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编号:10232761
蛛网膜下腔出血后继发性脑缺血的实验研究
http://www.100md.com 《中国微循环》 1999年第2期
     作者:孙保亮 夏作理 杨明峰 邱平明 戴小牛 房玉珍 高美常

    单位:孙保亮 夏作理 杨明峰 邱平明 房玉珍 高美常 271000 山东泰安市,泰山医学院附院微循环研究所;戴小牛 南京铁道医学院

    关键词:蛛网膜下腔出血;脑缺血;体感诱发电位;一氧化氮;尼莫地平

    中国微循环990204 【摘要】 目的 探讨蛛网膜下腔出血(SAH)后继发性脑缺血损伤和尼莫地平(ND)的保护作用。方法 利用大鼠SAH模型,对单纯SAH组和ND处理组检测术前及SAH后24h内脑微区血流量(CBF)、体感诱发电位(SEP)和脑组织一氧化氮(NO)含量,并于SAH后3d对海马组织行病理检查。结果 单纯SAH组大鼠在产生SAH后CBF立即降低,并持续24h,SEP潜伏期从SAH后1h开始逐渐延长,3d后海马CA1区神经元明显损伤;脑组织NO含量在SAH后1h至24h显著增加。ND处理组的上述改变均较单纯SAH组明显减轻。结论 SAH可导致继发性脑缺血损伤,其原因之一为脑组织NO大量增加;ND通过拮抗脑组织NO的病理变化而减轻SAH后继发性脑缺血性损伤。
, 百拇医药
    Experimental Study on Secondary Cerebrl Ischemia in Rats with Subarachnoid Hemorrhage and Protective Effects of Nimodipine Sun Baoliang

    Xia Zuoli,Yang Mingfeng,et al.

    Institute of Microcirculation,Affiliated Hospital of Taishan Medical College 271000

    【Abstract】 Objective To investigate the secondary ischemic cerebral damage following subarachnoid hemorrhage(SAH) and protective effects of nimodipine.Methods Rat SAH models were used and amimals were divided into pure SAH group and nimodipine treated group.Rats in both groups underwent measurement of dynamic changes of microregional cerebral blood flow(CBF),somatosensory evoked potential(SEP) and nitric oxide(NO) levels in brain tissues before and within 24h after induction of SAH.Pathological examination of hippocampus was carried out 3d later.Results In pure SAH group,CBF decreased immediately after SAH being produced,with no tendency to recover within 24h.The incubation periods of SEP delayed progessively from 1h to 24h.Neurons in CA1 region of hippocampus damaged severely.Brain NO levels increased from 1h to 24h after SAH.Nimodipine alleviated all of above pathological alterations.Conclusions SAH may give rise to secondary ischemic cerebral damage whose mechanisms may involve the increase of brain NO levels.Nimodipine exerts its protective effects by antagonizing the pathological accumulation of brain NO.
, 百拇医药
    【Key words】 Subarachnoid hemorrhage Cerebral ischemia Somatosensory evoked potentialNitric oxide Nimodipine

    蛛网膜下腔出血(SAH)是仅次于脑血栓形成和脑出血的常见脑血管疾病,常因继发脑缺血而造成患者死亡或永久性神经功能伤残[1~3]。由于临床上对SAH后脑血管痉挛(CVS)现象的关注等原因,迄今为止有关继发性脑缺血损害的临床及实验研究资料不多[2]。本研究以大鼠为模型,检测了SAH后脑微区血流量(CBF)、体感诱发电位(SEP)、脑部神经元形态学改变及脑组织一氧化氮(NO)含量变化,以进一步了解继发性脑缺血对脑功能和形态学的影响,同时观察了尼莫地平(ND)对这种继发性脑缺血的保护作用。

    材料与方法

    1 动物与分组
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    健康Wistar大鼠80只,雌雄不拘,体重300~350g。随机均分为单纯SAH组和ND处理组。两组各8只用于检测术前及SAH后24h内CBF和SEP,并于3d后行海马组织病理检查(各5只)。每组各取32只检测术前及SAH后1h、6h和24h时脑组织NO含量。ND注射剂(山东新华制药厂生产,2mg/10ml)于术前0.5h腹腔注射(0.1mg/kg),每隔6h追加一次。

    2 实验方法

    2.1 模型制作: 参照文献[1]介绍的方法并略作改良,自大鼠右侧颈外动脉导入直径0.285mm的玻璃纤维(日本产)至颈内动脉颅内段,刺破Willis环前部造成SAH。

    2.2 CBF检测: 在动物前囟后及中线旁左侧各3mm处钻孔(直径2~3mm),用激光多普勒血流仪(瑞典Rerimed公司)测量CBF。

    2.3 SEP检查: 分离大鼠右侧坐骨神经安置刺激电极。在中线左侧及后囟前各2mm处用牙科钻钻孔开颅,直径约3~4mm,将银球记录电极置于硬脑膜。参考电极夹在头皮切口边缘上。用YJC-A型诱发电位肌电图仪(泰山医学院研制)进行测试。记录到的第一个向上的负相波为N1波,测量其峰潜伏期。
, 百拇医药
    2.4 海马组织形态学检查: 经心灌注固定脑组织,在视交叉后1mm处行冠状切开,常规切片,HE染色,对CA1区行光镜观察,并计算正常神经元密度[正常神经元数/CA1区总长度(mm)]。

    2.5 脑组织NO测定: 将动物快速断头处死,迅速分离海马及皮层组织,以pH7.4的PBS缓冲液制成10%(W/V)的匀浆液。采用铜离子活化镉还原法测定NO2/NO3浓度反映NO水平。

    2.6 统计学处理: 实验数据用±s表示,采用配对或组间t检验。

    结 果

    在术后所有大鼠的蛛网膜下腔,均发现有大量血液或血凝块,呈弥漫性分布,包绕脑底部主要血管。
, 百拇医药
    CBF变化: SAH组动物在诱导SAH产生后CBF立即降低,1h达最低值(减少56.12%),24h内无恢复趋势。SAH后各测定时间点的数值均显著低于术前水平(P<0.01)。ND组SAH后CBF下降的速度减慢,幅度变小,并提前恢复(表1)。

    表1 SAH组ND组大鼠CBF变化(mV,各组n=8,±s) 组 别

    术 前

    SAH后

    0h

    0.5h

    1h

    6h
, 百拇医药
    24h

    SAH组

    ND组

    821.4±87.3

    802.6±67.5

    580.0±79.2*

    643.8±50.7*

    443.6±40.2*

    539.4±67.0*△

    360.6±43.3*

, 百拇医药     438.3±48.8*△

    430.2±57.2*

    556.4±55.9*△

    399.6±65.4*

    681.2±80.0*△

    与术前值比较 *P<0.01;与SAH组比较 △P<0.01

    SEP潜伏期改变: 由表2可以看出,SAH组大鼠在诱导SAH后1h开始至24hSEP潜伏期较术前明显延长(P<0.01)。ND组在SAH后SEP潜伏期延长的程度较SAH组明显减轻(P<0.05~0.01)。

    表2 SAH组ND组大鼠SEP潜伏期变化(ms,±s) 组 别
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    n

    术前

    SAH后

    0h

    1h

    6h

    24h

    SAH组

    ND组

    8

    8

    13.51±0.65

    13.49±0.87
, 百拇医药
    14.36±0.92

    13.70±0.69

    15.71±1.01**

    14.12±0.77

    16.36±1.03**

    15.01±0.91*△

    16.97±1.20**

    14.92±1.00*△△

    与术前值比较 *P<0.05,**P<0.01;与SAH组比较 △P<0.05,△△P<0.01
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    海马CA1区组织形态学改变: 在SAH后3d,SAH组海马CA1区正常神经元数目明显减少,且多深染、变暗或固缩。而ND组动物海马CA1区神经元得以较好保存。ND组神经元密度为167.92±52.40/mm,而SAH组为96.30±35.78/mm,差异有非常显著意义(P<0.01)。

    脑组织NO含量变化: SAH组脑组织NO含量于SAH后1h开始迅速增加,24h有恢复趋势,但仍较手术前为高(P<0.01)。ND组于SAH1h后各时间点的脑组织NO含量均较SAH组同时间的数值为低(P<0.05~0.01),24h时已恢复到术前的水平(P>0.05)。见表3。

    表3 SAH组和ND组SAH前后脑组织NO含量变化(NO-2/NO-3,pg/mg,±s) 组 别
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    n

    术前

    SAH后

    1h

    6h

    24h

    SAH组

    ND组

    8

    8

    0.2796±0.0406

    0.2645±0.0393

    0.8456±0.1745*
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    0.5195±0.1050*△△

    1.1185±0.2854*

    0.6885±0.1430*△△

    0.4333±0.0850*

    0.3227±0.0883

    与同组SAH前比较 *P<0.01;与SAH组同时间比较 △P<0.05,△△P<0.01讨 论

    SAH后CBF下降是脑缺血的客观标志[4]。本实验发现,大鼠SAH后CBF呈现迅速而持续的降低,在观察的24h内无明显恢复趋势。SAH后CBF降低的原因可能包括脑部主要动脉血管的痉挛、脑灌注压的降低以及脑微循环功能状态的异常[1]
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    SEP是用脉冲电流刺激躯体某部皮肤或神经干后,在大脑皮层感觉区记录到的与刺激有固定时间关系的电位变化,反映了刺激从外周沿感觉传导路径传到皮层的过程。本文资料表明,SAH后SEP潜伏期逐渐延长,1h、6h和24h时与术前比较有显著差别(P<0.01)。由于我们采用的是健康大鼠,其周围神经及脊髓正常,故可认为SEP潜伏期的延长主要系脑内感觉传导时间延长所致。说明大鼠SAH产生了脑功能的异常改变。本实验中还发现,在SAH后3d大鼠海马CA1区锥体细胞明显受损乃至死亡、消失,正常神经元密度显著减低,说明产生了脑组织学损伤。

    脑内NO除由血管(包括微血管)内皮细胞合成和分泌外,亦可由含NO合酶的神经纤维和神经元、胶质细胞产生[5]。血管内皮细胞来源的NO因扩血管等作用而维持脑组织的血流供应[6,7]。在SAH后已发现血液及动脉壁中NO浓度下降,由此可导致CVS及微循环异常而引起脑组织缺血缺氧。Sato等[8]采用电子顺磁共振技术对颈动脉结扎大鼠脑组织中NO进行直接测定,发现缺血灶中NO显著增加。有关SAH后脑组织中NO含量变化尚未见报道。本文结果表明,SAH后脑组织NO含量亦明显增加。这可能与SAH时脑组织兴奋性氨基酸如谷氨酸增多,作用于NMDA受体,引起钙离子内流增加而激活NO合酶有关。脑组织中基础水平的NO对神经元可起保护作用,而高浓度时则可通过介导谷氨酸的神经细胞毒性,并抑制细胞内呼吸,加重脑缺血所致的神经元损伤[8]。加之SAH后继发性脑缺血时发生的血管源性及细胞源性脑水肿[9],影响神经冲动的传导,故使SEP潜伏期延长。
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    ND是一种常用的钙拮抗剂,可阻断血管平滑肌细胞膜上L型钙通道,而阻止细胞外液的钙离子过多流向细胞内,产生血管扩张效应。已有研究发现ND对SAH后CVS具有预防和治疗效果[10]。然而,有关ND对SAH后脑缺血损害的直接作用研究较少。本实验资料表明,ND可以明显阻止SAH后CBF的下降,并使SEP潜伏期的延长及海马神经元损伤程度显著减轻。该作用的发挥可能与其增加SAH后脑血流和拮抗脑组织中NO的病理性增加有关。有研究[11]发现ND阻止SAH后脑血流量减低的作用并不与其缓解脑部主要动脉血管的痉挛程度呈正比,提示ND亦可能通过扩张脑部小动脉、增加侧支循环和改善微循环来增加缺血性脑组织的血液灌流量。脑缺血程度的缓解促进脑神经元和胶质细胞等NO合酶活性向基础水平恢复,减轻NO介导的神经元损伤。另外,ND可通过钙离子拮抗作用而打断SAH后脑缺血时一系列有害代谢环节[12],减少神经元细胞内游离钙离子积聚而减轻缺血性脑损伤。

    参考文献
, 百拇医药
    1 Bederson JB,Germano M,Guarino L.Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid memorrhage in rats.Strok.1995,26:1087

    2 Enblad P,Valtysson J,Andersson J,et al.Simutaneously intracerebral microdialysis and positron emisson tomography in the detection of ischemia in patients with subarachnoid hemorrhage.J Cereb Blood Flow Metab.1996,16:637

    3 Veelken JA,Laing RJC,Takubouski J.The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in the rat.Strok.1995,26:1279
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    4 Michael N. Reduced cerebral blood flow but intact reactivity to hypercabia and hypoxia following subarachnoid hemorrhage in the rabbits.J Cereb Blood Flow Metab.1994,14:59

    5 Iadecola C,Pelligrino DA,Moskowitz MA,et al.Nitric oxide synthase inhibition and cerebrovascular regulation.J Cereb Blood Flow Metab.1994,14:175

    6 Tanaka K,Fukuuchi Y,Gomi S,et al.Inhibition of nitric oxide synthesis impairs autoregulation of local cerebral blood flow in the rat.Neuroreport.1993,4:267
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    7 Hylland P,Nillson G.Evidence the Ach mediated increased cerebral blood flow velocity in crucian carp through a nitric oxide-dependent mechanism.J Cereb Blood Flow Metab.1995,15:519

    8 Sato S,Tominage T,Ohnishi T,et al.EPR spin-trapping study of nitic oxide formation during bilateral caortid occlusion in the rat.Biochem Biophys Acta.1993,1181:195

    9 Doczi T,Joo F,Adam,G,et al.Blood-brain barrier damage durint the acute stage of subarachnoid hemorrhage,as exmplified by a new animal model.Neurosurgery.1986,18:733
, 百拇医药
    10 Wilkins RH.Attempts at prevention or treatment of intracranial arterial spasm:An update.Neurosurgery.1986,18:808

    11 刘芳龄,刘多三,饶明利,等.尼莫地平和罂粟碱对实验性迟发性脑血管痉挛的作用.中华医学杂志.1996,76(2):132

    12 Zhang F.Reduction of focal cerebral ischemic damage by delayed treatment with nitric oxide doners.J Cereb Blood Flow Metab.1994,14:574, 百拇医药