急性颅脑伤后抗氧化能力变化的临床研究
作者：龚德生 丁雁 茅振华 夏为民 朱江
单位：龚德生 丁雁 茅振华 夏为民 朱江 213003 常州,苏州医学院附属第三医院神经外科
关键词：急性颅脑外伤；氧自由基；抗氧化能力
中华创伤杂志980514 【摘要】 目的 研究氧自由基在继发性脑损伤中的病理生理作用及其临床意义。方法 用比色法动态检测156例急性颅脑外伤病人血液中丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),VitE及总抗氧化能力(TAOP)的变化,与235例正常平均值对照。结果 (1)伤后24小时内血清MDA、SOD、TAOP升高,GSH、GSH-PX、VitE下降;(2)受伤24,48,72小时后MDA呈持续升高趋势,其他指标则逐渐下降。这种变化均以72小时后最为明显;(3)重型、特重型颅脑外伤MDA升高及TAOP下降尤为显著且超早期发生。结论 提示原发脑损伤愈重,氧自由基继发性损害作用愈强,预后愈差。早期联合应用自由基清除剂可改善预后。
, 百拇医药
【关键词】 急性颅脑外伤 氧自由基 抗氧化能力
Clinical Study of Anti-oxidizing Power Changes in Body After Acute Craniocerebral Trauma GONG De-sheng, DING Yan, MAO Zhen-hua, et al. Dept. of Neurosurgery, Third Affiliated Hospital, Suzhou Medical College, Changzhou 213003
【Abstract】 Aim To study the pathophysiological implication of the anti-oxidizing power changes after craniocerebral trauma. Methods We examined actively the content of malonaldehyde (MDA), suproxide dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione peroxide (GSH-PX), Vitamin E (VE) and the total anti-oxidizing power (TAOP) levels in the patient's blood (158 cases). Results (1) Within 24 hours after injury, the MDA, TAOP and SOD levels increased but GSH, GSH-PX and VE levels decreased. (2) We examined the above indexes at 24, 48 and 72 hours after injury and found that MDA increased gradually, but the others decreased slowly. They changed markedly at 72 hours after injury. (3) The increasing of MDA and decreasing of TAOP changed markedly especially at an earlier stage of the severe and extra severe patients. Conclusion It suggests that the more severe the primary injury of the brain is, the greater the secondary damage of the free radicle is and the worse the prognosis is. Early application of the free radicle of the cleaner agent can improve prognosis.
, 百拇医药
【Key words】 Acute craniocerebrum trauma Free oxygen radicle Anti-oxidizing power
近年来,随着分子生物学研究的深入,氧自由基在颅脑外伤和脑缺血时的继发性损害作用越来越引起神经外科临床的重视。笔者检测研究了156例急性颅脑外伤患者血液中氧自由基的降解产物丙二醛的含量及机体抗氧化防御能力的变化并探讨其临床意义。现报告如下。
临床资料与方法
1.临床资料:1996年10月～1997年6月我院收治急性颅脑外伤156例(不包括有严重合并伤、大出血、创伤或失血性休克及55岁以上者)。男132例,女24例;年龄18～55岁,平均36岁。其中急性硬膜外血肿55例,急性硬膜下血肿40例,对冲性脑挫裂伤伴脑内血肿34例,广泛脑挫裂伤、脑内多发小血肿14例,原发性脑干伤3例,外伤性蛛网膜下腔出血9例,开放性颅脑伤1例。156例中重型和特重型颅脑伤76例,其中入院时GCS6～8分者49例,GCS3～5分、术前有脑疝形成者27例。治疗:125例行开颅血肿或/及挫伤灶清除术,其中29例加作去骨瓣减压。其余采用非手术疗法(或仅作气管切开术)。全部病例常规应用甘露醇、地塞米松,部分病例伤后或术后早期使用VitE及茶多酚等自由基清除剂治疗。治疗结果:出院时按GOS标准评定:良好105例,中残11例,重残7例,植物生存2例,死亡31例(死亡率19.87%)。
, 百拇医药
2.采血时间及检测项目:全部病例均在入院后立即或伤后3～24小时以内抽取静脉抗凝血3ml,测定全血谷胱甘肽(GSH)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量;抽取非抗凝血5ml分离血清,置-45℃低温冰箱冻存,待测丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、VitE含量及机体总抗氧化能力(TAOP)。对部分病例分别在受伤24,48,72小时后抽血进行动态检测。同时测定235例健康体检者血液中上述各项指标值作为对照组。
3.实验方法:(1)比色法(520nm)测定血清TAOP;(2)嘌呤氧化酶法测定血清SOD活力;(3)比色法(412nm)测定全血GSH-PX活力;(4)比色法(420nm)测定全血GSH水平;(5)比色法(533nm)测定血清VitE含量;(6)比色法(532nm)测定血清MDA含量。上述检测每一样本重复测定2次,取其平均值进行统计学处理。
4.统计学方法:全部数据微机处理,各项指标值比较用t检验。
, 百拇医药
结 果
1.急性颅脑外伤3～24小时内机体抗氧化防御系统各指标值,氧自由基降解产物丙二醛(MDA)及正常人上述各项指标检测结果如表1。显示伤后3～24小时内血清MDA、TAOP、SOD增高,GSH-PX、GSH及VitE降低,与正常对照组比较有显著性差异。GCS6～8分和GCS3～5分组与正常对照组比较,差异更为明显。
表1 急性颅脑外伤后血液抗氧化能力的变化(
±s) 组别
例数
总抗氧化能力(U/ml)
SOD(U/ml)
GSH-PX(U/ml)
, 百拇医药
CSH(U/ml)
VitE(μg/ml)
MDA(nmol/ml)
对照组
235
8.9±3.5
100±21.8
206±21.5
0.33±0.06
11.4±4.6
8.21±2.4
颅脑伤组
, http://www.100md.com
156
10.3±4.4***
116±22.5***
118±21.5***
0.30±0.07***
8.4±3.4***
8.88±2.8***
GCS6～8分
49
12.8±6.9***
, 百拇医药
124±18.8***
104±25.9***
0.25±0.07***
8.9±4.2***
9.8±1.1***
GCS3～5分
27
14.3±10.4***
113±33.4***
107±28.8***
, 百拇医药
0.26±0.07**
9.7±3.5*
15.4±5.7***
与对照组比较 *P<0.05 **P<0.001 *** P<0.0001
2.急性颅脑外伤后动态检测上述各项指标,结果如表2。显示受伤24,48,72小时后血清MDA水平呈逐渐增高趋势,尤以72小时后增高明显;而抗氧化防御系统各项指标值均逐渐趋于下降,其中SOD、GSH下降更为显著。
表2 颅脑外伤后血液抗氧化能力的动态变化(±s) 伤后时间(h)
, http://www.100md.com
例数
总抗氧化能力(U/ml)
SOD(U/ml)
GSH-PX(U/ml)
GSH(U/ml)
VitE(μg/ml)
MDA(nmol/ml)
24
38
10.5±4.5
119.2±19.7
102.9±28.9
, 百拇医药
0.29±0.07
8.82±3.25
7.88±2.85
48
38
9.4±3.5
104.5±24.5
102.7±28.5
0.27±0.06
8.62±3.93
8.77±3.45
72
, http://www.100md.com
38
9.51±4.2
102.1±21.4***
100.0±24.3
0.26±0.05*
8.04±3.90
9.27±3.55
与伤后24小时比较 *P<0.05 *** P<0.001
讨 论
氧自由基是指外层轨道具有一个或多个未配对电子的含氧基团。主要包括:超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等,其化学性质极不稳定。脑组织富含易受氧自由基攻击的磷脂和在自由基生成过程中有催化作用的铁离子,缺乏SOD、GSH-PX,过氧化氢酶(CAT)活性也较低,故中枢神经系统对氧自由基的过氧化反应特别敏感。急性颅脑外伤后,氧自由基通过线粒体和儿茶酚胺自氧化、黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶等过程,激活的中性粒细胞作用及花生四烯酸(AA)代谢等各种途径呈“链式”反应,大量产生[1]。脑外伤、出血、红细胞破坏后,血红素及Fe2+的释放,可催化、加速羟自由基的生成。突然超量产生的氧自由基使机体抗氧化防御能力消耗殆尽,最终导致脑继发性损害。当神经细胞受损时,发生细胞毒性脑水肿,当血脑屏障(BBB)微血管内皮细胞膜受损时,则发生血管源性脑水肿。通常二者并存,呈混合性脑水肿。
, 百拇医药
本组实验结果表明,急性颅脑损伤后3～24小时内血清MDA平均含量即增高,血清TAOP、SOD活力也迅速反应性增高,以清除突然超量产生的氧自由基,与此同时消耗了大量抗氧化防御因子,表现为血清GSH、GSH-PX、VitE的平均含量降低。动态检测结果显示受伤24,48,72小时后血清MDA平均含量呈逐渐增高趋势,而抗氧化防御能力逐渐趋于下降。这种变化趋势在受伤72小时后最为明显。GCS6～8分和GCS3～5分患者上述变化可超早期出现,伤后3小时血清MDA、TAOP及SOD等即明显增高,提示脑外伤愈重,氧自由基产生愈多,继发性脑损害发生愈早、也愈重。随着时间的推移(一般为伤后第3天),机体抗氧化能力耗尽,最终导致中枢神经系统过氧化损伤,神经细胞肿胀、变性、坏死,BBB结构破坏、功能丧失。临床表现为严重的混合性脑水肿,颅内高压征,甚至发生脑疝、继发性脑干伤,常致病人死亡或重残。测定颅脑损伤病人血清MDA含量及TAOP、SOD等自由基清除系统各项指标值的变化,对判断伤情、预后及指导治疗均有重要的临床意义。
早期联合应用SOD、N-乙酰半胱氨酸、消炎痛、去铁胺(铁离子螯合剂)、VitE、U74006F、U74500A(21-氨基酸类固醇)、糖皮质激素等自由基清除剂可以抑制或消除氧自由基的产生,有效地治疗由氧自由基介导的创伤性脑水肿,减轻继发性脑损伤[2～4]。我们除常规应用甘露醇、地塞米松外,部分病例于伤后或术后第2天应用VitE和茶多酚治疗也取得了较满意的效果。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]Ikeda Y, Long DM. The molecular basis of brain injury and brain edema: The role of oxygen free radicals. Neurosurgery, 1990, 27∶1-11.
[2]Ikeda Y, Anderson JH, Long DM. Oxygen free radicals in the genesis of traumatic and peritumoral brain edema. Neurosurgery, 1989, 24∶679-685.
[3]Chan PH, Longer S, Fishman RA. Protective effects of liposome entrapped superoxide dismutase on posttraumatic brain edema. Ann Neurol, 1987, 21∶540.
[4]Eliis EF, Dodson LY, Pollce RJ. Restoration of cerebrovasculr responsiveness to hyperventilation by the oxygen radical scavenger N-acetylcysteine following experimental traumatic brain injury. J Neurosurg, 1991, 75∶774-779.
(收稿:1997-12-22 修回:1998-05-12), 百拇医药
单位：龚德生 丁雁 茅振华 夏为民 朱江 213003 常州,苏州医学院附属第三医院神经外科
关键词：急性颅脑外伤；氧自由基；抗氧化能力
中华创伤杂志980514 【摘要】 目的 研究氧自由基在继发性脑损伤中的病理生理作用及其临床意义。方法 用比色法动态检测156例急性颅脑外伤病人血液中丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),VitE及总抗氧化能力(TAOP)的变化,与235例正常平均值对照。结果 (1)伤后24小时内血清MDA、SOD、TAOP升高,GSH、GSH-PX、VitE下降;(2)受伤24,48,72小时后MDA呈持续升高趋势,其他指标则逐渐下降。这种变化均以72小时后最为明显;(3)重型、特重型颅脑外伤MDA升高及TAOP下降尤为显著且超早期发生。结论 提示原发脑损伤愈重,氧自由基继发性损害作用愈强,预后愈差。早期联合应用自由基清除剂可改善预后。
, 百拇医药
【关键词】 急性颅脑外伤 氧自由基 抗氧化能力
Clinical Study of Anti-oxidizing Power Changes in Body After Acute Craniocerebral Trauma GONG De-sheng, DING Yan, MAO Zhen-hua, et al. Dept. of Neurosurgery, Third Affiliated Hospital, Suzhou Medical College, Changzhou 213003
【Abstract】 Aim To study the pathophysiological implication of the anti-oxidizing power changes after craniocerebral trauma. Methods We examined actively the content of malonaldehyde (MDA), suproxide dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione peroxide (GSH-PX), Vitamin E (VE) and the total anti-oxidizing power (TAOP) levels in the patient's blood (158 cases). Results (1) Within 24 hours after injury, the MDA, TAOP and SOD levels increased but GSH, GSH-PX and VE levels decreased. (2) We examined the above indexes at 24, 48 and 72 hours after injury and found that MDA increased gradually, but the others decreased slowly. They changed markedly at 72 hours after injury. (3) The increasing of MDA and decreasing of TAOP changed markedly especially at an earlier stage of the severe and extra severe patients. Conclusion It suggests that the more severe the primary injury of the brain is, the greater the secondary damage of the free radicle is and the worse the prognosis is. Early application of the free radicle of the cleaner agent can improve prognosis.
, 百拇医药
【Key words】 Acute craniocerebrum trauma Free oxygen radicle Anti-oxidizing power
近年来,随着分子生物学研究的深入,氧自由基在颅脑外伤和脑缺血时的继发性损害作用越来越引起神经外科临床的重视。笔者检测研究了156例急性颅脑外伤患者血液中氧自由基的降解产物丙二醛的含量及机体抗氧化防御能力的变化并探讨其临床意义。现报告如下。
临床资料与方法
1.临床资料:1996年10月～1997年6月我院收治急性颅脑外伤156例(不包括有严重合并伤、大出血、创伤或失血性休克及55岁以上者)。男132例,女24例;年龄18～55岁,平均36岁。其中急性硬膜外血肿55例,急性硬膜下血肿40例,对冲性脑挫裂伤伴脑内血肿34例,广泛脑挫裂伤、脑内多发小血肿14例,原发性脑干伤3例,外伤性蛛网膜下腔出血9例,开放性颅脑伤1例。156例中重型和特重型颅脑伤76例,其中入院时GCS6～8分者49例,GCS3～5分、术前有脑疝形成者27例。治疗:125例行开颅血肿或/及挫伤灶清除术,其中29例加作去骨瓣减压。其余采用非手术疗法(或仅作气管切开术)。全部病例常规应用甘露醇、地塞米松,部分病例伤后或术后早期使用VitE及茶多酚等自由基清除剂治疗。治疗结果:出院时按GOS标准评定:良好105例,中残11例,重残7例,植物生存2例,死亡31例(死亡率19.87%)。
, 百拇医药
2.采血时间及检测项目:全部病例均在入院后立即或伤后3～24小时以内抽取静脉抗凝血3ml,测定全血谷胱甘肽(GSH)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量;抽取非抗凝血5ml分离血清,置-45℃低温冰箱冻存,待测丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、VitE含量及机体总抗氧化能力(TAOP)。对部分病例分别在受伤24,48,72小时后抽血进行动态检测。同时测定235例健康体检者血液中上述各项指标值作为对照组。
3.实验方法:(1)比色法(520nm)测定血清TAOP;(2)嘌呤氧化酶法测定血清SOD活力;(3)比色法(412nm)测定全血GSH-PX活力;(4)比色法(420nm)测定全血GSH水平;(5)比色法(533nm)测定血清VitE含量;(6)比色法(532nm)测定血清MDA含量。上述检测每一样本重复测定2次,取其平均值进行统计学处理。
4.统计学方法:全部数据微机处理,各项指标值比较用t检验。
, 百拇医药
结 果
1.急性颅脑外伤3～24小时内机体抗氧化防御系统各指标值,氧自由基降解产物丙二醛(MDA)及正常人上述各项指标检测结果如表1。显示伤后3～24小时内血清MDA、TAOP、SOD增高,GSH-PX、GSH及VitE降低,与正常对照组比较有显著性差异。GCS6～8分和GCS3～5分组与正常对照组比较,差异更为明显。
表1 急性颅脑外伤后血液抗氧化能力的变化(
±s) 组别例数
总抗氧化能力(U/ml)
SOD(U/ml)
GSH-PX(U/ml)
, 百拇医药
CSH(U/ml)
VitE(μg/ml)
MDA(nmol/ml)
对照组
235
8.9±3.5
100±21.8
206±21.5
0.33±0.06
11.4±4.6
8.21±2.4
颅脑伤组
, http://www.100md.com
156
10.3±4.4***
116±22.5***
118±21.5***
0.30±0.07***
8.4±3.4***
8.88±2.8***
GCS6～8分
49
12.8±6.9***
, 百拇医药
124±18.8***
104±25.9***
0.25±0.07***
8.9±4.2***
9.8±1.1***
GCS3～5分
27
14.3±10.4***
113±33.4***
107±28.8***
, 百拇医药
0.26±0.07**
9.7±3.5*
15.4±5.7***
与对照组比较 *P<0.05 **P<0.001 *** P<0.0001
2.急性颅脑外伤后动态检测上述各项指标,结果如表2。显示受伤24,48,72小时后血清MDA水平呈逐渐增高趋势,尤以72小时后增高明显;而抗氧化防御系统各项指标值均逐渐趋于下降,其中SOD、GSH下降更为显著。
表2 颅脑外伤后血液抗氧化能力的动态变化(
±s) 伤后时间(h), http://www.100md.com
例数
总抗氧化能力(U/ml)
SOD(U/ml)
GSH-PX(U/ml)
GSH(U/ml)
VitE(μg/ml)
MDA(nmol/ml)
24
38
10.5±4.5
119.2±19.7
102.9±28.9
, 百拇医药
0.29±0.07
8.82±3.25
7.88±2.85
48
38
9.4±3.5
104.5±24.5
102.7±28.5
0.27±0.06
8.62±3.93
8.77±3.45
72
, http://www.100md.com
38
9.51±4.2
102.1±21.4***
100.0±24.3
0.26±0.05*
8.04±3.90
9.27±3.55
与伤后24小时比较 *P<0.05 *** P<0.001
讨 论
氧自由基是指外层轨道具有一个或多个未配对电子的含氧基团。主要包括:超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等,其化学性质极不稳定。脑组织富含易受氧自由基攻击的磷脂和在自由基生成过程中有催化作用的铁离子,缺乏SOD、GSH-PX,过氧化氢酶(CAT)活性也较低,故中枢神经系统对氧自由基的过氧化反应特别敏感。急性颅脑外伤后,氧自由基通过线粒体和儿茶酚胺自氧化、黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶等过程,激活的中性粒细胞作用及花生四烯酸(AA)代谢等各种途径呈“链式”反应,大量产生[1]。脑外伤、出血、红细胞破坏后,血红素及Fe2+的释放,可催化、加速羟自由基的生成。突然超量产生的氧自由基使机体抗氧化防御能力消耗殆尽,最终导致脑继发性损害。当神经细胞受损时,发生细胞毒性脑水肿,当血脑屏障(BBB)微血管内皮细胞膜受损时,则发生血管源性脑水肿。通常二者并存,呈混合性脑水肿。
, 百拇医药
本组实验结果表明,急性颅脑损伤后3～24小时内血清MDA平均含量即增高,血清TAOP、SOD活力也迅速反应性增高,以清除突然超量产生的氧自由基,与此同时消耗了大量抗氧化防御因子,表现为血清GSH、GSH-PX、VitE的平均含量降低。动态检测结果显示受伤24,48,72小时后血清MDA平均含量呈逐渐增高趋势,而抗氧化防御能力逐渐趋于下降。这种变化趋势在受伤72小时后最为明显。GCS6～8分和GCS3～5分患者上述变化可超早期出现,伤后3小时血清MDA、TAOP及SOD等即明显增高,提示脑外伤愈重,氧自由基产生愈多,继发性脑损害发生愈早、也愈重。随着时间的推移(一般为伤后第3天),机体抗氧化能力耗尽,最终导致中枢神经系统过氧化损伤,神经细胞肿胀、变性、坏死,BBB结构破坏、功能丧失。临床表现为严重的混合性脑水肿,颅内高压征,甚至发生脑疝、继发性脑干伤,常致病人死亡或重残。测定颅脑损伤病人血清MDA含量及TAOP、SOD等自由基清除系统各项指标值的变化,对判断伤情、预后及指导治疗均有重要的临床意义。
早期联合应用SOD、N-乙酰半胱氨酸、消炎痛、去铁胺(铁离子螯合剂)、VitE、U74006F、U74500A(21-氨基酸类固醇)、糖皮质激素等自由基清除剂可以抑制或消除氧自由基的产生,有效地治疗由氧自由基介导的创伤性脑水肿,减轻继发性脑损伤[2～4]。我们除常规应用甘露醇、地塞米松外,部分病例于伤后或术后第2天应用VitE和茶多酚治疗也取得了较满意的效果。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]Ikeda Y, Long DM. The molecular basis of brain injury and brain edema: The role of oxygen free radicals. Neurosurgery, 1990, 27∶1-11.
[2]Ikeda Y, Anderson JH, Long DM. Oxygen free radicals in the genesis of traumatic and peritumoral brain edema. Neurosurgery, 1989, 24∶679-685.
[3]Chan PH, Longer S, Fishman RA. Protective effects of liposome entrapped superoxide dismutase on posttraumatic brain edema. Ann Neurol, 1987, 21∶540.
[4]Eliis EF, Dodson LY, Pollce RJ. Restoration of cerebrovasculr responsiveness to hyperventilation by the oxygen radical scavenger N-acetylcysteine following experimental traumatic brain injury. J Neurosurg, 1991, 75∶774-779.
(收稿:1997-12-22 修回:1998-05-12), 百拇医药