乳酸乳球菌CE51及其后生元对吲哚美辛诱导的Wistar大鼠急性肾损伤的肾保护作用

《Food Bioscience》:Nephroprotective Effects of Pediococcus acidilactici CE51 and Its Postbiotic Against Indomethacin-Induced Acute Kidney Injury in Wistar Rats

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Food Bioscience 6.2

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   摘要肾脏疾病,包括急性肾损伤和慢性肾脏病,在临床实践中很常见,并且经常与非甾体抗炎药(NSAIDs),如吲哚美辛的使用有关。本研究评估了益生菌Pediococcus acidilactici CE51 及其后生元在吲哚美辛诱导的肾毒性实验模型中对肾脏形态生理学的影响。三十六只

  

摘要

肾脏疾病,包括急性肾损伤和慢性肾脏病,在临床实践中很常见,并且经常与非甾体抗炎药(NSAIDs),如吲哚美辛的使用有关。本研究评估了益生菌Pediococcus acidilactici CE51 及其后生元在吲哚美辛诱导的肾毒性实验模型中对肾脏形态生理学的影响。三十六只 Wistar 大鼠被分为四组:对照(CMC)、吲哚美辛(I)、吲哚美辛加益生菌(IP)和吲哚美辛加后生元(ICFS)。在预处理 28 天后,动物连续四天口服吲哚美辛(10 mg/kg),然后处死以进行组织病理学、生化学和尿液分析。ICFS 组的存活率为 88.8%,而其余组的存活率为 100%。与 CMC 组相比,I、IP 和 ICFS 组在诱导期间没有观察到体重增加(p < 0.05)。I 组的尿液分析显示尿量减少、比重增加和 pH 值升高(p < 0.05)。治疗组显示血浆尿素和钾水平降低,尿肌酐增加,I 组的肌酐清除率降低(p < 0.05)。AgNOR 染色表明 I 组的细胞活性增加,而组织学分析显示所有治疗组均有水样变性,且急性肾小管坏死仅出现在 I 组。这些发现表明P. acidilactici CE51 及其后生元具有部分肾保护效应。

引言

吲哚美辛是一种有效的非甾体抗炎药(NSAID),用于治疗多种炎症性疾病,包括类风湿关节炎、骨关节炎、强直性脊柱炎和急性痛风。它也被用于治疗早产儿的动脉导管未闭。然而,与其他 NSAIDs 一样,吲哚美辛可能导致严重的副作用,包括胃肠道紊乱、肾功能不全和心血管疾病风险增加。因此,医疗保健专业人员应仔细监测其使用,以平衡益处与潜在风险(Chen 等,2021)。
吲哚美辛可以通过抑制环氧合酶 -1(COX-1)和环氧合酶 -2(COX-2)酶诱导肾脏损伤,这些酶负责产生前列腺素。前列腺素在维持肾血流中起着至关重要的作用,特别是在有效循环血量减少的情况下,如低血容量和心力衰竭。抑制前列腺素合成会导致肾小球入球小动脉收缩,降低肾小球滤过,并可能导致急性肾损伤(AKI)。除了促进血管收缩外,COX 抑制还可能诱导间质性炎症和小管损伤,从而加重肾功能不全(Klomjit 等,2022)。
AKI 的实验模型是理解肾脏损伤涉及的病理生理机制和调查新治疗方法的根本工具。这些模型能够受控地重现各种 AKI 病因,包括缺血再灌注、败血症和药物诱导的肾毒性,从而允许对肾脏的功能、生化和组织病理学变化进行综合评估(Hukriede 等,2022)。吲哚美辛诱导的 AKI 实验模型是可重复和剂量依赖性的,并重现了与 NSAID 相关的肾脏损伤的相关病理生理特征。该模型被广泛用于评估具有肾保护潜力的治疗策略(Basivireddy 等,2004)。
可以采取几种策略来减少 NSAIDs 造成的肾脏损伤。一种方法是使用选择性 COX-2 抑制剂,它们对肾血流的影响小于非选择性 COX 抑制剂。然而,这些药物在某些患者中会增加心血管风险和促凝血效应(Martínez-González 等,2007)。其他策略包括使用最低有效 NSAID 剂量,尽可能缩短使用时间,确保充分水化,并密切监测肾功能受损风险较高的患者的肾功能。定期监测肾功能至关重要,调整肾功能受损高风险患者的 NSAID 剂量,以防止严重并发症(Blairon 等,2020;Thongprayoon 等,2020)。
肾脏损伤对卫生系统构成了重大挑战,因为它们带来了巨大的财务负担和高相关死亡率。据估计,全球每年约有三百万人死于 AKI。然而,这些数据可能低估了 AKI 的真实负担,因为一半入住重症监护室的患者在住院期间会发展为 AKI,其中 27% 在出院前死亡。此外,已知这些数字仅占报告总病例的一小部分(Soares 等,2020)。
除了传统方法外,还研究了几种治疗策略来减轻肾脏损伤并改善临床结果。抗氧化化合物,包括维生素 E 和 C,已被研究其减轻与 NSAID 诱导的肾毒性相关的氧化应激的潜力。这种情况的特征是肾前列腺素受到抑制,这损害了肾小球血流动力学并有利于组织缺氧、线粒体功能障碍和活性氧生成增加。这些因素有助于 AKI 的发展(Lucas 等,2019)。最近,新兴疗法,如干细胞疗法、基因疗法和生长因子疗法,已被探索以促进受损肾脏组织的再生并改善肾脏损伤后的长期功能恢复(Thongprayoon 等,2020)。
在此背景下,益生菌作为活微生物已获得 prominence,当以充足的数量给药时,它们赋予宿主健康益处。这些益处包括改善肠道健康和免疫反应(Lucas 等,2019;Chávez-í?iguez 等,2023;?ó?kiewicz 等,2020;Mosca 等,2022)。与此同时,人们越来越关注微生物衍生的制剂和代谢物,包括含有生物活性化合物的无细胞上清液,如有机酸、短链脂肪酸(SCFAs)、类细菌素物质和其他微生物代谢物(Wegh 等,2019)。
非活微生物制剂和无细胞微生物产品的重要优势是减少了与给予活微生物相关的风险,这对于免疫功能受损的患者可能特别相关。后生元也更稳定、更安全,这使得它们更容易包含在食品和补充剂中(?ó?kiewicz 等,2020;Wegh 等,2019)。因此,这些微生物衍生的制剂已成为潜在的补充策略,特别是当给予活微生物可能不理想时。
在制药工业中,含有Pediococcus acidilactici 作为益生菌的制剂用于减少不良胃肠道疾病的症状。Pediococcus 菌属的潜在有益作用与抗炎和抗氧化活性有关,这些活性可能有助于维持肠黏膜稳态(Wang 等,2024)。
然而,越来越多的证据表明,益生菌的有益作用并不局限于胃肠道。它们还可能发挥全身性作用,这可能影响肠外器官(包括肾脏)的功能。了解肾病的影响并寻求可及的治疗替代方案是改善临床结果和降低这些复杂疾病相关成本的根本。探索预防的新领域,如使用益生菌和后生元,也是必要的。因此,本研究旨在评估益生菌Pediococcus acidilactici CE51 及其无细胞上清液(CFS)在吲哚美辛诱导的 AKI 实验模型中的潜在肾保护效应。

章节片段

所用微生物的来源和保存

Pediococcus acidilactici CE51 是一种来自肉香肠的分离株,此前由该研究小组进行过研究。它在 30°C 下用 De Man, Rogosa 和 Sharpe(MRS)肉汤培养,并保存在 -20°C 的脑心浸液或含有 20%(v/v)甘油的 MRS 肉汤中。

Pediococcus acidilactici CE51 无细胞上清液(CFS-PA/CE51)的制备

为了制备无细胞上清液,将 100 μL 新鲜乳酸菌培养物加入 20 mL MRS 肉汤中。然后将混合物在 30 °C 下培养 24 小时。之后,培养物在

结果

在 32 天的实验期间(28 天预处理和 4 天诱导),ICFS 组有一只动物在计划处死前一天被发现死亡。尽管这只动物之前曾出现粪便隐血,但无法确定确切死因,因为没有进行特定调查来确定死亡原因。因此,分析后的最终样本量为 CMC、I 和 IP 组各 n=9,ICFS 组 n=8。

讨论

本研究证明,吲哚美辛给药诱导了与 NSAID 相关的肾脏损伤一致的肾脏改变,其特征为功能损伤、尿液变化和小管结构改变。吲哚美辛诱导的 AKI 模型基于环氧合酶抑制和肾前列腺素合成减少,这损害了肾血流自身调节并增加了肾功能不全的易感性,特别是在血流动力学应激条件下(

CRediT 作者贡献声明

Marcela Casadei Fernedes:方法学,调查。Gentil Augusto Fraz?o Junior:写作 - 原稿,方法学,调查。Lizziane Kretli Winkelstr?ter:写作 - 审阅与编辑,验证,监督,资源,项目管理,资金获取,形式分析,概念化。Emili Bruna Toso Bueno:方法学,调查。Gisele Alborghetti Nai:方法学,形式分析,数据整理。Anna Cardoso Imperador:方法学,调查。Maria

伦理声明

本研究符合以下动物福利和/或报告准则:巴西动物实验协会标准(方案 CEUA 8591)。本研究已获得巴西动物实验协会标准批准。(批准号:方案 CEUA 8591)

利益冲突声明

? 作者声明,他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系,这些关系可能会影响本论文中报告的工作。
Gentil Augusto Fraz?o Junior|Marcela Casadei Fernedes|Anna Cardoso Imperador|Maria Eduarda Ferraz Mendes|Emili Bruna Toso Bueno|Gisele Alborghetti Nai|Lizziane Kretli Winkelstroter Eller
保罗州西部大学健康科学学院 - José Bongiovani 路 700 号 - 大学城 19050-920. 普雷登特,圣保罗州,巴西
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