脊髓损伤后一氧化氮含量及一氧化氮合酶活性的变化与脊髓水肿的关系
邵擎东 肖建如 包聚良 贾连顺
摘 要 目的：为了探讨脊髓损伤后一氧化氮(NO)含量及其合酶(NOS)活性与脊髓水肿的关系。方法：测定不同程度脊髓损伤后NO含量及NOS活性的变化，同时测定脊髓组织含水量。结果：随着损伤程度的增加，NO含量及NOS活性均增加，脊髓组织水肿增加。结论：脊髓损伤后NO含量及NOS活性增加，与脊髓组织的水肿密切相关，提示NO参与了脊髓伤后的病理生理改变。
关键词：一氧化氮；一氧化氮合酶；脊髓损伤
一氧化氮是新的细胞传递因子，由一分子的L—精氨酸和氧经一氧化氮合酶(NOS)催化生成的。其在神经系统的作用尚未完全确定，有人认为它起到神经递质的作用，也有人发现过量NO具有神经毒性的作用。本研究采用Allens法造成脊髓轻、中、重度脊髓损伤，在伤后30min测定脊髓组织中NO含量及NOS活性。并测定损伤脊髓组织含水量。旨在探讨脊髓损伤后NO与脊髓水肿的关系。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1实验动物分组 健康雄性SD大鼠，体重25～300g，随机分成5组：正常组(N)，假手术组(S)，轻度损伤组(L)，中度损伤组(M)，重度损伤组(W)，每组20只，戍巴比妥钠腹腔麻醉(30mg/kg)。摘除T12～L1椎板，显露硬脊膜面，采用改良的Allen′s打击法，造成脊髓挫伤，致伤力分别为30、60、120gcf。假手术组仅咬除椎板而不损伤脊髓，各组动物分别于伤后30min取6只鼠测定NO含量，NOS活性及脊髓含水量。
1.2 脊髓组织中NO测定，伤后30min，取损伤段脊髓(T12)约0.5cm，制备20%组织勺浆；按Shecher法测定(稍作改进)。
1.3 脊髓组织中NOS活性测定，参照强文安等方法测定NOS活性变化。
, 百拇医药 1.4 脊髓组织含水量测定，伤后30min取T12，段脊髓组织在分析天平上(精确到万分之一)，称湿重，使其干燥至恒重，按Ellicot公式计算脊髓组织含水量。
以上数据均输入IBM—486计算机进行统计学处理，计算t值，及相关系数。
2 结 果
脊髓组织中NO含量、NOS活性及含水量测定值见表1。脊髓组织含水量与NO含量及NOS活性之间均呈正相关关系，相关系数分别为0.3729、0.3623(P<0.05)。
表1 脊髓组织NO含量，NOS活性及含水量
组别
N
NO含量
, 百拇医药
(nmol/mg PVO)
NOS活性
(Pmol/mg PVO)
含水量
(%)
N
S
L
M
W
6
6
6
, 百拇医药
6
6
0.341±0.021
0.354±0.032
0.493±0.041△
0.541±0.092*
0.678±0.087*
0.081±0.032
0.102±0.023
0.168±0.041△
0.194±0.034*
, 百拇医药
0.205±0.0201*
56.93±1.42
57.31±1.45
64.32±2.07
68.29±1.98△
72.83±0.51*
△与N和S相比P<0.05，与N和S相比P<0.01
3 讨 论
NO化学性质活泼，半衰期1—5s。其主要生物功能有：血管扩张，神经信息的传递、细胞毒作用。NO在脑损伤中的作用已有人研究，但对脊髓创伤的影响研究不多。本文观察不同程度脊髓损伤后NO及NOS活性的变化及其与脊髓组织水肿的关系，为临床治疗提供一些方法。
, 百拇医药
本实验结果显示，随着脊髓创伤的加重，NO的含量增加NOS活性增强，同时脊髓组织含水量增加，二者呈正相关。说明NO可能参与了脊髓创伤后的病理生理变化。WU.W发现脊髓前根撕脱能诱导前角运动神经元表达NOS，而前根切断则不能诱导前角运动神经元表达NOS，提示NO参与脊髓的继发性损伤。目前认为NO能激活可溶性鸟甘酸环化酶，升高靶细胞中cGMP水平。而脊髓创伤后水肿与cGMP有关，cGMP可调节离子通道的通透性，继而调节细胞内外的水平衡。也有人认为NO可能有O—(超氧阴离子自由基)作用，使脂质过氧化，造成膜结构的破坏，导致细胞膜及血脑屏障的损伤，加剧脑水肿的发生。笔者认为，脊髓创伤后，兴奋性氨基酸水平上升，与突触后膜的NMDA受体结合，引起膜的去报化，导致Ca++内流，激活NOS，合成NO，NO激活可溶性鸟甘酸环化酶，产生cGMP，cGMP通过调节离子通道，使得Na+，Ca++等离子分布不平衡，导致细胞水肿。
NO调节脊髓血流量也起重要作用，NO是一个血管舒张因子，脊髓损伤后局部NO增加，在一定程度上扩张血管，以增加局部的血流量，改善局部组织缺血，缺氧状态，但NO大量增加时，所产生的正面作用，被其细胞毒性作用所抵消，导致细胞坏死水肿。所以NO犹如双刃剑，它既是内皮细胞和神经细胞中的信息递质，同时又有细胞毒性作用。目前认为NO产生神经损伤和神经保护两种截然相反的作用取决于它的氧化还原状态，即还原型离子NO导致神经毒性，氧化性NO是有神经保护作用。
, 百拇医药
NOS是NO生物合成的关键因素，它是一种辅酶Ⅰ和Ca++或钙调素依赖性的还原性黄素酶。生物体细胞内的NOS—为一组同功酶，各个组织细胞中酶的活性、特性和产生的基因都可不同，但其氨基酸顺序约有50%是相同的。从NOS的功能和特性来分有原生型NOS(cNOS)和诱生型NOS(iNOS)两类。cNOS主要存在于脑神经元和血管内皮细胞中，该酶为可溶性，需要NADPH作辅酶，该酶被激活时，NOS释放的时间短。cNOS被认为是NOS的生理存在形式，在一系列过程中起信使调控作用，如在脑血流量调节方面。iNOS主要存在于白细胞、巨噬细胞和部分胶质细胞。iNOS最先被纯化，它为非钙依赖性酶，仅在细胞受到刺激时才有表达和激活，尤其是巨噬细胞被激活时可表达大量高活性的iNOS；大量产生NO，且产生的时间较长，这为iNOS参与自身免疫和自身免疫病理损害提供了前提。由于NO在体内半衰期短，其效应发挥主要是由NOS即时合成所致。所以可以用NOS抑制剂作为一种辅助治疗来减轻创伤后的脊髓组织水肿。
作者简介：邵擎东(1964-)，男，安徽合肥人，主治医师，医学硕士。主研方向：脊椎外科。电话：(021)62800157-2090(办)
, 百拇医药
邵擎东(解放军第455医院骨科，上海淮海西路338号 200052)
肖建如(上海长征医院骨科)
包聚良(上海长征医院骨科)
贾连顺(上海长征医院骨科)
参考文献：
[1] Dawson TM,Dawson VL, Snyder SH. A Vovel neural messenger molecule in the brain. The free radical, nitricoxide(NO). Ann Neurol, 1992,32:297～300.
[2] Shechter H, Gruener N, Shuval HI.A mlcromethod for determination of nitrite in blood. And Chem Acta,1972,60:93～95.
, 百拇医药
[3] 强文安，刘枝俏，刘捷，等. 脑组织一氧化氮合成酶的特性及其与NADPH-diaphorase相关性研究[J].中国神经免疫学和神经病学杂志，1996，12(3)；191～193.
[4] Wu W. Expression of nitric-onide synthase(NOS) in injured CNS Neurons as show by NADPH diaphorase histochemistry. Exp. Neurol,1993 Apr,120(2):153～9.
[5] Snyder SH, Bredt DS. Biologicul roles of nitric oxide. Sci Amer, 1992,267(5):28～31.
[6] Choi DW. Nitric oxide: foe or friend to the injury Brain. Proc Natl Acad Sci,1993,90:9741～9743.
[7] Zhang J, Snyder SH. Nitric oxide in nervous system, Annu Rev Pharmacol Toxical,1995,35:213～215., http://www.100md.com
摘 要 目的：为了探讨脊髓损伤后一氧化氮(NO)含量及其合酶(NOS)活性与脊髓水肿的关系。方法：测定不同程度脊髓损伤后NO含量及NOS活性的变化，同时测定脊髓组织含水量。结果：随着损伤程度的增加，NO含量及NOS活性均增加，脊髓组织水肿增加。结论：脊髓损伤后NO含量及NOS活性增加，与脊髓组织的水肿密切相关，提示NO参与了脊髓伤后的病理生理改变。
关键词：一氧化氮；一氧化氮合酶；脊髓损伤
一氧化氮是新的细胞传递因子，由一分子的L—精氨酸和氧经一氧化氮合酶(NOS)催化生成的。其在神经系统的作用尚未完全确定，有人认为它起到神经递质的作用，也有人发现过量NO具有神经毒性的作用。本研究采用Allens法造成脊髓轻、中、重度脊髓损伤，在伤后30min测定脊髓组织中NO含量及NOS活性。并测定损伤脊髓组织含水量。旨在探讨脊髓损伤后NO与脊髓水肿的关系。
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1 材料与方法
1.1实验动物分组 健康雄性SD大鼠，体重25～300g，随机分成5组：正常组(N)，假手术组(S)，轻度损伤组(L)，中度损伤组(M)，重度损伤组(W)，每组20只，戍巴比妥钠腹腔麻醉(30mg/kg)。摘除T12～L1椎板，显露硬脊膜面，采用改良的Allen′s打击法，造成脊髓挫伤，致伤力分别为30、60、120gcf。假手术组仅咬除椎板而不损伤脊髓，各组动物分别于伤后30min取6只鼠测定NO含量，NOS活性及脊髓含水量。
1.2 脊髓组织中NO测定，伤后30min，取损伤段脊髓(T12)约0.5cm，制备20%组织勺浆；按Shecher法测定(稍作改进)。
1.3 脊髓组织中NOS活性测定，参照强文安等方法测定NOS活性变化。
, 百拇医药 1.4 脊髓组织含水量测定，伤后30min取T12，段脊髓组织在分析天平上(精确到万分之一)，称湿重，使其干燥至恒重，按Ellicot公式计算脊髓组织含水量。
以上数据均输入IBM—486计算机进行统计学处理，计算t值，及相关系数。
2 结 果
脊髓组织中NO含量、NOS活性及含水量测定值见表1。脊髓组织含水量与NO含量及NOS活性之间均呈正相关关系，相关系数分别为0.3729、0.3623(P<0.05)。
表1 脊髓组织NO含量，NOS活性及含水量
组别
N
NO含量
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(nmol/mg PVO)
NOS活性
(Pmol/mg PVO)
含水量
(%)
N
S
L
M
W
6
6
6
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6
6
0.341±0.021
0.354±0.032
0.493±0.041△
0.541±0.092*
0.678±0.087*
0.081±0.032
0.102±0.023
0.168±0.041△
0.194±0.034*
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0.205±0.0201*
56.93±1.42
57.31±1.45
64.32±2.07
68.29±1.98△
72.83±0.51*
△与N和S相比P<0.05，与N和S相比P<0.01
3 讨 论
NO化学性质活泼，半衰期1—5s。其主要生物功能有：血管扩张，神经信息的传递、细胞毒作用。NO在脑损伤中的作用已有人研究，但对脊髓创伤的影响研究不多。本文观察不同程度脊髓损伤后NO及NOS活性的变化及其与脊髓组织水肿的关系，为临床治疗提供一些方法。
, 百拇医药
本实验结果显示，随着脊髓创伤的加重，NO的含量增加NOS活性增强，同时脊髓组织含水量增加，二者呈正相关。说明NO可能参与了脊髓创伤后的病理生理变化。WU.W发现脊髓前根撕脱能诱导前角运动神经元表达NOS，而前根切断则不能诱导前角运动神经元表达NOS，提示NO参与脊髓的继发性损伤。目前认为NO能激活可溶性鸟甘酸环化酶，升高靶细胞中cGMP水平。而脊髓创伤后水肿与cGMP有关，cGMP可调节离子通道的通透性，继而调节细胞内外的水平衡。也有人认为NO可能有O—(超氧阴离子自由基)作用，使脂质过氧化，造成膜结构的破坏，导致细胞膜及血脑屏障的损伤，加剧脑水肿的发生。笔者认为，脊髓创伤后，兴奋性氨基酸水平上升，与突触后膜的NMDA受体结合，引起膜的去报化，导致Ca++内流，激活NOS，合成NO，NO激活可溶性鸟甘酸环化酶，产生cGMP，cGMP通过调节离子通道，使得Na+，Ca++等离子分布不平衡，导致细胞水肿。
NO调节脊髓血流量也起重要作用，NO是一个血管舒张因子，脊髓损伤后局部NO增加，在一定程度上扩张血管，以增加局部的血流量，改善局部组织缺血，缺氧状态，但NO大量增加时，所产生的正面作用，被其细胞毒性作用所抵消，导致细胞坏死水肿。所以NO犹如双刃剑，它既是内皮细胞和神经细胞中的信息递质，同时又有细胞毒性作用。目前认为NO产生神经损伤和神经保护两种截然相反的作用取决于它的氧化还原状态，即还原型离子NO导致神经毒性，氧化性NO是有神经保护作用。
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NOS是NO生物合成的关键因素，它是一种辅酶Ⅰ和Ca++或钙调素依赖性的还原性黄素酶。生物体细胞内的NOS—为一组同功酶，各个组织细胞中酶的活性、特性和产生的基因都可不同，但其氨基酸顺序约有50%是相同的。从NOS的功能和特性来分有原生型NOS(cNOS)和诱生型NOS(iNOS)两类。cNOS主要存在于脑神经元和血管内皮细胞中，该酶为可溶性，需要NADPH作辅酶，该酶被激活时，NOS释放的时间短。cNOS被认为是NOS的生理存在形式，在一系列过程中起信使调控作用，如在脑血流量调节方面。iNOS主要存在于白细胞、巨噬细胞和部分胶质细胞。iNOS最先被纯化，它为非钙依赖性酶，仅在细胞受到刺激时才有表达和激活，尤其是巨噬细胞被激活时可表达大量高活性的iNOS；大量产生NO，且产生的时间较长，这为iNOS参与自身免疫和自身免疫病理损害提供了前提。由于NO在体内半衰期短，其效应发挥主要是由NOS即时合成所致。所以可以用NOS抑制剂作为一种辅助治疗来减轻创伤后的脊髓组织水肿。
作者简介：邵擎东(1964-)，男，安徽合肥人，主治医师，医学硕士。主研方向：脊椎外科。电话：(021)62800157-2090(办)
, 百拇医药
邵擎东(解放军第455医院骨科，上海淮海西路338号 200052)
肖建如(上海长征医院骨科)
包聚良(上海长征医院骨科)
贾连顺(上海长征医院骨科)
参考文献：
[1] Dawson TM,Dawson VL, Snyder SH. A Vovel neural messenger molecule in the brain. The free radical, nitricoxide(NO). Ann Neurol, 1992,32:297～300.
[2] Shechter H, Gruener N, Shuval HI.A mlcromethod for determination of nitrite in blood. And Chem Acta,1972,60:93～95.
, 百拇医药
[3] 强文安，刘枝俏，刘捷，等. 脑组织一氧化氮合成酶的特性及其与NADPH-diaphorase相关性研究[J].中国神经免疫学和神经病学杂志，1996，12(3)；191～193.
[4] Wu W. Expression of nitric-onide synthase(NOS) in injured CNS Neurons as show by NADPH diaphorase histochemistry. Exp. Neurol,1993 Apr,120(2):153～9.
[5] Snyder SH, Bredt DS. Biologicul roles of nitric oxide. Sci Amer, 1992,267(5):28～31.
[6] Choi DW. Nitric oxide: foe or friend to the injury Brain. Proc Natl Acad Sci,1993,90:9741～9743.
[7] Zhang J, Snyder SH. Nitric oxide in nervous system, Annu Rev Pharmacol Toxical,1995,35:213～215., http://www.100md.com