损伤性窒息犬大脑皮质运动区单胺类递质的变化
作者：邱永明 张保中 费智敏 罗其中
单位：上海第二医科大学附属仁济医院神经外科 200001
关键词：损伤性窒息；脑损害；单胺类神经递质
临床神经病学杂志000601 【摘要】 目的 探讨损伤性窒息犬大脑皮质运动区单胺类递质的变化，为其治疗提供科学依据。方法 建立犬损伤性窒息脑损害模型，用高效液相电化学方法(HPLC-DC)测定大脑皮质中单胺类递质及其代谢产物在不同时间的改变。结果 大脑皮质运动区在损伤后2小时5-羟吲哚乙酸(5-HIAA〕明显升高；8小时后5-羟色胺(5-HT)、高香草酸(HVA)升高；去甲肾上腺素(NE)及3、4-双羟苯乙酸(DOPAC)变化不明显。结论 单胺类神经递质参与了损伤性窒息后继发脑损害的病理过程，早期应用5-羟色胺拮抗剂或合成抑制剂是治疗损伤性窒息脑损害的一个可行方法。
Changes on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex motor area of traumatic asphyxia canine
, 百拇医药
Qiu Yongming,Zhang Baozhong,Fei Zhimin,et al.
(Department of Neurosurgery,Ren Ji Hospital,Shanghai Second Medical University,Shanghai 200001)
【Abstract】 Objective To investigate the change on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex motor area of traumatic asphyxia canines and provide scientific basis for its therapy.Methods The model of canine traumatic asphyxia was established,the change on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex (motor area) and the products of metabolism during different time were tested with HPLC-DC method.Results At 2 h after damage in cerebral cortex 5-hydroxyindolecetic acid (5-HIAA) elevated remarkably; At 8 h after da-mage 5-hydroxytryptamine (5-HT), homovanillic acid (HVA) elevated; but there was no obvious change on norepinephrine(NE) and 3,4-dihydroxyphenyl acetic acid (DOPAC).Conclusion The monoamine neurotransmitters might play an important role in the pathological course of secondary brain injury after traumatic asphyxia.The utilization of 5-HT antagonists or compound inhibitor at early stage was a reliable method for treating brain injury after traumatic asphyxia.
, 百拇医药
【Key words】 Traumatic asphyxia Brain injury Monoamine neurotransmitter
临床上,损伤性窒息导致的脑、脊髓损害主要发生在急性期，其神经功能恢复与否与早期治疗有密切关系。但到目前为止，损伤性窒息多采用被动的对症治疗，缺乏及时的、行之有效的治疗措施。本研究旨在揭示损伤性窒息所致脑组织早期单胺类递质改变，为其治疗提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 动物模型制作 杂种犬16条，体重10.5±0.5 kg,随机分为伤后2小时、8小时、24小时组及对照组，每组4只动物。2.5%硫贲妥钠腹腔内注射麻醉，一侧股动脉切开进行生命指标监测，用高压氧驱动机械装置——胸部挤压仪，以8倍于犬体重的压力压迫其胸部9分钟制成模型[1]。对照组在麻醉后处死，采集标本。实验组分别在伤后2小时、8小时和24小时处死，采集标本。
, http://www.100md.com
1.2 标本采集 10%氯化钾心内注射，快速开颅取大脑皮质运动区组织80 mg。置-40 ℃低温冰箱中保存。操作过程避免强光直射，均在上午11时采样。标本加入0.1 mmol/L高氯酸1 ml，冰冷却后用内切式组织匀浆器匀浆1分钟；在-40 ℃下冷冻离心，9000 r/min，30分钟,每个标本取其上清液100 μl作测定之用。
1.3 测定方法 单胺类递质在脑组织中含量极微，本研究采用先进的高效液相色谱电化学法(HPLC-DC)，该法在脑组织测定中精确到50 pg/g。应用仪器：Waters M 6000 A泵，U6 K进样阀；LC-4B/17型电化学检测仪(Bioanalytical System Inc)；C--R3A数据处理仪(日本岛津)。
标准品中各种物质高效液相分析谱基线分离好，各峰面积与浓度有良好的线性关系，r>0.998。测定去甲肾上腺素(NE)、5-羟色胺(5-HT)、5-HT的代谢产物5-羟吲哚乙酸( 5-HIAA)、多巴胺(DA)的两种代谢产物高香草酸(HVA)和3、4-双羟苯乙酸(DOPAC)，各数量单位均为pg/g。
, http://www.100md.com
1.4 统计学处理 实验所得计量资料，应用金正均教授设计的FX-180 P CASIO计算器程序[2]，计算P值。采用Duncan新检验法比较两组间改变。
2 结 果
表1显示大脑皮质运动区各递质的动态变化。可以看出，损伤性窒息后，NE先是上升，8小时达到高峰，此时与对照组比较有显著意义，24小时略低于原来水平。NE是反映实验犬应急状态的指标。5-HT在伤后逐渐上升，8小时和24小时组达到显著意义。5-HIAA明显升高，伤后即为高度显著水平，并且一直持续到24小时。前两者变化说明5-HT利用率明显上升。DA的代谢产物DOPAC在伤后24小时升高至显著水平，HAV在伤后8、24小时升高至显著水平，亦说明其代谢率上升。
表1 各组大脑皮质运动区递质的动态变化(
±s)
, http://www.100md.com
NE
5-HT
5-HIAA
DOPAC
HVA
伤后 2 小时组
239.03±31.09
16.84±1.04
37.77±2.10**
18.76±2.95
85.34±8.54
伤后 8 小时组
, 百拇医药
259.27±16.78*
24.89±3.07*
76.91±2.82**
12.13±4.81
51.53±5.42*
伤后24小时组
107.01±52.25
25.26±1.64*
138.17±2.90**
21.91±3.50*
, 百拇医药
148.74±45.01
对 照 组
150.53±35.91
9.51±2.58
15.30±4.65
9.89±3.07
22.27±0.61
与对照组比较P<0.05，P<0.013 讨 论
脑组织单胺类递质的改变是反映颅内神经代谢敏感的指标。在损伤性窒息中，单胺类递质是否参与了其继发性的脑损害；颅内单胺类递质的改变对损伤性窒息的治疗有何指导意义，这是本研究的出发点。生理情况下，大脑皮质神经元自身不能合成单胺类物质。NE在延髓的蓝斑内合成，5-HT则在脑干的中缝核中合成，DA合成部位为中脑黑质，因此，大脑皮质中单胺类物质都是由脑干传入，这些递质经上行纤维传递，广泛分布古、旧、新皮质中。
, http://www.100md.com
从本研究的结果可知，实验犬在NE恢复正常后，即其应急状态过后，5-HT和DA的代谢产物的升高有显著意义,尤其是5-HT升高明显且持续。这说明5-HT和DA作为神经递质，参与了损伤性窒息继发性的脑损害过程。
损伤性窒息由于受伤者对迎面而来的致伤物的恐惧以及迅即发生的喉头紧闭、胸内压的急骤升高产生一系列损害。其中，脑损害是最主要的和产生后遗症最多的原因[1]，其脑病理改变以能量供应障碍的细胞水平损害为主。损伤性窒息脑损害的机理包括脑组织的压力冲击和缺氧窒息。
多数学者认为[3,4]，单胺类递质对神经系统损伤尤其是它的超微结构损伤中的作用，与其血管活性有关。递质可引起血管痉挛，增加微血管的通透性，从而改变神经细胞内、外环境而引起脑组织的继发性损伤。Wahl等[5]认为，中枢神经系统中单胺类神经递质可以作为神经调质而造成脑组织的继发性损伤。其含义有：(1)当脑组织中单胺类物质升高后，它们通过复杂的化学机理和局部神经元环路影响其它神经递质神经毒性物质的合成与释放，进而引起脑损伤；(2)脑组织中单胺类物质升高后，它们可以作为假神经递质作用于平时并不接受单胺能的神经细胞甚至神经胶质细胞，从而造成脑损伤。神经元为保证每次冲动传递的有效性和灵敏性，必须在短时间内把释放入突触间隙的神经递质清除。对于单胺类神经递质，清除途径包括：释放该神经递质的突触前神经元的重新摄入以及单胺氧化酶在有氧情况下氧化分解。这两者均需要ATP参与。
, 百拇医药
损伤性窒息由于脑组织严重缺氧，突触间隙中单胺类递质不能被及时清除而大大升高，它们漏入细胞外液中。缺氧大大加强了单胺类递质作为血管活性物质和神经调质的脑损伤作用，我们认为这是损伤性窒息脑损害的主要生化机理。
本实验表明，单胺类神经递质的改变作为脑外伤后神经生化改变的一方面，参与了继发性脑损害。损伤性窒息脑损害单胺类物质是升高的，以5-HT最明显。从本实验得出的结论，为利用这些递质尤其是5-HT拮抗剂或合成抑制剂治疗这类脑损伤提供科学依据，提出治疗损伤性窒息的一个新方法。
参 考 文 献
1，罗其中，李善泉，邱永明，等.胸部挤压伤脑损伤的实验研究.中华神经外科杂志，1993，9：16
2，金正钧主编.实用计算器统计方法.上海：上海第二医科大学出版社，1981.35～40
, 百拇医药
3，Duine JM,Floch F,Cann-Moisan C,et al.Simultaneous measurement of monoamines,their metabolites and 2,3-and 2,5-dihydroxybenzoates by highperformance liquid chromatography with electrochemical detection.Application to rat brain dialysates.J Chromatogr B Biomed Sci Appl,1998,25:350
4，Huang W,Chen Y,Shohami E,et al.Neuroprotective effect of rasagiline,a selective moniamine oxidase-B inhibitor,against closed head injury in the mouse.Eur J Pharmacol,1999,366:127
5，Wahl M.Mediators of vascular and parenchymal mechanisms in secondary damage. Acta Neurochirurgica,1993,57 (Suppl):64
(收稿2000-01-28 修回2000-05-10), 百拇医药
单位：上海第二医科大学附属仁济医院神经外科 200001
关键词：损伤性窒息；脑损害；单胺类神经递质
临床神经病学杂志000601 【摘要】 目的 探讨损伤性窒息犬大脑皮质运动区单胺类递质的变化，为其治疗提供科学依据。方法 建立犬损伤性窒息脑损害模型，用高效液相电化学方法(HPLC-DC)测定大脑皮质中单胺类递质及其代谢产物在不同时间的改变。结果 大脑皮质运动区在损伤后2小时5-羟吲哚乙酸(5-HIAA〕明显升高；8小时后5-羟色胺(5-HT)、高香草酸(HVA)升高；去甲肾上腺素(NE)及3、4-双羟苯乙酸(DOPAC)变化不明显。结论 单胺类神经递质参与了损伤性窒息后继发脑损害的病理过程，早期应用5-羟色胺拮抗剂或合成抑制剂是治疗损伤性窒息脑损害的一个可行方法。
Changes on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex motor area of traumatic asphyxia canine
, 百拇医药
Qiu Yongming,Zhang Baozhong,Fei Zhimin,et al.
(Department of Neurosurgery,Ren Ji Hospital,Shanghai Second Medical University,Shanghai 200001)
【Abstract】 Objective To investigate the change on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex motor area of traumatic asphyxia canines and provide scientific basis for its therapy.Methods The model of canine traumatic asphyxia was established,the change on monoamine neurotransmitter in cerebral cortex (motor area) and the products of metabolism during different time were tested with HPLC-DC method.Results At 2 h after damage in cerebral cortex 5-hydroxyindolecetic acid (5-HIAA) elevated remarkably; At 8 h after da-mage 5-hydroxytryptamine (5-HT), homovanillic acid (HVA) elevated; but there was no obvious change on norepinephrine(NE) and 3,4-dihydroxyphenyl acetic acid (DOPAC).Conclusion The monoamine neurotransmitters might play an important role in the pathological course of secondary brain injury after traumatic asphyxia.The utilization of 5-HT antagonists or compound inhibitor at early stage was a reliable method for treating brain injury after traumatic asphyxia.
, 百拇医药
【Key words】 Traumatic asphyxia Brain injury Monoamine neurotransmitter
临床上,损伤性窒息导致的脑、脊髓损害主要发生在急性期，其神经功能恢复与否与早期治疗有密切关系。但到目前为止，损伤性窒息多采用被动的对症治疗，缺乏及时的、行之有效的治疗措施。本研究旨在揭示损伤性窒息所致脑组织早期单胺类递质改变，为其治疗提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 动物模型制作 杂种犬16条，体重10.5±0.5 kg,随机分为伤后2小时、8小时、24小时组及对照组，每组4只动物。2.5%硫贲妥钠腹腔内注射麻醉，一侧股动脉切开进行生命指标监测，用高压氧驱动机械装置——胸部挤压仪，以8倍于犬体重的压力压迫其胸部9分钟制成模型[1]。对照组在麻醉后处死，采集标本。实验组分别在伤后2小时、8小时和24小时处死，采集标本。
, http://www.100md.com
1.2 标本采集 10%氯化钾心内注射，快速开颅取大脑皮质运动区组织80 mg。置-40 ℃低温冰箱中保存。操作过程避免强光直射，均在上午11时采样。标本加入0.1 mmol/L高氯酸1 ml，冰冷却后用内切式组织匀浆器匀浆1分钟；在-40 ℃下冷冻离心，9000 r/min，30分钟,每个标本取其上清液100 μl作测定之用。
1.3 测定方法 单胺类递质在脑组织中含量极微，本研究采用先进的高效液相色谱电化学法(HPLC-DC)，该法在脑组织测定中精确到50 pg/g。应用仪器：Waters M 6000 A泵，U6 K进样阀；LC-4B/17型电化学检测仪(Bioanalytical System Inc)；C--R3A数据处理仪(日本岛津)。
标准品中各种物质高效液相分析谱基线分离好，各峰面积与浓度有良好的线性关系，r>0.998。测定去甲肾上腺素(NE)、5-羟色胺(5-HT)、5-HT的代谢产物5-羟吲哚乙酸( 5-HIAA)、多巴胺(DA)的两种代谢产物高香草酸(HVA)和3、4-双羟苯乙酸(DOPAC)，各数量单位均为pg/g。
, http://www.100md.com
1.4 统计学处理 实验所得计量资料，应用金正均教授设计的FX-180 P CASIO计算器程序[2]，计算P值。采用Duncan新检验法比较两组间改变。
2 结 果
表1显示大脑皮质运动区各递质的动态变化。可以看出，损伤性窒息后，NE先是上升，8小时达到高峰，此时与对照组比较有显著意义，24小时略低于原来水平。NE是反映实验犬应急状态的指标。5-HT在伤后逐渐上升，8小时和24小时组达到显著意义。5-HIAA明显升高，伤后即为高度显著水平，并且一直持续到24小时。前两者变化说明5-HT利用率明显上升。DA的代谢产物DOPAC在伤后24小时升高至显著水平，HAV在伤后8、24小时升高至显著水平，亦说明其代谢率上升。
表1 各组大脑皮质运动区递质的动态变化(
±s), http://www.100md.com
NE
5-HT
5-HIAA
DOPAC
HVA
伤后 2 小时组
239.03±31.09
16.84±1.04
37.77±2.10**
18.76±2.95
85.34±8.54
伤后 8 小时组
, 百拇医药
259.27±16.78*
24.89±3.07*
76.91±2.82**
12.13±4.81
51.53±5.42*
伤后24小时组
107.01±52.25
25.26±1.64*
138.17±2.90**
21.91±3.50*
, 百拇医药
148.74±45.01
对 照 组
150.53±35.91
9.51±2.58
15.30±4.65
9.89±3.07
22.27±0.61
与对照组比较P<0.05，P<0.013 讨 论
脑组织单胺类递质的改变是反映颅内神经代谢敏感的指标。在损伤性窒息中，单胺类递质是否参与了其继发性的脑损害；颅内单胺类递质的改变对损伤性窒息的治疗有何指导意义，这是本研究的出发点。生理情况下，大脑皮质神经元自身不能合成单胺类物质。NE在延髓的蓝斑内合成，5-HT则在脑干的中缝核中合成，DA合成部位为中脑黑质，因此，大脑皮质中单胺类物质都是由脑干传入，这些递质经上行纤维传递，广泛分布古、旧、新皮质中。
, http://www.100md.com
从本研究的结果可知，实验犬在NE恢复正常后，即其应急状态过后，5-HT和DA的代谢产物的升高有显著意义,尤其是5-HT升高明显且持续。这说明5-HT和DA作为神经递质，参与了损伤性窒息继发性的脑损害过程。
损伤性窒息由于受伤者对迎面而来的致伤物的恐惧以及迅即发生的喉头紧闭、胸内压的急骤升高产生一系列损害。其中，脑损害是最主要的和产生后遗症最多的原因[1]，其脑病理改变以能量供应障碍的细胞水平损害为主。损伤性窒息脑损害的机理包括脑组织的压力冲击和缺氧窒息。
多数学者认为[3,4]，单胺类递质对神经系统损伤尤其是它的超微结构损伤中的作用，与其血管活性有关。递质可引起血管痉挛，增加微血管的通透性，从而改变神经细胞内、外环境而引起脑组织的继发性损伤。Wahl等[5]认为，中枢神经系统中单胺类神经递质可以作为神经调质而造成脑组织的继发性损伤。其含义有：(1)当脑组织中单胺类物质升高后，它们通过复杂的化学机理和局部神经元环路影响其它神经递质神经毒性物质的合成与释放，进而引起脑损伤；(2)脑组织中单胺类物质升高后，它们可以作为假神经递质作用于平时并不接受单胺能的神经细胞甚至神经胶质细胞，从而造成脑损伤。神经元为保证每次冲动传递的有效性和灵敏性，必须在短时间内把释放入突触间隙的神经递质清除。对于单胺类神经递质，清除途径包括：释放该神经递质的突触前神经元的重新摄入以及单胺氧化酶在有氧情况下氧化分解。这两者均需要ATP参与。
, 百拇医药
损伤性窒息由于脑组织严重缺氧，突触间隙中单胺类递质不能被及时清除而大大升高，它们漏入细胞外液中。缺氧大大加强了单胺类递质作为血管活性物质和神经调质的脑损伤作用，我们认为这是损伤性窒息脑损害的主要生化机理。
本实验表明，单胺类神经递质的改变作为脑外伤后神经生化改变的一方面，参与了继发性脑损害。损伤性窒息脑损害单胺类物质是升高的，以5-HT最明显。从本实验得出的结论，为利用这些递质尤其是5-HT拮抗剂或合成抑制剂治疗这类脑损伤提供科学依据，提出治疗损伤性窒息的一个新方法。
参 考 文 献
1，罗其中，李善泉，邱永明，等.胸部挤压伤脑损伤的实验研究.中华神经外科杂志，1993，9：16
2，金正钧主编.实用计算器统计方法.上海：上海第二医科大学出版社，1981.35～40
, 百拇医药
3，Duine JM,Floch F,Cann-Moisan C,et al.Simultaneous measurement of monoamines,their metabolites and 2,3-and 2,5-dihydroxybenzoates by highperformance liquid chromatography with electrochemical detection.Application to rat brain dialysates.J Chromatogr B Biomed Sci Appl,1998,25:350
4，Huang W,Chen Y,Shohami E,et al.Neuroprotective effect of rasagiline,a selective moniamine oxidase-B inhibitor,against closed head injury in the mouse.Eur J Pharmacol,1999,366:127
5，Wahl M.Mediators of vascular and parenchymal mechanisms in secondary damage. Acta Neurochirurgica,1993,57 (Suppl):64
(收稿2000-01-28 修回2000-05-10), 百拇医药