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山羊磷酸铵(钾)镁尿石症试验研究

王金勇  
【摘要】: 尿路结石是下尿道疾病中最重要的问题。磷酸铵镁结石在育肥牛羊,尤其是阉割牛羊与种公畜很常见,结石一旦发生并造成尿道堵塞就会给动物带来致命的伤害。由于结石的病因与发病机制复杂,对尿石症的防控认识多有分歧,深入认识结石的发生机制是解决这一问题的关键。草酸钙结石的研究引领着尿结石研究的方向,其主要研究方向有两点,一是膳食与结石的关系,二是过饱和、晶体生长、晶体聚集这一结晶过程与结石的关系,尤其是抑制因子在结石发生中的作用更是研究的焦点,而且最近15年研究的重点更是倾向于过饱和、细胞损伤与结石发生的关系。在牛羊磷酸铵镁结石研究方面,国内外主要是作了临床调查、结石成分与构造、发病因素与部分防治研究。其中在结石成分研究中,在饲喂棉饼稻草日粮诱发的水牛磷酸铵镁尿结石中发现了一种新的结石成分磷酸钾镁;在发病因素方面,虽然公认高精料与日粮矿物质不平衡是牛羊尿石症发生的重要原因,而对为什么此两个原因能够诱发结石方面的研究尚不深入,甚至存在分歧。与草酸钙结石的研究相比较,现在我们对牛羊的磷酸铵镁结石还不甚了解,许多空白的领域需要探索来深入理解磷酸铵镁结石的发生机理,以便为更明确的防治牛羊的磷酸铵镁结石奠定理论基础。因此,本论文在诱发山羊磷酸铵镁结石的基础上,从尿液过饱和、细胞与组织损伤以及尿液抑制结晶活性等方面对山羊磷酸铵(钾)镁尿石症进行了研究。 试验Ⅰ高镁摄入诱发山羊尿石症的试验研究本试验模拟我国棉区牛羊传统饲喂模式,应用高磷、钾、镁的棉饼稻草日粮饲喂阉割山羊,继而比较分别再添加高磷、钾和高镁在诱发尿石症时的作用差异。18只山羊均分为A、B、C三组,饲喂60 d棉饼稻草日粮后,A组作为对照组不添加矿物质,在B组山羊饮水中添加磷酸氢二钾和磷酸二氢钾来提高磷、钾的摄入,在C组山羊饮水中添加氧化镁来提高镁的摄入。定期采集山羊血液和尿液样品,检测其中磷、钾、镁、钙离子含量。观察山羊尿石症发病情况,对收集的尿结石应用化学定性、X-射线衍射、X-射线能谱和红外光谱方法进行组分分析。结果显示,A、B、C组分别有1、1、6只山羊发生尿石症,x~2检验表明C组与A、B组发病率差异显著(x~2=5.49,P0.05)。尿结石组成成分以磷酸铵镁为主,也有少量的磷酸钾镁。血浆、尿液相关离子的主要变化在于试验第60 d的血浆镁、磷和尿液镁、磷、钾浓度都显著高于第0 d水平(P0.05);增加钾、磷的摄入后,B组山羊血浆钾、磷浓度未发生显著变化,但尿液钾、磷浓度进一步显著升高(P0.05);增加镁的摄入后,C组山羊血浆镁浓度显著高于60 d水平(P0.05)。结论,高镁摄入诱发了山羊尿石症,相对于日粮中的高磷、高钾来说,摄入过量的镁才是山羊磷酸铵(钾)镁尿石症发生的重要因素。在饲喂棉饼稻草日粮基础上,再在饮水中添加氧化镁可以作为山羊磷酸铵(钾)镁尿石症的一种诱病模型。 试验Ⅱ山羊尿石症发生过程中晶体成分变化的研究本试验研究山羊尿石症发生过程中晶体成分的变化规律,探讨其与结石发生的关系,以深入认识尿石症发病机理,并探讨此规律在结石发生预测上的潜在价值。将尿石症发生前、后收集的尿沉渣晶体作为A、B组,扫描电镜下结石中出现的晶体作为C组。对A、B组样品进行化学定性、X-射线衍射物相、X-射线能谱以及化学定量分析,来确定晶体组成成分与含量差异;对C组样品进行能谱分析来确定晶体组成成分。并将A组样品扫描电镜下不同尺寸晶体分为大、小两类,通过能谱分析来比较大、小晶体组成成分含量异同。化学定性分析结果显示A、B组样品中镁、磷、钾为阳性。物相分析显示A组样品成分接近磷酸铵镁,B组样品成分接近磷酸钾镁。定量分析显示,晶体中磷酸铵镁含量A组显著高于B组(P0.05),磷酸钾镁含量B组显著高于A组(P0.05)。能谱分析显示,A组样品中小晶体成分以磷酸铵镁为主,大晶体以磷酸钾镁为主;B组样品中晶体成分以磷酸钾镁为主;C组样品基本上是单一的磷酸钾镁。结论,在山羊磷酸铵(钾)镁尿石症发生过程中,尿沉渣晶体成分由磷酸铵镁与磷酸钾镁组成,晶体成分在结石发生前以磷酸铵镁为主,在结石发生后以磷酸钾镁为主,在尿石症发生过程中晶体中的磷酸铵镁成分转移到了结石中去。结石中无序出现的磷酸钾镁晶体有助于理解牛羊尿结石易碎的特性,而不同尺寸晶体中磷酸铵镁与磷酸钾镁含量差异有助于理解尿石症的发生与预测。 试验Ⅲ尿石症发生过程中血液与尿液相关离子变化的研究本次试验旨在通过监测血液、尿液中相关离子含量的动态变化,来认识尿液过饱和程度的变化以及尿石症发生与肾脏功能变化的关系。6只阉割山羊通过饲喂棉饼稻草日粮配合氧化镁饮水的模式诱发尿石症,监测尿石症发生的不同时期血液、尿液中无机磷、镁、钾、铵、氯、钠、钙离子含量变化。结果发现,山羊采食棉饼稻草日粮后,血液磷、镁含量显著升高;添加氧化镁导致山羊尿闭发生后,血钾、镁含量显著升高,而血液磷、钠、氯含量显著降低;血铵、钙在尿石症发生过程中含量变化不明显。采食棉饼稻草日粮后,山羊尿液无机磷、镁、钾、铵含量显著降低;尿闭发生后尿磷、镁、钾、铵含量进一步降低,尿钠含量在尿闭发生后显著升高并随尿闭的持续而继续升高,尿氯含量在整个试验过程中逐步降低,尿钙含量在尿闭发生后显著降低。结论,山羊磷酸铵(钾)镁尿石症发生过程中出现了高钾、低钠、低氯血症,提示机体出现了肾衰,而且随尿闭的持续而加重。尿液中无机磷、镁、钾、铵因参与晶体与结石的形成而含量降低,尤其是结石形成后其含量的降低更为明显,表明尿液过饱和程度在尿石症发生后显著降低。 试验Ⅳ尿石症发生过程中尿素、肌酐与尿蛋白变化的研究通过监测血液和尿液中尿素、肌酐与尿蛋白含量的动态变化,研究了尿石症发生与肾脏功能变化的关系。6只阉割山羊通过饲喂棉饼稻草日粮配合氧化镁饮水的模式诱发尿石症,测定尿石症发生的不同时期血液和尿液中尿素、肌酐与尿蛋白含量。结果发现,山羊采食棉饼稻草日粮后,血液中尿素水平显著升高(P0.05),肌酐水平未发生明显变化,血液尿素/肌酐比值明显升高(P0.05);尿液中尿素、肌酐水平未发生明显变化。尿闭发生后血液中尿素与肌酐含量显著升高(P0.05),血液尿素/肌酐比值比值显著降低(P0.05),而尿液中尿素与肌酐含量显著降低(P0.05)。采食棉饼稻草日粮后山羊尿蛋白明显升高,尿闭初期尿蛋白显著减低,尿闭发生一段时间后尿蛋白又急剧升高。结论,采食棉饼稻草日粮引起了山羊’肾机能不全,高镁诱发尿石症出现以后对肾脏的损害加重并表现出肾衰。高镁摄入诱发山羊尿石症应该与高尿镁对肾脏的损害有关。 试验Ⅴ尿石症发生过程中尿液过饱和变化的研究应用棉饼稻草日粮,配合饮水中添加氧化镁的饲喂模式,对6只阉割公山羊诱发尿石症,观察此过程中尿沉渣晶体、尿液电导率、磷酸铵镁和磷酸钾镁的离子积与相对过饱和度的变化,以探讨其变化的规律性及在尿石症诊断中的应用价值。试验分四个时期进行,预试结束时作为试验Ⅰ期;正式试验的第15~60 d作为试验Ⅱ期;尿闭初期作为试验Ⅲ期:尿闭发生后2~5 d为试验Ⅳ期。结果表明,参试山羊都发生了磷酸铵(钾)镁尿石症,试验Ⅱ期尿沉渣晶体主要由磷酸铵镁和磷酸钾镁组成,试验Ⅳ期晶体主要由磷酸钾镁组成。试验Ⅱ期尿液中存在数量较多、大小不同的晶体但在试验Ⅲ期晶体基本消失,试验Ⅳ期则出现少量小晶体数量显著低于试验Ⅱ期(P0.05)。试验Ⅲ、Ⅳ期尿液电导率、磷酸铵镁和磷酸钾镁的离子积和相对过饱和度都显著低于Ⅰ、Ⅱ期(P0.05)。结论,山羊的磷酸铵(钾)镁结石形成后,尿液过饱和程度降低。尿液过饱和的研究部分解释了尿石症发生过程中晶体成分转化为结石的问题。 试验Ⅵ尿石症发生过程中尿液脱落上皮与管型变化的研究本试验通过观察尿石症发生过程中尿液脱落上皮细胞与管型的变化,研究肾脏损伤与高镁诱发的尿石症之间的联系。6只阉割山羊通过饲喂棉饼稻草日粮配合氧化镁饮水的模式诱发尿石症,观察尿石症发生的不同时期尿液中尿液脱落上皮类型与数量变化以及管型的出现情况。结果发现,山羊采食棉饼稻草日粮后,有少量肾小管上皮细胞脱落。添加氧化镁导致山羊尿闭发生初期,膀胱内的尿液中出现大量肾小管与肾盂上皮细胞,并伴有少量管型;在此时期,从阴茎淋漓出的尿液中既有脱落的肾小管与肾盂上皮细胞,同时又有红、白细胞出现。尿闭发生几天后,尿液中脱落上皮细胞与管型的数量增加。结论,高镁可以引起山羊肾脏上皮细胞损伤与脱落,细胞脱落所造成肾脏功能的改变,使机体抑制结石的能力降低,而脱落的细胞碎片又为结石成核提供了条件,从而促进了山羊尿石症的发生。 试验Ⅶ尿石症山羊肾脏的组织病理学研究研究尿石症发生过程中山羊肾脏的组织病理学变化,为进一步认识尿石症的发病机理以及尿结石的发生对肾脏的影响。以未出现尿闭的5只山羊作为对照组,出现尿闭的6只山羊作为结石组。对山羊泌尿系统进行大体观察,应用光镜和电镜进行组织病理学检查,同时进行肾组织的流式细胞术检查。结果发现,尿结石主要停留在膀胱与尿道,并引起此部位的炎症。肾触片结果显示,结石组山羊的肾髓质部位出现结石颗粒。光镜下结石组山羊的肾小球出现肿胀或萎缩,囊腔内出现蛋白样漏出物;肾小管上皮细胞变性脱落,管腔内出现管型、结石颗粒与脱落的上皮细胞。肾间质出血、水肿并有轻度的炎性细胞浸润。电镜检查显示肾组织出现了与光镜检查结果相应的病变。流式细胞术检查发现尿石症发生后肾组织的损伤以坏死为主,凋亡不明显。结论,尿石症发生后,山羊肾组织受到了损害,并出现了坏死性的损伤。 试验Ⅷ尿液抑制结晶能力体外试验研究目的在于比较高镁离子浓度对尿液抑制结晶能力的影响,以及尿石症发生前后尿液抑制结晶能力的变化。采用提高尿液中镁、铵、无机磷离子浓度或单独提高镁离子浓度的方法,研究了上述处理前后尿液结晶数量与磷酸铵镁离子积的变化。结果发现,高浓度的镁、铵、无机磷离子处理后,尿液的磷酸铵镁离子积显著降低,尿液结晶数量急剧增加;单独应用高浓度的镁离子也出现了相同的效应。结论,高镁能够降低尿液对结晶的抑制活性。在磷酸铵(钾)镁结石发生后尿液的抑制结晶能力已经明显降低。


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