络病与心脑血管疾病相关性及治疗研究进展 脑缺血耐受性与通心络的增效作用(研究与评述)
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罗祖明 现任四川大学华西医院神经科教授、博士生导师;四川省神经病学专委会主任委员，四川省中西医结合学会神经科专委会副主任，全国中西医结合学会神经科专委会副主任，全国脑保健协会副主任;获科技进步奖省级三项、部级二项，出版专著5部，发表学术论文120余篇。
摘 要
缺血预处理可以诱导脑的缺血耐受性。机体的防御和应激反应在诱导缺血耐受中发挥重要作用。通心络具有增进脑的缺血耐受作用，其作用与星形胶质细胞的活化有关。
脑的缺血耐受性(Cerebral ischemic toleranee,CIT)是指预先给予短暂的、非致死性的缺血预处理，由于诱导了机体的应激和防御反应增进了内源性保护机制，因此可以减轻随后发生的持久性，更为严重的缺血性神经细胞损伤。缺血耐受性研究首先始于心肌组织，随后发现机体的许多组织或器官如胃肠、肾脏和肌肉等都有缺血耐受现象。90年代以来，脑的缺血耐受性研究有了许多进展，特别是对我国中草药制剂促缺血耐受作用研究获得了可喜的成果，倍受国内外学者关注。
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诱导脑缺血耐受性的方法
诱导脑缺血耐受的方法大多采用预处理方式，预处理常在在体或离体的动物或动物组织细胞中进行，诱导耐受的模式，主要有全脑-全脑、全脑-局灶、局灶-局灶三种基本类型。诱导耐受的时间窗、阈值和剂量反应曲线，因预处理的动物种类和方式的不同而各异。目前采用较多的预处理方法有下列几种：
1. 缺血预处理(ischemic Precondition,IT)
在脑的缺血耐受性研究中，IT据有重要地位，无论采用哪种预处理模型均能产生缺血耐受现象。IT可明显减轻随后发生的永久性大脑中动脉梗死模型(PMCAO)的体积，脑水肿的程度，亦明显减轻神经细胞损伤的范围和程度。但其中局灶-局灶的预处理模型与人类急性缺血性脑卒中的发病最为相近，应用最为广泛。
我们采用大鼠大脑中动脉预缺血处理模型，比较系统地观察了不同持续时间的预处理对诱导缺血耐受作用的影响及产生缺血耐受的最佳时间窗。结果发现，大鼠缺血预处理10min，间隔3天再行可逆性大脑中动脉梗死(RMCAO)模型是诱导脑缺血耐受效应的最佳方法，与不同时间的预处理和间隔时间相比，脑梗死体积、脑组织含水量、病理组织学改变和神经功能缺损积分都达到最佳效果，而且动物的死亡率低，动物模型结果稳定。
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2. 化学预处理(chemical precondition,CP)
CP是预先给予某种药物或化学制剂处理达到诱导缺血耐受效应的方法，其中研究较多的有重组脑源性神经营养因子、3-硝基丙酸3-nitropropionic acid,3-NPA和红霉素等。
3. 皮质层扩散性抑制(cortical spreading depression,CSD)
CSD是将高浓度的氯化钾(KCL)溶液浸润大脑皮层的某一区域的预处理，以达到减轻随后持久的缺血性脑损伤的方法。如果在脑缺血前3天给予2小时的氯化钾预处理，可以使随后发生的脑梗死体积缩小50%，这一过程可能与NMDA受体介导的炎性细胞因子上调有关。
4. 低温预处理(Hypothermic precondition,HP)
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HP是将脑组织预先给予不同程度和不同时间的低温预处理，以达到诱导缺血耐受作用，从而减轻随后发生的脑梗死性损伤的方法。动物实验研究发现，如果在夹闭一侧大脑中动脉或双侧颈动脉之前20分钟给予低温预处理，可以明显减小预处理后随后发生的脑梗死体积，而且预处理温度越低，诱导的缺血耐受效应越明显。
5. 低氧或高压氧预处理
在大鼠大脑中动脉梗死前，无论给予低氧预处理或高压氧预处理都可减轻脑的梗死体积和神经细胞损伤，低氧或高压氧的预处理方法在离体的神经细胞或组织的缺血耐受性研究中应用较多。
脑的缺血耐受机制
有关脑的缺血耐受性产生的机制尚不完全清楚。在预处理诱导的缺血耐受过程中涉及的病理生理环节十分复杂，到底哪些环节发挥主导作用，如何调节，并恰到好处地达到最佳效果都不甚明了。总体来讲，缺血耐受作用是机体对损伤的防御和应激反应的结果，涉及的主要分子机制有：
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1. 热休克蛋白(hot shock protein,HSP)
HSP是一类广泛存在于原核和真核细胞中的应激蛋白，在细胞损伤后的修复过程中发挥重要作用。我们的研究发现，10 min的缺血预处理不仅减轻了3天后的可逆性大脑中动脉梗死大鼠的梗死体积和神经细胞损伤，也使脑组织内HSP70的表达增加，其表达强度与脑的缺血耐受效应程度呈正比关系。
2. 转录调节因子(transcription factors,TF)
在众多TF中，核因子-κB(NF-κB)至关重要。NF-κB具有多向性转录作用，是许多细胞因子、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)，基质金属蛋白酶(MMP)等基因表达的“开关”，与脑的炎症、免疫反应和神经发育密切相关。我们的研究发现，缺血预处理可以激活NF-κB，减轻大鼠再发大脑中动脉梗死的损伤程度，抑制二次缺血再灌注后NF-κB的激活，阻断和下调各种下游靶基金(MMP-9,iNOS,TNF-α,IL-1等)的表达及其介导的缺血后的炎性反应，启动内源性神经保护作用。
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低氧诱导因子-1α(HIF-1α)是另一重要的转录调节因子，可诱导血管内皮细胞生长因子(VEGF)、促红细胞生成素(EPO)和iNOS等靶基因的转录，在低氧条件下具有稳定细胞内环境和脑保护的作用。
3. 腺苷和腺苷受体
脑的缺血预处理可使脑内腺苷水平增加，腺苷受体激活，抑制兴奋性氨基酸的释放，降低细胞膜的通透性，开放ATP依赖的钾通道，对再发缺血性脑梗死产生保护效应。腺苷激动特异性的A1和A3受体，再经激活PKC使K-ATP开放，可能是腺苷诱导内源性脑保护的基本途径。
4. 炎性因子(inflammatory facfors,IF)
缺血预处理可通过下调NF-κB及其编码的细胞因子IL-1、IL-6和TNF-α等的表达或TNF-α转化酶途经上调TNF-α的表达，这些病理生理过程有助于缺血耐受性的产生。
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我们的研究结果显示，缺血预处理可以使星形胶质细胞和小胶质细胞活化，炎性细胞因子IL-1β和TNF-α表达增加。与缺血预处理的动物相比，又可显著抑制再次缺血性脑梗死后炎性细胞因子(IL-1β、TNF-α)的表达，提示 IL-1β和TNF-α的下调可能与脑缺血耐受的产生有关。我们的研究结果提示，脑缺血性损伤后的炎性反应有双向性，增进缺血预处理后的炎性反应有利于缺血耐受效应的产生，抑制缺血预处理后再发缺血性脑梗死后的炎性反应，又可减轻脑梗死的缺血性损伤程度。如何上调或下调这一过程，以期发挥更好的炎性保护作用是有待解决的问题。
5. 其他
与产生缺血耐受效应有关的因素还包括：兴奋毒性氨基酸的代谢，bcl-2、bax、P53基因的表达等。
通心络增进脑的缺血耐受作用
近年来，许多研究者都致力于寻找具有增进脑的缺血耐受作用的药物或方法，但迄今为止尚未得到令人满意的结果。通心络是采用现代制药技术研制的复方中药制剂，主要由蜈蚣、全蝎、水蛭、土鳖虫、蝉蜕、人参、赤芍、冰片等组成，具有益气、活血、通络功能，对血管内皮细胞有保护作用；对动脉粥样硬化的形成和发展有拮抗作用；对脂代谢、血小板聚集和凝血功能都有一定的调节作用，已被广泛用于心脑血管疾病的治疗，并获得了较好的疗效。有关通心络对脑缺血耐受作用的影响，国内外尚未见文献报道，我国学者已经进行了初步研究。
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1. 通心络对脑缺血耐受和星形胶质细胞的影响
我们对SD大鼠进行10 min缺血预处理，3天后再行大鼠可逆性大脑中动脉梗死(RMCAO)的缺血耐受模型。SD大鼠45只，分为缺血组(MCAO)、预缺血组和通心络组(IP+MCAO))，每组15只。
通心络对缺血预处理再发脑梗死大鼠梗死体积的影响 各组间大鼠脑梗死体积的比较结果显示表1，预缺血组的梗死体积明显小于缺血组，而大于通心络组(P<0.01或P<0.05)。
通心络对大鼠缺血预处理再发脑梗死侧脑组织含水量的影响 各组间缺血侧脑组织的含水量测定结果显示表2，通心络组大鼠脑梗死侧脑组织的含水量〔(79.56±0.67)mm3〕明显低于预缺血组〔(81.66±0.99)mm3〕和缺血组〔(86.35±1.19)mm3〕，差异显著(P<0.05)。
脑组织的病理学检查结果显示，通心络组大鼠的神经细胞损伤较缺血组明显减轻。
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通心络对大鼠缺血预处理再发脑梗死侧脑组织GFAP表达的影响 采用组织化学GFAP涂染和光密度图像采集处理观察大鼠各组间星形胶质细胞活化情况表2，结果显示，通心络组GFAP的光密度值明显高于预缺血组和缺血组，差异显著(P<0.05或P<0.01)。
这些结果说明，缺血预处理诱导了脑的缺血耐受性，通心络具有增进脑的缺血耐受作用。缺血耐受效应与星形胶质细胞的活化有关。
2. 通心络预处理对大鼠海马脑片缺氧损伤的影响
我国学者梅元武等采用通心络预处理SD大鼠制备海马脑片，以观察通心络对缺氧和复氧处理的影响。结果发现，与对照组和缺氧组相比，通心络预处理后，使缺氧损伤所致的神经细胞肿胀减轻，细胞轮廓清晰、排列规则、海马CA1区的神经细胞密度较缺氧复氧组高，差异显著(P<0.05)。表明通心络预处理对大鼠海马脑片的缺氧性损伤有保护作用。
缺血耐受是机体抵御损伤的普遍现象，其出现的时间和强度与遭受损伤的类型、强度及机体的个体差异有关。脑的缺血耐受现象对减轻再发缺血性脑卒中的损伤有重要意义，对脑卒中的二级预防极为重要。如果能寻找到具有效果好，不良反应少，使用方便和经济的脑缺血耐受性药物或方法，对提高脑卒中二级预防的效果至关重要。我国中药资源丰富，通心络在这方面已经显示了可喜的苗头。
(参考文献从略), http://www.100md.com