0.01);还原型谷胱甘肽(GSH)组(242.3±4.2U/(mg.prot)),与对照组比较,无显著性差异(P>0.05);AMK+GSH组(246.1±9.1U/(mg. prot))与对照组比较,无显著性差异(P>0.05);但AMK+GSH组(246.1±9.1U/(mg.prot))低于丁胺卡那霉素(AMK)组(297.5±3.8 U/(mg. prot)),有非常显著性差异(P<0.01)。GSH-Px、SOD、CAT活力:AMK组(198.2±5.1 U/(mg. prot)、28.1±2.5U/(mg. prot)、15.1±1.7 U/(mg. prot))均低于对照组(230.9±4.9U/(mg. prot)、43.7±2.6 U/(mg. prot)、20.4±1.4 U/(mg. prot)),均有非常显著性差异(P<0.01);GSH组(224.8±8.6U/(mg. prot)、41.2±4.0 U/(mg. prot)、19.8±2.1 U/(mg. prot))与对照组比较,均无显著性差异(P>0.05);AMK+GSH组(224.4±9.7 U/(mg. prot)、39.8±8.8 U/(mg. prot)、18.8±2.3 U/(mg. prot))与对照组比较,均无显著性差异(P>0.05);但AMK+GSH组(224.4±9.7 U/(mg. prot)、39.8±8.8 U/(mg. prot)、18.8±2.3 U/(mg. prot))均高于丁胺卡那霉素(AMK)组(198.2±5.1 U/(mg. prot)、28.1±2.5 U/(mg. prot)、15.1±1.7 U/(mg.prot)),均有非常显著性差异(P<0.01)。
(2)耳蜗形态学观察光镜下:对照组耳蜗三排外毛细胞排列有序,丁胺卡那霉素(AMK)组外毛细胞纤毛散乱、倒伏,深染的表皮板数明显增加,AMK组深染的表皮板数(第一回:20.1±9.5个,第二回:14.5±9.7个)与对照组(第一回:1.9±0.6个,第二回:1.7±1.2个)比较明显增加,均有非常显著性差异(P<0.01),AMK+GSH组深染的表皮板数(第一回:5.6±2.0个,第二回:4.5±1.8个)较丁胺卡那霉素(AMK)组(第一回:20.1±9.5个,第二回:14.5±9.7个)明显减少,均有非常显著性差异(P<0.01),GSH组深染的表皮板数(第一回:1.7±1.1个,第二回:1.4±1.0个)与对照组(第一回:1.9±0.6个,第二回:1.7±1.2个)比较,均无显著性差异(P>0.05)。电镜下:丁胺卡那霉素(AMK)组核固缩,线粒体数量减少或大多数线粒体空泡变性;GSH组和对照组细胞结构基本正常;AMK+GSH组线粒体染色较深或轻度水肿。
结论:
(1)丁胺卡那霉素可以引起内耳毛细胞内多种氧自由基(总称活性氧)的增加,同时引起抗氧化酶学防御体系的下降,故氧自由基可能是丁胺卡那霉素耳毒性原因之一;
(2)还原型谷胱甘肽与丁胺卡那霉素联合应用可以明显延缓丁胺卡那霉素所致的豚鼠耳蜗的病理变化,显著地减轻丁胺卡那霉素的耳毒性。