葡萄中毒之謎解密？酒石酸真的是狗腎損傷的兇手嗎？

很久之前我們就知道狗如果吃了葡萄會造成急性的腎臟損傷，會出現嘔吐和氮血症的症狀，但到底是葡萄中的哪個成分造成狗腎損傷一直都是個謎。這個謎團一直到去年才似乎有個契機讓我們有個探究方向：Wegenast 等人發表報告說有些狗誤食塔塔粉（一種烘培用的粉，成分是酒石酸）後腎臟出現類似葡萄中毒的病變。難道酒石酸就是造成狗誤食葡萄產生腎損傷的兇手嗎？

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根據研究推論，被吃到人體內的酒石酸經腸道吸收進入血液，後續會在腎臟經由近端腎小管細胞基底側細胞膜上的陰離子轉運蛋白1/3 (OAT-1/3)進入腎小管細胞，接著由管腔側細胞膜上的陰離子轉運蛋白4 (OAT-4)排除進入尿液中。然而有研究顯示，狗的腎小管細胞缺乏這個可以將酒石酸排出的 OAT-4 ，或許就是這個原因才會導致酒石酸累積在腎細胞造成急性損傷？

人類的腎小管細胞可以經由OAT-4排泄到尿液中

為了證實「狗是因為腎小管細胞缺乏OAT-4，無法將酒石酸從腎小管細胞排除而在細胞內過度累積造成傷害，最終產生急性腎損傷」這個假說，美國的Coyne博士想到用狗跟人的腎臟細胞來做驗證的方法，他們設計了幾個實驗試圖證明酒石酸的確會造成狗的腎臟細胞壞掉。

狗的腎小管細胞缺乏OAT-4，會造成酒石酸累積在細胞內

實驗一

分別準備人跟狗的腎臟細胞，然後在這些細胞的培養液裡面加入酒石酸，培養一段時間後測量培養液中乳酸脫氫酶(LDH)的濃度，如果跟實驗開始時相比LDH濃度明顯變高就代表腎臟細胞受損嚴重，可以驗證酒石酸對腎臟細胞是有毒性的。結果顯示，狗的腎臟細胞添加了酒石酸後LDH的濃度明顯上升，但人類的腎臟細胞無論在添加酒石酸前後，LDH的濃度都沒有太大的差異。這個研究結果好像支持酒石酸會造成狗腎臟細胞受損，但對人腎臟細胞卻沒有影響！

實驗二

先前提到腎小管細胞可能會經由OAT-1轉運蛋白將酒石酸吸收到細胞內。如果真是如此，理論上只要能阻止OAT-1將酒石酸吸收到細胞內的這個過程，應該就能避免狗的腎小管細胞受損吧？因此Coyne博士設計了這樣一個實驗：準備兩組狗腎小管細胞，第一組只加入酒石酸(對照組)，第二組除了酒石酸外另外再加入一種可以抑制OAT-1功能的藥物-Probenecid(治療組)。結果發現加了Probenecid的細胞(治療組)的LDH濃度明顯小於對照組。這表示酒石酸的確會經由OAT-1進到狗的腎小管細胞，添加OAT-1的抑制劑能阻止腎小管細胞吸收酒石酸而保持細胞活性。

實驗三

前面兩個實驗分別證實1.酒石酸對狗的腎小管細胞有毒性。2.酒石酸可以經由OAT-1進入到狗的腎小管細胞。最後要來證明狗是因為缺乏OAT-4才無法將酒石酸排出細胞外而造成腎小管損傷。Coyne博士利用基因工程的技術製造出帶有OAT-4的特殊狗腎小管細胞，接著一樣加入酒石酸培養，一段時間後測量LDH的濃度。與正常不具OAT-4的狗腎小管細胞相比，這種帶有OAT-4的特殊狗腎小管細胞LDH濃度明顯較低，看起來OAT-4的確跟酒石酸的排除有關，而狗天生缺乏OAT-4無法排除酒石酸，這或許可以解釋為什麼狗吃葡萄會中毒但人類卻不會的原因。

結論

這些實驗初步驗了證酒石酸對狗的腎小管細胞具有毒性。由於葡萄具有多量的酒石酸，很可能就是這個成分造成誤食葡萄的狗產生腎臟損傷。另外在第二個實驗中使用Probenecid阻止狗腎小管細胞吸收酒石酸，這個藥物或許可以在臨床上作用葡萄中毒的治療上，未來應該會有更多相關研究。

參考文獻：Tartaric acid induces toxicity in Madin–Darby canine kidney cells, but not human kidney-2 cells in vitro, and is prevented by organic anion transporter inhibition and human OAT-4 transfection, 2023.