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编号:10251820
大鼠高血压血管性痴呆模型的建立及其证型分析
http://www.100md.com 《广西中医学院学报》 2000年第1期
     作者:莫飞智 李建强 赖新生

    单位:莫飞智(华南师范大学量子电子学研究所 510631);李建强(广东省中医院);赖新生(广州中医药大学)

    关键词:血管性痴呆;水迷宫;学习;记忆;大鼠

    广西中医学院学报000131

    摘 要 【目的】建立高血压-血管性痴呆(VD)的动物模型,为研究其机理及中医证型提供形态学和行为学依据。【方法】在100只SD大鼠中随机取88只制成肾性高血压(RHR),12只作假术组;于第36~42天进行水迷宫测试。在存活的74只肾性高血压大鼠(RHR)中,随机取50只于第43天阻断双侧颈总脉造成脑反复缺血再灌注损害。于第56天进行水迷宫测试,取假术组游到平台平均时间的95%上限值为标准,将超出上限值的缺血RHR确定为复合痴呆大鼠。【结果】存活的39只缺血RHR大鼠中,有34只为痴呆大鼠,痴呆率达87.18%(34/39)。至第83天,模型组仍处于痴呆的水平。痴呆大鼠先后表现为肝阳上亢、肝肾不足、气血两虚、肾髓不足等证候。【结论】所建立的VD复合模型,可用于对VD进行较长时期的慢性研究;临床上治疗VD患者时必须动态辨证。
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    中图分类号 R-332

    血管性痴呆(vascular dementia,VD)患者多伴有高血压、动脉硬化、心脏病、糖尿病等,其中高血压已证实为VD的独立高危因素。脑反复缺血可引起海马、基底神经节、皮层等结构的不可逆损伤而导致痴呆症状。为此,我们建立了肾血管性高血压鼠(RHR)脑反复缺血拟VD的动物模型,通过研究其组织病理学、学习记忆行为学,为该模型的可行性和实用性以及中医相关证型提供行为学、形态学依据,以便进一步探讨VD的机理、寻求新的治疗药物和其他方法。

    1 材料和方法

    1.1 材料

    1.1.1 实验动物:选用2~3个月80~120g的雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠100只,由本校实验动物中心提供。

    1.1.2 环形银夹由中山医科大学神经科提供,银丝直径为0.5mm,环部内径0.3mm。
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    1.1.3 血压仪,用湖南医科大学生产的HX-Ⅱ型小动物血压测量器。

    1.1.4 Morris水迷宫为一圆形水池,直径为130cm,深50cm,水深30cm,水温22±1℃。随意将水池等分为四个象限,在某一象限中央任意放置一平台,平台为无色透明的玻璃组成,直径12cm,高29cm,水面高于平台1cm。水池周围的参照物保持不变。

    1.2 方法

    1.2.1 造RHR模型:(1)每只大鼠于造RHR前均检测尾动脉血压,连续3次,取平均值作为收缩压。各鼠RHR术前血压为14.07±1.16kPa。(2)在88只大鼠中随机取出12只作假术组(后死伤各1只剔除),其余76只按黄氏法[1]造成RHR模型。假术组仅开腹暴露双肾后即关腹。两组术后腹腔注射青霉素以防感染。(3)分别于RHR后第7、14、28、42、49、56、70、83天测血压;(4)于造RHR后第36~42天进行定位航行试验(Place navigation test)[2~4],每天测4次,取其平均值作为该天的成绩,连续测7天。
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    1.2.2 造VD模型:各RHR于术后28天血压达20.96±1.60kPa,42天达22.30±1.27kPa。在存活的74只RHR中随机各取12只作RHR组(死伤2只)、RHR假缺血组(后死2只)。余50只于第43天造脑缺血再灌注拟VD模型,方法:以10%乌拉坦(1g/kg)腹腔注射麻醉后,将大鼠仰卧固定,沿颈正中剪开皮肤约8mm,分离两侧颈总动脉及迷走神经,于其下各置1条0号黑丝线,牵拉丝线两端,提起动脉及神经,以微动脉夹(苏州产)夹持阻断双颈总动脉及迷走神经10min,取下夹恢复供血3min,再夹持阻断10min,最后取下微动脉夹,抽出丝线,缝合切口。假术组、RHR假缺血组仅暴露双侧颈总动脉20min后即关闭缝合。各鼠术后均腹腔注射青霉素以防感染。

    1.2.3 分组 所有SD于RHR第56天进行定位航行试验,以假术组游到平台平均时间的95%上限值为标准,将超出上限值的缺血大鼠确定为VD大鼠。存活的39只缺血大鼠中将入选的34只VD大鼠随机分为电针组、药物组和模型组各12只(后每组死伤各2只)。
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    1.2.4 检测 观察缺血再灌注术后SD的神经病学和一般行为情况[5]。所有存活的SD于RHR第70、78~82天进行定位航行试验;第83天进行空间探索试验(Spatial probe test)[2~4],记录在原平台象限游泳时间;第84天将平台露出水面3cm进行游泳能力测试,记录到达平台的时间;然后,以断髓法处死大鼠后,按要求制作样本。

    1.2.5 脑肾组织病理检查

    取脑,于冰上操作。从额极向后6及8mm处切取1mm宽的脑组织,分离出皮层,常规制作电镜标本,以JEM-1200EX透射电镜观察超微结构。取双肾置入10%甲醛液中常规固定后制片,HE染色于光镜下观察病理变化。

    1.3 统计学处理

    所得数据组间以t检验、组内以配对t检验,以Exce18.0进行统计学处理。统计时将不符VD标准的5只和其它死亡40只剔除。
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    2 结果

    2.1 血压的动态变化

    各组在造RHR前及RHR后血压值结果见表1。各组与假术组相比,RHR7天以后血压均明显增高(P<0.01~0.001),而RHR组、RHR假缺血组、模型组之间比较无显著性差异(P>0.05)。

    2.2 组织病理学改变 (图片略)

    电镜下见假术组细胞形态结构正常,常、异染色质分明;内质网、线粒体及突触结构正常。模型组见细胞分界清晰、与周围组织结构有明显界线,整个细胞萎缩、体积缩小、电子密度较大;胸核固缩、形不规则,核质浓缩变性、电子密度很大,常、异染色质模糊不清;胞质中线粒体减少,线粒体体积缩小,线粒体嵴溶解、减少、排列紊乱;内质网腔扩张,胞质浓缩、细胞形状不规则;突触减少,部分线粒体嵴减少、部分溶解。

    光镜下见假术组肾小球等结构正常。其余各组见部分肾小球萎缩,纤维化,纤维结缔组织增生明显,部分呈肾小球集中现象,部分代偿肥大;部分肾小管水肿,部分萎缩,部分消失,部分有明显蛋白管型;皮质变薄。RHR后各组未见显著差异。
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    2.3 神经病学和一般行为观察

    实验观察到,RHR后,大鼠多见易怒烦躁、互相斗咬。RHR缺血术后,各大鼠出现上睑下垂,双睑浮肿,反应迟钝,行动缓慢,前肢爬行,后肢呈八字状,走路共济失调。术后2~4天,各症状已减轻,双睑稍浮肿,行动欠灵活;术后5~6天,眼睑 浮肿消失,肢体活动已灵活。参照Kikuo等[5]中风指数进行评分,所有缺血再灌注术后大鼠均在10~14分之间;术后6天,中风指数0~2分。

    2.4 学习记忆的情况

    2.4.1 同一时点的横向比较见表2。

    表1 各组大鼠不同时点血压比较(kPa,±s) day

    假术组
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    RHR组

    RHR假缺血组

    模型组

    n

    10

    10

    10

    10

    RHR前

    14.01±1.16

    14.33±1.27

    14.09±1.46

    14.27±1.42
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    7

    15.11±1.30

    17.75±1.67

    18.50±1.79

    17.96±1.68

    14

    16.18±1.14

    18.64±1.47

    19.65±1.30

    20.15±1.90

    28

    15.55±1.53
, 百拇医药
    20.00±1.64

    20.35±1.33

    21.86±1.67

    42

    16.25±1.58

    22.07±1.45

    22.02±1.54

    22.63±1.88

    49

    15.53±1.39

    23.08±1.43

    23.08±1.43
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    23.04±1.55

    56

    16.04±1.14

    23.75±1.14

    23.65±1.23

    23.08±1.41

    70

    16.44±1.42

    24.76±0.99

    23.27±1.70

    23.81±1.38

    83
, 百拇医药
    16.61±1.14

    25.73±1.55

    23.91±1.53

    24.50±1.33

    表2 各组大鼠水迷宫测试结果比较(second,±s) day

    假术组

    RHR组

    RHR假缺血组

    模型组

    n

    10
, 百拇医药
    10

    10

    10

    36

    72.63±13.22

    67.46±20.44

    59.41±21.02

    60.18±25.17

    37

    39.42±22.21

    40.30±12.68

    31.77±19.74
, 百拇医药
    46.01±26.48

    38

    35.10±26.31

    29.77±9.20

    27.77±28.42

    28.10±14.87

    39

    28.01±10.40

    22.84±13.21

    21.94±6.61

    25.17±16.33

    40
, 百拇医药
    24.63±20.92

    16.71±6.57

    18.43±3.39

    25.24±16.95

    41

    21.39±10.29

    16.93±7.83

    13.93±3.78

    15.46±13.67

    42

    14.2±3.22

    13.59±4.52
, 百拇医药
    12.29±3.42

    12.06±5.07

    49

    16.18±6.87

    16.52±6.67

    12.01±4.68

    34.36±9.23***ΔΔΔ▲▲▲

    56

    11.27±3.86

    14.97±7.89Δ

    9.04±3.62
, 百拇医药
    39.68±15.10***ΔΔΔ▲▲▲

    70

    11.75±3.48

    16.70±5.58

    18.17±4.37

    34.16±10.12***ΔΔΔ▲▲▲

    78

    15.37±3.04

    15.41±3.40ΔΔ

    9.44±3.09

    27.45±12.33*ΔΔΔ▲
, 百拇医药
    79

    12.07±4.74

    17.92±4.52*ΔΔ

    7.08±4.71

    25.75±15.12*ΔΔ

    80

    11.10±2.93

    16.77±4.36*ΔΔ

    8.43±2.59

    27.65±12.21***ΔΔΔ▲

, 百拇医药     81

    7.61±2.76

    17.76±4.61***ΔΔ

    9.13±5.34

    25.54±15.99***ΔΔ

    82

    7.62±2.31

    17.35±3.76***Δ

    10.67±4.77

    26.00±12.18***Δ▲

, 百拇医药     83

    80.81±7.07

    70.38±14.41

    79.73±5.89

    51.55±11.20***ΔΔΔ▲

    84

    4.98±1.50

    6.55±1.81

    5.81±1.90

    6.11±1.84

    注:与假术组比较*P<0.05,**P<0.01,***P<0.005;与RHR假缺血组比较ΔP<0.05,ΔΔP<0.01,ΔΔΔP<0.005;与RHR组比较▲P<0.05 ▲▲P<0.01 ▲▲▲P<0.005。
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    从表2看出,各组在缺血再灌注术前学习记忆成绩差异无显著性意义,并随游泳天数的增加而学习记忆成绩增加(时间缩短)。术后7、14天(RHR49、56天)模型组游泳时间明显长于其它三组(P均<0.005);术后28、36~42天(RHR70、78~82天)游泳时间缩短,但与其它组比较仍有显著性差异(P<0.01~0.005);与假术组相比,高血压假缺血组学习记忆成绩无显著性差异(P>0.05);RHR组潜伏期假术组(70.78天)显著延长;RHR组又比RHR假缺血组(79~82天)明显延长(P<0.05~0.01)。

    第83天空间探索试验比较:模型组比其它3组显著缩短(P<0.01~0.005);假术组、RHR、RHR假术组之间无显著性差异(P>0.05)。第84天游泳能力比较:各组无显著性差异(P>0.05)。

    2.4.2 不同时点的纵向比较

    取RHR42天作缺血前学习记忆成绩,缺血术后顺取RHR49、56、70、78~82天的成绩作自身前后比较。
, 百拇医药
    与缺血前比,假术组、高血压假缺血组于各时点渐成下降之势,无统计学意义(P>0.05),RHR组于49天稍延长后,56~82天逐渐先升后降,但与42天比P>0.05。模型组于缺血后7天(49天)明显延长(P<0.01),缺血后14天(56天)延长更明显(P<0.005);与56天比,于70、78~82天趋于缩短,但与缺血前比较仍明显延长(P均<0.005)。

    2.5 高血压与学习记忆的关系

    RHR术后42、49、56、70、83天所测血压与相同时点水迷宫测试的成绩,作直线相关、回归分析。结果:RHR组、模型组的学习记忆成绩(找到平台时间)与血压无明显正相关。以83天所测血压和记忆成绩(在原平台位置滞留时间),对假术组、RHR、RHR假缺血组进行相关回归分析,无明显负相关。3 讨论

    3.1 关于高血压VD动物模型的建立

, 百拇医药     因临床上80%的中风系由脑缺血所造成,而改善缺血周围区的血流供应是近几年国内外研究的焦点问题,其治疗多强调在急性期,所以基础研究方面也以脑缺血性期所致学习记忆行为障碍报道为多见,且多用健康的动物作实验,不利于人类脑卒中防治的研究,宜选用有慢性高血压病变的动物才能使模型更接近人类[6]。由于VD是一个渐进的过程,常有高血压、动脉硬化、心脏病、高脂血等高危因素,因而探讨模拟VD的动物模型对进一步研究其机理有重要意义。

    我们首先复制了RHR大鼠。RHR有如下特点[4,7]:避免了遗传因素,高血压形成率高;随着血压的逐渐升高,渐渐发生脑小动脉硬化性改变;其高血压值和脑卒中症状与人类相似,RHR后3周开始出现脑血管通透性增高;其病理生理改变与临床高血压病多半相同。与健康鼠或正常血压鼠、遗传因素起决定性作用的自发性高血压大鼠不同,RHR是研究高血压及其并发症的合适模型。

    然后在RHR基础上反复阻断双侧颈总动脉及迷走神经,引起模型大鼠大脑供血中断及迷走神经反射性血压下降,造成急性不完全性脑缺血[8]。实验结果显示:RHR血压呈持续上升,6周末(42天)时已达22.07kPa。缺血术后,经电镜检查,证实有缺血的组织形态学改变;各术后SD均出现神经行为学的改变,符合脑损害的特征;6天时,中风指数已降至正常(≤3分),无肢体残疾。缺血后2周(56天)学习记忆成绩下降显著,达到本实验所定的痴呆标准,痴呆率为87.18%(34/39)。
, 百拇医药
    实验结果尚显示:从组间任一时点的横向比较上看,模型组学习记忆成绩都比其他组差;从自身不同时点的纵向比较上看,模型组随着学习记忆的次数增多而成绩有所好转,但与缺血前相比,差异仍有统计学意义,从而提示反复的练习可在一定程度上地提高痴呆大鼠学习记忆的能力。模型组记忆能力(空间探索)显著低于其它三组,而肌力(游泳能力)测试与三组无差异,表明其水迷宫潜伏期延长 并非由于肌力不足所致。

    高血压与学习记忆的关系虽无显著性意义,但已呈现出负相关的趋势,这是否为因果关系或伴随关系尚待进一步研究。

    3.2 关于复合VD模型的中医证型

    从整个过程来分析,模型组在造RHR后多表现出易怒烦躁、相斗相咬,我们认为此时属于水不涵木、肝阳上亢证型。缺血后多表现为眼睑浮肿、反应迟钝、行动缓慢、共济失调等症状,应属于肝肾不足、气血两虚(虚风内动)型。最后出现智能(学习记忆)下降,游泳时漫无目的(呆板漫游),智属肾,肾精不足,则脑髓空虚;结合“病史”,实验夹持双肾、又阻断人迎脉血流,头脑诸窍失充,再结合脑肾病检考虑,应辨为肾髓不足、气滞血瘀之证。可见,对复合VD大鼠,应动态辨证,在不同的时期有不同的表现和相应的证型。提示临床上对VD应根据实际情况,动态辨证论治,因病因时制宜,切忌一证一方一药到底。
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    我们所建立的复合VD模型有几个特点:所用动物有完整的脑底动脉环,其血管解剖接近人类,来源广、易于手术和管理,且已有大量有关其生理生化、病理及药理方面的资料供比较分析;缺血前已有肾性高血压小血管病变,可排除遗传性血管损害的影响;造模操作简单、缺血确切、病灶多发、无肢体运动障碍、痴呆率高、存活期长,可用于对VD进行较长时期的慢性研究。本实验进行了电针与药物的对照研究,将另文报道。

    广东省自然科学基金资助课题之实验研究部分(No.960548),广东省博士后科研经费资助项目,No:1999(粤博管办)19

    作者简介:莫飞智,男, 35岁,医学博士,在站博士后。研究方向:光子中医学(激光、超弱发光与中医药、针灸学关联)的基础、临床及激光医疗仪器的开发和应用研究。

    参考文献

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    [2] 张德兴,贺新红 ,张文光,等.锰对大鼠子代发育的影响.卫生研究.1998,27(4):237

    [3] 杨伯宁,张德兴,檀进发,等.孕期锰染毒对子鼠神经行为的影响.广西医科大学学报.1998,15(2):5

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    [5] KIKUO OHNO,UMEO ITO and YUTAK

    -AINABA.Regional cerebral blood and stroke index after left carotid artery ligation in the conscious gerbil.Brain reseach.1984,297:151

    [6] Millikan C.Animal stroke models.Stroke.1992,23(6):795

    [7] 方燕南,黄如训,苏镇培,等.高血压鼠与正常鼠局部脑梗死后微循环结构改变的区别.中山医科大学学报.1995,16(3):8

    [8] 白晓玲,黄志光,莫志贤.酸枣仁总皂甙对大鼠脑缺血损害及脑组织生化指标的影响.中国中药杂志.1996,21(2):110

    收稿日期:2000-02-01, 百拇医药