黄瓜果实提取物改善乙二醇诱导的高草酸尿症大鼠模型中的草酸钙尿石症

黄瓜胼胝干果传统上被用作民间疗法，用于治疗尿道刺激、尿停或滴尿等疾病以及印度西北部人类的其他泌尿系统疾病。但没有研究报告证实这种在尿石症中使用黄瓜果实的种族做法。为了评估黄瓜的抗尿石潜力，通过在饮用水中提供0.75%乙二醇（EG）+ 1%氯化铵（AC）14天诱导大鼠高草酸尿症。通过测定血液和尿液生化参数、氧化应激指数、组织病理学和骨桥蛋白（OPN）表达，评估胼胝氢乙醇提取物（CCHEE）的抗尿石活性。向大鼠施用EG-AC引起高草酸尿症，结晶尿症，氮质血症，氧化剂/抗氧化剂失衡（脂质过氧化（LPO）增加，谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢酶（CAT）减少），OPN和草酸钙（CaOx）晶体在肾脏中的沉积上调。用黄瓜果实提取物治疗受累的大鼠在很大程度上恢复了肾功能（CCHEE组），通过改善所述参数来证明。研究结果表明，黄瓜果实提取物在EG诱导的大鼠尿石症中的疗效。肾功能的恢复可能是通过减少尿草酸盐排泄、纠正氧化剂/抗氧化剂失衡和减少OPN表达来调节肾结石的形成。因此，本研究结果验证了使用黄瓜果实的民族做法，并得出结论，果实提取物对CaOx尿石症和肾功能有益。

尿石症（肾或肾结石病）是肾道任何部位晶体沉积的过程，近年来已成为泌尿系统第三大常见问题[1]。它已被记录在埃及木乃伊中，并在美索不达米亚的阿苏图，Sushruta Samhita，希波克拉底格言中有所提及[2，3]。尿石症是人类中具挑战性的问题之一，在亚洲影响约1-19%，在北美影响7-13%，在欧洲影响5-10%，在南美影响4%，在中东国家影响20-25%[[4]，[5]，[6]]。 草酸钙尿石症约占尿石症总数的75%-80%[7，8]。由于人们饮食习惯的迅速变化，它的发病率呈指数级上升。虽然某些先进的手术干预（如输尿管镜检查、经皮摘除术和体外冲击波碎石术）可立即缓解，但由于终生躯体并发症（高血压、慢性肾脏病等）和该病的复发率较高（50-5年内约为10%，75年内约为20%），这些技术被证明是不够的[9]， [10]， [11]]。发病率因地域而异，并受多种因素的影响，例如环境温度高、日晒和遗传变异性、饮食和生活方式[12，13]。

除了采用多种手术技术外，各种治疗剂如利尿剂、尿碱剂（柠檬酸盐）通常用于治疗尿石，但效果有限[[14]，[15]，[16]]。 迄今为止，由于其复杂的病理生理学和多方面的病因，目前还没有令人满意的尿石症治疗方法。自古以来，世界各地的少数民族就使用各种药用植物，其中许多植物似乎对管理尿石有有益的作用。在大多数情况下，药用植物很便宜，被认为是安全的替代品。对多种植物的抗尿石功效进行了评估[11，[17]，[18]，[19]，[20]，[21]，[22]，[23]]。 葫芦科科因其对尿石症的疗效而报道[24，25]。

黄瓜胼胝（腐烂）Cogn是葫芦科的草本植物，在所有干旱地区的雨季种植，特别是在印度西北部。当地人在拉贾斯坦邦将这种草药称为Kachari（也拼写为Kachari），并作为一种多年生草药种植。它的果实用于制备泡菜，酸辣酱和美味的蔬菜菜肴，如Panchkuta[26，27]。黄瓜果实含有约32种化合物，包括生物碱、类黄酮、单宁、糖苷、碳水化合物和蛋白质等[28，29]。这些植物化学物质中的大多数具有治疗作用（例如。抗氧化、抗炎、抗菌、保肝、抗肿瘤和降胆固醇）。这种草药的各个部分传统上被认为对不同的临床疾病具有药用价值。例如，种子对胆汁异常有用，对黏膜有收敛或冷却作用[30]。该草对皮肤病、蛇咬伤有益，具有驱虫、抗癌、抗氧化、抗糖尿病和利尿活性[27，29，31，32]。也有报道对牛的温普利病有效[33]。

黄瓜胼胝Cogn水果被拉贾斯坦邦和古吉拉特邦的少数民族用作传统疗法，特别是用于尿道刺激，尿停止或滴尿以及其他泌尿系统疾病。这些迹象在肾结石病或人类尿石症中观察到。基于此，我们假设胼胝胝体的氢乙醇果实提取物可能有效改善草酸钙尿石症。然而，据我们所知，在实验模型动物中没有报告来检验这一假设。因此，本研究旨在评估黄瓜果实提取物对EG-AC诱导的大鼠尿石症的使用。

在许多古代文化中，植物传统上被用作治疗不同疾病的民间疗法，并且这些知识代代相传。这些补救措施是根据经验知识制定的，并且是多年来收集的“经验驱动”，有时跨越了几个世纪。在大多数情况下，这些方法没有来自对照实验的数据支持。我们记录了一种这样的植物（Cucumis callosus rottl。Cogn），用作治疗人类尿路疾病的传统疗法。我们在设计实验中使用了该植物的氢乙醇果实提取物，并证明了实验大鼠肾草酸尿症的改善。氢乙醇溶剂（1：1蒸馏水：乙醇）允许溶解干果的极性和非极性化合物，用于动物给药。据我们所知，这是第一份报告试图在任何实验模型中验证黄瓜干果的抗尿石活性。

肾草酸尿症可通过单独口服EG或与AC联合大鼠模型引发[36]。我们采用EG-AC方法在大鼠模型中产生高草酸尿症[[36]，[37]，[38]，[39]]。 在这里，我们专门使用雄性大鼠来确保草酸钙结石的形成效率更高。先前的报告表明，雄性激素睾酮增强了EG处理的成年大鼠草酸钙晶体的形成。而EG介导的晶体形成在女性性激素雌激素存在下受到抑制[48，49]。

尿路结石形成涉及代谢、细胞和内分泌途径的事件数量[50，51]。此外，必需矿物质之间的相互作用对尿石症的发生和进展有重要作用[52]。在此期间，它主要影响以下内容：1）肝脏中的糖草酸途径[53];2）草酸钙在受损细胞中的沉积[54];3）细胞外基质蛋白表达的改变[55]。这些异常可能导致：1）pH值向酸性范围改变（<7.0）;2）尿量减少;3）降低GFR（肾小球滤过率），4）肾组织中晶体沉积加重。

初始阶段糖草酸途径的任何改变通常会增强肾脏通过尿液排泄晶体的能力，并增加GFR。发生这种情况是为了在一定程度上抵消氮质血症介导的受影响个体的一般毒性。此外，过量的草酸尿伴尿液pH值（<7.0）的改变会导致晶体在肾组织中沉积。此外，草酸盐晶体的沉积会引发肾实质中的氧化细胞损伤，引起活性氧的产生。ROS介导的氧化损伤导致细胞膜磷脂过氧化，使过量的钙流入受损细胞[54，56]。这反映在肾脏系统中存在尿石，以及几种细胞外基质蛋白（如骨桥蛋白）的表达改变[47，57]。因此，尿石症的病理生物学应查看多个参数，例如尿草酸盐排泄、尿量、尿 pH 值、肌酐、尿素氮、钙/磷、总晶体含量、脂质过氧化 （LPO）、GSH 和过氧化氢酶。此外，应仔细查看前面提到的基质蛋白的表达。因此，在目前的研究中，我们研究了所有这些参数，以了解黄瓜果实提取物在减轻尿石症中的作用，如果有的话。

我们观察到，用黄瓜果实提取物处理岩性动物可恢复草酸盐含量和尿量（无花果。1a和b）。我们也未能在接受治疗的动物中检测到肾晶体（无花果。4因此，该数据表明黄瓜果实提取物具有通过糖草酸途径介导的溶石作用，类似于前面描述的草药或天然化合物[16，19，21，58，59]。

此外，治疗动物显示尿液中的pH，尿素氮和肌酐水平恢复（无花果。1c，d，i）和血液中（无花果。2a和b）。其他研究人员也报道了类似的效果[20，21，39]。在ROS存在等恶劣条件下，细胞膜磷脂转化为丙二醛（MDA），表明体内细胞的过氧化损伤。我们在岩性动物中检测到较高的MDA（显着p<0.01），当动物用草药提取物处理时，该值恢复正常（无花果。3此外，对岩性动物的治疗也恢复了谷胱甘肽过氧化物酶（GSH）和过氧化氢酶（CAT）活性（无花果。3b和c）。这些酶被认为是良好的抗氧化指标，可能通过自由基清除能力证明了植物的抗氧化作用。我们的研究表明，高草酸尿症大鼠模型中的氧化剂/抗氧化指数结果与各种报告相似[5，19，21]。综上所述，这些数据清楚地表明，代谢途径受到水果提取物的干预。因此，水果提取物具有肾保护作用，并保护细胞/组织免受氧化细胞损伤。这可能是因为黄瓜提取物含有生物碱和类黄酮，具有抗氧化特性.

如前所述，矿物质相互作用通常在尿石症期间参与。在目前的研究中也发现了这一点，钙（尿液中含量低）和磷（血液中含量低）水平（无花果。1,无花果。2然而，这些变化在用测试提取物处理的动物中被带到生理范围（无花果。1,无花果。2我们没有注意到尿液中钾和钠水平的任何可检测到的变化（无花果。1g和h）。

我们发现肾组织中存在晶体（无花果。4b），可能对肾脏造成物理损害。通过检测尿液和血液中较高的肌酐和尿素氮（无花果。1,无花果。2a， b）。血液中总蛋白、肌酐和尿素氮升高被认为提示肾小管和肾小球损伤[59]。我们的结果清楚地表明，草药提取物对肾小球和肾小管的物理损伤具有保护作用（无花果。1,无花果。2,无花果。4这可能是由于提取物能够通过溶解草酸钙晶体来清除尿路。这清楚地表明黄瓜具有碎石活性以及对晶体生长及其聚集的抑制潜力。关于草药的各种报告也证明了类似的效果[20，21，39]。

基质蛋白（结晶调节分子）也是尿石症的良好指标[47，57]。在目前的研究中，我们发现乙二醇治疗导致肾细胞中骨桥蛋白的上调（无花果。5b），与未经治疗的健康对照（无花果。5然而，用胱酮和试验植物提取物治疗动物显着（p <0.05）下调了肾细胞中骨桥蛋白的表达（无花果。5d和e）。此外，表达OPN（无花果。5因此，这些数据表明，用黄瓜果实提取物处理对降低受影响动物中OPN的表达具有很强的有益作用。它还表明该测试提取物具有抗结晶和抗炎作用，类似于之前发表的其他报告[19，[59]，[60]，[61]]。

我们研究的总体局限性是尚未对黄瓜胼胝体提取物进行定量植物化学分析，这是鉴定负责抗石活性的候选化合物所必需的。在CaOx尿石症草酸尿鼠模型的体内实验之前，我们没有进行任何关于成核和聚集的体外研究。由于尿石病的发病机制过于复杂，这些体外研究不能外推药效。大多数草药抗石作用的研究都使用了乙二醇诱导的大鼠模型[11，62，63]。少数民族使用含有极性和非极性化合物的整个水果。为了模拟种族实践，我们选择了氢乙醇（蒸馏水：乙醇1：1）作为提取极性和非极性成分的溶剂。未来将研究其他溶剂提取物的抗尿石症功效。

需要注意的是，关于草药使用的发现是基于可用的数据库（有某些文件，如阿育吠陀）或临床经验（没有记录，也没有可用的数据库，如民间医学）。本研究基于种族实践，但是，它的优势在于植物提取物已经在几个世纪以来的成百上千个临床病例中进行了测试。因此，我们的实验验证了黄瓜在尿石症中的有益作用。因此，目前的研究对用于生物医学应用的草药来源的药物开发具有意义和同步性，并且具有成功的潜力，类似于以前使用青蒿属抗疟疾药物的报告。以及来自五味子的抗肝炎药物[64，65]。这些成功（使用抗疟和抗肝药物）和目前的指南也强调，每种化合物都需要经过严格的实验来评估疗效和毒性[66]（Pan等人，2013）。到目前为止，我们已经完成了关于黄瓜提取物对肾脏系统生物学和急性毒性影响的研究（OECD-425指南，未显示安全性研究数据）。我们尚未对鉴定候选化合物所需的活性原理药代动力学进行研究。即使没有这些药代动力学数据，由于几个世纪以来黄瓜提取物的使用已被证明是有用的，我们的研究为可用于治疗尿石症临床病例的现有选择增加了一种替代方案。

5. 结论

综上所述，很明显，黄瓜果实提取物对尿石症有有益的作用，这种草药提取物在多个靶点发挥其抗尿石症和肾保护作用，涉及糖草酸途径、氧化剂/抗氧化剂平衡、代谢途径、矿物质相互作用和细胞外基质蛋白的调节。简而言之，黄瓜果实提取物纠正了高草酸尿症，抑制了晶体形成，减少了肾晶体沉积，减少了脂质过氧化（LPO），增加了抗氧化酶（GSH，CAT）并下调了OPN表达。