氢氯噻嗪的利尿与抗利尿作用致大鼠尿量及组织含水量的变化

　　　　作者：云天佑，王杨 ，蔡晓东，谢富生，刘嫱

【摘要】 　　目的：探讨药物氢氯噻嗪对健康机体的利尿作用与抗利尿作用间的规律关系。方法：对应用氢氯噻嗪健康大鼠组和无药对照鼠组，分别采用自由饮水、少量清水灌胃（4h:125mL·kg-1)、和较大量清水灌胃（4h:175mL·kg-1)及超量清水灌胃（4h:260mL·kg-1)的“清水利尿”条件时，观察给水量不同条件时大鼠6h尿量的变化，及超量水灌胃后大鼠血浆渗透压、脑组织含水量及肾组织病理切片水肿情况。结果：自由饮水和少量水灌胃条件时，用药鼠的6h尿量多于未用药鼠（P＜0.01）；在较多水灌胃和超量水灌胃条件时，用药鼠的6h尿量少于未用药鼠（P＜0.01）；在超量水灌胃（4h:260mL·kg-1)后，用药鼠血浆渗透压比未用药鼠低，而用药鼠脑组织含水量比未用药组鼠多（P＜0.01），用药组鼠肾组织病理切片出现明显的水肿，未用药组鼠无明显水肿。结论：氢氯噻嗪本身具有利尿作用与抗利尿作用并存，即当尿量不多时显现出利尿效应，当尿量过多（如水利尿）时显现出抗利尿效应；且若进入机体水量过多，该药可致水中毒。

【关键词】 氢氯噻嗪；抗利尿作用；水中毒；血浆渗透压；脑组织含水量

　　［ABSTRACT］ Objective: To explore diuretic and relative antidiuretic effect of hydrochlorothiazide on various water intake patterns. Methods: Rats were randomly pided into hydrochlorothiazide administration group (group A) and nonadministration group (group B). Two rats were raised in one metabolic cage， and six cages were comprised in each group. Free water intake (feeding， p.o.)， controlled water intake with low volume (intragastric administration with 125 mL/kg in 4hrs， i.g.125)， medium volume (175 mL/kg in 4 hrs， i.g.175) and excessive water intake (260 mL/kg in 4 hrs， i.g.260) were employed to each group( group A and B， respectively). In first round， quantities of urine volume in the first 6 hrs (Vol6)， plasma osmolality (Posmol) and cerebral tissue content of water (Ch3O) were calculated by hydrochlorothiazide administration for 3 days (or placebo) in groups. Controlled water intake with i.g.175 and i.g.260 were employed in the second and the third round in group A and B， Vol6 and Ch3O were calculated， respectively. Results: A significantly high urine volumes in the first 6 hrs were observed in group A (P＜0.01) from p.o. and i.g.125 rats， but significantly low in i.g.175 and i.g.260 rats (P＜0.01). It showed the lower plasma osmolality level in group A i.g.260 rats， while the cerebral tissue content of water were significantly high (P＜0.01). A clearly histological edema changes could be found in group A i.g.260 rats. Conclusions: Hydrochlorothiazide has diuretic and antidiuretic effects. Functional shift from diuresis to antidiuresis is depending on urine formation， which means diuretic effect combined with low urine formation， while antidiuresis effect combines with high urine formation. It is demonstrated that hydrochlorothiazide administration has the risk to water intoxication under the excessive water intake condition.
　　
　　［KEY WORDS］ Hydrochlorothiazide; Antidiuretic effect; Water intoxication; Plasma osmotic pressure；Brain water content

　　氢氯噻嗪（hydrochlorothiazide HCTZ）是经典的排钠利尿药，该药作用与机制早已明确，但HCTZ又能够使尿崩症者的尿量减少，是治疗肾性尿崩症的首选有效药。但是对健康机体，迄今尚缺资料显示该药又使尿量增多（利尿）同时又使尿量减少（抗利尿）的两种相反效应［1］。因而该药使尿崩症者的尿量减少的主要机制，通常认为由该药的排钠作用致尿崩症者体液渗透压下降——患者渴感消失而饮水减少——尿量减少［2］。本研究试图通过氢氯噻嗪影响健康大鼠，分别在自由饮水、少量被动清水灌胃和较大量及超量清水灌胃的“水利尿”［3］条件时，观察鼠排尿量及其组织含水量的变化，以探明该药本身是否具有抗利尿的药理作用，以及其利尿和抗利尿的作用规律。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　1.1.1 主要材料

　　氢氯噻嗪片(山西利丰华瑞制药有限责任公司生产，批号20080507)，注射用水溶解后灌胃；双蒸水（自制；用作大量灌胃造成水利尿）；清洁级SD雄性大鼠，200～250g（购自中山大学实验动物中心）。

　　1.1.2 实验设备

　　大白鼠代谢笼［4］、冰点渗透压计(Beokman Coulter Lx．USA)、电热恒温箱、万分之一电子分析天平、普通电子秤。

　　1.2 方法

　　1.2.1 筛选与分组

　　将大鼠自由饮水，禁食18h后，38℃双蒸水，25mL·kg-1灌胃，装进大鼠代谢笼收集2h尿量，尿量达灌水量40%以上者入选［4］；随机分成A、B组，每组各12只。A组氢氯噻嗪溶液灌胃给药，25mg·kg－1·d－1，分2次，连续7d。B组不给药。非收集尿量期间两组均自由饮水，不禁食。

　　1.2.2 收集尿量

　　分别将同组2鼠放入1个代谢笼，均收集6h尿量(mL)为1统计单位；在放入代谢笼内收集尿量前自由饮水，禁食18h。分3轮实施：第1轮为自由饮水和少量水灌胃，第2轮为较多量水灌胃，第3轮为超量水灌胃。第1轮，⑴在给药3d收集6h尿量（笼内自由饮水）；⑵收集完尿量后随即用38℃双蒸水对两组同时进行灌胃，每鼠每次25mL·kg-1灌胃（其中A组第1次的灌胃水内含当天药量25mg·kg-1），以后每隔1 h灌同水量，4h共5次灌水共125mL·kg-1，停止水灌胃2h后，共收集6h尿量。第2轮，再给药5d，方法与第1轮⑵相同，灌胃水量为每鼠每次35mL·kg-1，4h共5次灌水共175mL·kg-1。第3轮，再给药7d，方法与第1轮⑵相同，但第一次每鼠灌胃水量60mL·kg-1，以后每隔1h，每鼠灌胃水量50mL·kg-1，4h共5次灌水共260mL·kg-1。

　　1.2.3 组织含水量：⑴血浆渗透压测定：鼠在第3轮收集完尿量后即断头处死，立即取血液，用肝素抗凝，离心分离血浆和血细胞，用冰点渗透压计测定血浆渗透压。⑵脑组织含水量测定：以上鼠断头处死后，立即快速取脑，去除脑干及小脑后，用万分之一电子分析天平称取脑湿重。接着置于120℃电热恒温箱中48h后称重，按公式计算脑组织含水量⑶肾组织水肿状态：以上鼠断头处死后，即刻每笼随机取鼠1肾脏，分别取得用药鼠与未用药鼠肾脏各6个、放入10％甲醛溶液固定保存，作病理组织学观察。

　　1.2.4 实验（观察）指标：⑴尿量以收集6h的(mL·kg-1)；⑵血浆渗透压：以冰点渗透压计的测定值mmol/kgh3O；⑶脑组织含水量(%)＝(湿重－干重)／湿重×100%［5］；⑷肾组织水肿：实际病理组织型态(图像)。

　　1.3 统计学处理
　　
　　尿量、血浆渗透压及脑组织含水量均用均数和标准差（±s）表示，分析采用t检验，检验水准α=0.05。

　　2 结果
　　
　　在自由饮水和少量水灌胃（4h:125mL·kg-1)条件时，用药鼠的6h尿量皆多于未用药鼠，差异有统计学意义（t分别为8.2、3.2，P＜0.001和P＜0.01）；而在较多水灌胃（4h:175mL·kg-1)和超量水灌胃(4h:260mL·kg-1)条件时，用药鼠的6h尿量少于未用药鼠，差异具有统计学意义（t分别为7.9、12.9，P＜0.001）。
　　
　　用药鼠自身在少量水灌胃（4h:125mL·kg-1)时比自由饮水时尿量增多，差异有统计学意义（P＜0.01）；但在少量水灌胃（4h:125mL·kg-1)、较多水灌胃（4h:175mL·kg-1)以及超量水灌胃（4h:260mL·kg-1)后，尽管灌水量逐步增多，尿量却并不同步增多，相对停滞在一定水平，差异无统计学意义（P＞0.05）；而未用药鼠自身在随着灌水量的逐步增多，尿量也同步增多，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。表1 不同给水量两组大鼠每2只的6h尿量(略)

　　在超量水灌胃（4h:260mL·kg-1)后，用药鼠血浆渗透压比未用药鼠降低，用药鼠脑组织含水量比未用药组鼠增多，差异有统计学意义（t分别为18.8、6.7，P＜0.001），见表2。肾脏病理组织学观察结果显示，用药组鼠6只肾组织皆出现明显的水肿（图1），而未用药组鼠6只肾组织皆无明显水肿（图2）。表2 超量水灌胃6h两组大鼠血浆渗透压及脑组织含水量(略)

　　3 讨论
　　
　　本组资料显示，一个未用氢氯噻嗪的正常机体不但在自由饮水时排出正常的较少尿量，而且随着不断增多的体内水量，即排出相应的更多尿量—“水利尿作用”［3］，以保持体内水的相对平衡。而应用了氢氯噻嗪的机体，在尿量不多时，氢氯噻嗪的作用是促使尿量增多，产生利尿效应，并且在一定范围内随着机体内水量的增多，氢氯噻嗪的作用也是促使更多的尿量，仍然是利尿作用；但是，当尿量达到一定后，既使体内水量再增多，尿量也不会再增多，似利尿作用已达极限，此时相对于未用药机体的水利尿作用，药物却出现致尿量停滞的抗“水利尿作用”—抗利尿作用，如果还增多体内水量即可造成血浆渗透压下降、脑组织含水量增高及肾组织水肿等低渗性水中毒征。这在临床应用氢氯噻嗪治疗尿崩症过程中，由于不限制患者进水量，致水中毒现象并不少见［6］。从本实验结果中揭示以下规律：⑴氢氯噻嗪本身具有抗利尿的药理作用，且利尿作用与抗利尿作用并存；⑵利尿作用与抗利尿作用似有一个的平衡点：即当尿量在一定范围(平衡点)内氢氯噻嗪作用是促使是尿量增多的利尿效应；当趋向超过一定范围(平衡点)尿量后，本应是随着体内水量增多而尿量明显增多的水利尿作用，却反致尿量停滞的抗水利尿作用。本实验中显现的大鼠利尿与抗利尿平衡点，似在尿量为(141±4)mL·kg-1。据资料估算，对成人氢氯噻嗪的利尿效能是(4.5±1)L·d-1 临床应用中可使尿崩症患者约10L·d-1的尿量减半［6］，似可显示氢氯噻嗪对成人的利尿与抗利尿的平衡点尿量似在约5L·d-1上下。
　　
　　氢氯噻嗪的利尿作用机制主要是抑制了肾远曲小管始段NaCl的重吸收（排钠），增加了小管液的渗透压，缩小远曲小管及集合管壁内外两侧的渗透压差，减少水的重吸收，尿量增多（利尿）；关于氢氯噻嗪的抗利尿作用机制，Cesar等［8］通过体外微灌流技术，发现氢氯噻嗪增加了肾远曲小管及集合管壁水的通透性；Kim等［9］人应用免疫转渍法、荧光免疫检验法等对锂导致的肾性尿崩症的研究中，发现氢氯噻嗪的抗利尿作用与其上调肾皮质和髓质的水通道蛋白2（AQP2）相关。对于正常机体，在肾远曲小管及集合管段小管液水的重吸收，有赖于神经垂体分泌的精氨酸血管升压素（arginine vasopressin，AVP；即抗利尿激素：antidiuretic hormone，ADH），激动远曲小管和集合管壁上皮细胞中的精氨酸加压素（AVP）V2受体，通过AQP2介导水的通透作用［10］。正常情况下AVP（即ADH）影响水的通透性的抗利尿作用比氢氯噻嗪大得多，已掩盖了（或已包含了）氢氯噻嗪对肾远曲小管及集合管壁水的通透性。已经明确水利尿的机理是由于大量清水吸收导致血浆渗透压下降和循环血量增多，反射性使AVP分泌显著减少，致肾远曲小管及集合管壁水的通透性显著降低，水重吸收显著减少—产生的类似垂体性尿崩症样多尿［3］。本实验中的较多水灌胃，尤其超量水灌胃而制造的水利尿模型（可称生理性类尿崩症），此时大鼠体内AVP缺乏分泌［3］，此时氢氯噻嗪使利尿减少，显示氢氯噻嗪替代了AVP提高了肾远曲小管及集合管壁对水的通透性作用；并且在应用AVP治疗无效的肾性尿崩症者，而应用氢氯噻嗪有效使尿量减少［6］，显示氢氯噻嗪所提高的肾远曲小管及集合管壁对水的通透性作用与AVP无关，说明氢氯噻嗪另有与AVP水通道V2受体不同的作用点；其结果是，若体内水量增加过多，由于该药提高肾远曲小管及集合管壁对水的通透性，小管液水就不可抗拒性地重吸收，结果可致低渗性水中毒。
　　
　　综上所述，氢氯噻嗪本身具有排钠而利尿作用，又具有提高肾远曲小管及集合管壁对水的通透性而抗利尿作用；其利尿与抗利尿作用似有一定的尿量平衡点，当机体尿量不多（平衡点以内）时氢氯噻嗪的排钠机制显现出利尿效应，而当肾远曲小管及集合管壁对水的通透性明显降低而尿量过多（超越平衡点）时，该药的提高肾管壁水通透性机制显现出抗利尿效应；若进入机体水量过多，则该药可致水中毒。

参考文献

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　　10 Funayama H， Nakamura T， Saito T， et al. Urinary excretion of aquaporin2 water channel exaggerated dependent upon vasopressin in congestive heart failure［J］.Kidney International， 2004， 66: 13871392.