异丙酚对大鼠不完全脑缺血及再灌注后LPO和脑水含量的影响
作者：张良成 杨锡馨 林财珠
单位：张良成(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)；杨锡馨(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)；林财珠(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)
关键词：异丙酚；脑缺血；脑保护；自由基；脑水肿
中国新药杂志000108
摘 要：目的：探讨异丙酚对活体大鼠脑不完全缺血再灌注后LPO及脑水肿程度的影响。方法：40只健康SD大鼠随机分为5组，A组为无缺血对照组，C及E组分别为异丙酚麻醉下脑不完全缺血和缺血再灌注组，B及D组为非异丙酚麻醉下脑不完全缺血和缺血再灌注组。各组大鼠在达到预定的缺血及再灌注时间后，断头取脑皮质测定LPO和水含量。结果：脑皮质水含量B组较A组升高( P<0.05)，D组升高更明显(P<0.01)；但C组0.05)，但D组升高显著(P<0.01)，而E组LPO含量0.05)。结论：异丙酚能明显降低大鼠脑不完全缺血及再灌注后脑皮质LPO含量，并减轻脑水肿程度。
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EFFECTS OF PROPOFOL ON LPO METABOLISM AND CEREBRAL WATER CONTENT AFTER REPERFUSION IN RATS WITH INCOMPLETE CEREBRAL ISCHEMIA
Zhang Liangcheng,Yang Xixin,Lin Caizhu
(Department of Anesthesia,The First Hospital Affliated
to Fujian Medical University,Fuzhou 350005)
ABSTRACT：OBJECTIVE：To investigate the effects of propofol on cere bral water content and LPO metabolism in rats model.METHODS：40 hea lthy SD rats were randomly divided into 5 goups.Group A was used as control;group C and E were propofol anethesized groups with incomplete cerebral ischemia and ischemic reperfusion respectively;and group B and D were other agent anethesized groups with incomplete cerebral ischemia and ischemic repefusion respectively. Cortex samples were taken from rats in all groups at the fixed time of ischemic and reperfusion and the LPO and water contents were measured. RESULTS：The increase in cortex water content was in the order:group D>group B>grou p A and group Cgroup B>group A and group Egroup B and there were no significant differences in group B,C,D,and E. CONCLUSION：The cortex LPO content after reperfusion in rats with incomplete cerebral ischemia can be significantly by propo fol and their cerebral edema can also be relieved.
, 百拇医药
KEY WORDS：Propofol;Cerebral ischemia;Brain protection;Free radica l;Cerebral edema▲
近来实验发现新型静脉麻醉药异丙酚能直接与氧自由基起化学反应，消除其生物活性。本研究通过观察异丙酚对活体大鼠不完全脑缺血再灌注后脑组织LPO代谢及脑水肿程度的影响，探讨其对脑保护的作用和机制。
材料和方法
1 动物分组
健康雄性SD大鼠40只，体重400～420g，随机分成5组：无缺血对照组(A)，非异丙酚不完全脑缺血组(B)，异丙酚不完全脑缺血组(C)，非异丙酚不完全脑缺血再灌注组(D)，异丙酚不完全脑缺血再灌注组(E)，每组大鼠各8只。
2 不完全脑缺血模型制备
, 百拇医药
采用双颈动脉夹闭合并低血压(50mmHg)法[1]模似不完全性脑缺血，即大鼠经夹闭双颈动脉并从左股动脉放血至平均动脉压达50mmHg，并维持30min，放出血液经无菌保存于37 ℃水浴中。再灌注时，放松双侧颈动脉夹，并将放出的自身血液回输使血压恢复至缺血前水平，维持 60min，必要时辅以适量的林格氏液。整个过程中以热敏温度计探头置于肛门内，连续测定肛温，并以白炽灯照大鼠，使其肛温维持于37℃左右。
3 麻醉给药方法
先以25%乌拉坦0.5ml/100g腹腔注射麻醉后，分离双颈动脉和左股动静脉，按上法制作不完脑缺血。对照组大鼠在完成上述准备后即断头取脑皮质，异丙酚组大脑先给2mg/(kg.min ),5min后，改为20mg/(kg.h)维持至实验结束；非异丙酚组给予芬太尼25μg/(kg.h),同时辅以0.1mg/(kg.min)的维库溴铵，以呼吸机行人工呼吸，以维持PaCO2为35～40 mmHg，PaO2>98mmHg。
, 百拇医药
4 指标的测定
4.1 脑皮质水含量 从各实验动物取得的脑皮质立即取部分经电光分析天平( 分度值0.1mg)精确称重后，放入120℃恒温干燥箱烘烤24h至恒重后，再精确称干脑组织重量，并按Elliot干湿重法计算脑皮质含水量，以百分率表示。
4.2 脑皮质LPO含量 称取脑皮质100mg加10 mmol/L的Tris-HCl(pH7.4，含0.1mmol/L乙二胺四乙酸EDTA)缓冲液1.0ml，玻璃匀浆器匀浆，然后在0℃冰水浴下超声30s，取匀浆液50μl 按改良Lowry's法测定蛋白含量，余匀浆经4 000r/min离心后汲取上清液，以TBA比色法测定 LPO含量；用Pyrogallol-NBT比色法测定SOD活力。
5 统计学处理
采用t检验及相关回归分析，P<0.05有统计学意义。
, 百拇医药
结 果
1 大鼠脑皮质含水量变化
脑皮质含量B组较A组升高(P<0.05)，D组升高更明显；C组和E组的脑皮质含水量分别明显小于B组和D组(P<0.01)，见表1。
表1 各观察指标在各组含量变化
(
±s)
A
B
C
D
E
, 百拇医药
LPO(nmol/mg蛋白)
1.45±0.27
1.75±0.34
1.61±0.38
6.09 ±0.93bd
2.89±0.68ae
SOD(u/mg蛋白)
8.37±0.80
7.26±0.72a
7.33±0.58a
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6.86±0.91a
6.94±0.59
Water(%)
78.12±0.31
79.70±0.55a
78.61±0.33
81.63±0.52bc
79.73±0.48 ac
与A组比较a：P<0.05；b：P<0.01;与B组比较c：P<0.05 ；d:P<0.01；与D组比较
, 百拇医药 e：P<0.01
2 各组大鼠脑皮质LPO含量及SOD活力的变化
B组和C组大鼠脑皮质LPO含量都有升高趋势，SOD活力也下降；再灌注后，SOD活力在两组都进一步降低；LPO含量在D组进一步升高，为A组的4倍多(P<0.01)，也明显高于E组，达 2.1倍(P<0.01)。
讨 论
近来，在体外实验中发现异丙酚有抗氧化作用，并确定此特性与其化学结构中含有能与自由基发生化学反应的酚基因有关，且其作用类似维生素E，能干扰自由基脂质过氧化反应摄氢作用而降低其活性[2～5]。Hans等[6]应用临床麻醉浓度(20～30μmol/ L)的异丙酚与谷氨酸和天冬氨酸一起加入体外培养神经细胞中，发现其可减轻后者的病理损伤程度，并认为此现象与异丙酚的抗自由基作用有关，而与其溶酶脂肪乳剂无关。本实验发现在活体内，临床麻醉剂量异丙酚可降低脑缺血再灌注后LPO的生成量，说明在活体内麻醉剂量的异丙酚也能发挥其抗自由基脂质过氧化作用；同时发现异丙酚对体内氧自由基清除系统SOD的活力并无明显影响，因此认为其抗氧化作用主要由其直接抗自由基作用所致。
, 百拇医药
在本研究中异丙酚处理组脑缺血及再灌注后脑皮质水含量均明显低于同期非异丙酚处理组，提示异丙酚可降低脑不完全缺血和再灌注后脑水肿程度，可能与下列机制有关：①模型为脑不完全性缺血，在缺血期存在少量血流灌注，但不能满足细胞正常代谢所需氧和能量；异丙酚可通过对γ-氨基于酸A型受体及甘氨酸的受体的作用[7，8]，增强中枢抑制性递质对脑活动的抑制作用，降低脑的基础代谢率和氧耗量[9]，可延缓能量耗竭，有利于保护细胞膜包括各种离子泵的功能和减轻细胞内酸中毒。②异丙酚在活体内同样可直接清除自由基，减轻脂质过氧化反应，有利于减轻再灌注期因自由基产生过量造成的损伤。③最近研究发现，异丙酚可直接作用于细胞膜上Na+通道，呈剂量依赖性降低缺血氧下通道依赖的Na+内流，降低胞内Na+含量[10]。另外，异丙酚抑制缺血后的Na+内流，可减少谷氨酰胺向胞外释放[10]；其清除自由基的功能也有利于防止超氧化物对胶质细胞摄取转运胞外谷氨酰胺的抑制作用[11]，而后者在胞外过度积聚已被证实是脑缺血和再灌注期损伤的重要机制之一。有关异丙酚对兴奋毒性氨基酸的影响值得进一步探讨。
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本实验结果提示在临床中遇到可能造成脑不完全性缺血病生过程(如颈部和颅内大血管手术、严重低血压休克、重度颅脑外伤及低温停循环等)时，异丙酚的应用对减轻其脑损伤作用，改善神经功能恢复可能是有益的。
参考文献：
[1]徐叔云，卞如濂，陈修主编.药理实验方法学.第2版.北京：人民卫生出版社，1994.946
[2]Bianchi M,Battistin T,Galzigna L.2，6-diiso-propyphenol,a general anesthesia i nhibits glutamate action on rat synaptosomes.Neutochem Res,1991,16(4)∶443
[3]Murphy pG,Myers Ds,Davies et MJ,et al.The antioxidant potential of propofol (2，6-diiosopro-pylphenol).Br J Anaesth,1992,68(6)∶613
, 百拇医药
[4]Kokita N,Hara A.Propofol attenuates hydrogen neroxide-induced mechanical and metabolic derangements in the isolated rat heart. Anesthesiology,1996 ,84(1)∶117
[5]Hans P,Deby G,Deby-Dupont G,et al.Effect of propofol on in vitro lipid peroxidation induced by different free radical generating system:a comparison with vitamin E.J Neurosurg Anesth,1996,8(1)∶154
[6]Hans P,Bonhomme V,Collette J,et al.propofol protects culture drat hippocampsl neurons against N-methyl-D-aspartate receptor mediated glutamate toxicity.J Neurosurg Anesth,1994,6∶249
, http://www.100md.com
[7]Krasowski MD,Koltchine W,Rick CE,et al. Propofol and other intravenous anesthetics have sites of action on the gama-aminobutyric acid type A receptor distinct from that for isoflurane.Mol Pharmacol,1998,53(3)∶530
[8]Daniels S,Roberts RJ.Post-synaptic inhibitory mechanisms of anaesthesia:glycine receptors. Toxicol Lett,1998,100-101∶71
[9]Ramani R,Todd MM,Warner DS. A dose-response stuty fo the influe nce of propofol on cerebral blood flow,metabolism an electroencephalogram in the rabbit .J Neurosurg Anesth,1992,4Z(1)∶110
, 百拇医药
[10]Ratnakumari L,Hemmings Hc,Jr.Effect of influx and glutamate release inrat cerebrocortical synaptosone.Anesthesiol,1997,86(2)∶428
[11]Sitar SM,Hanifi-moghaddam P,Gelb A,et al.Propofol prevents pero xide-induced inhibition ofglutamate transport in cultured astrocytes. Anesth esiol,1999,90(5)∶1446
收稿日期：1999-04-27
修稿日期：1999-06-21, 百拇医药
单位：张良成(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)；杨锡馨(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)；林财珠(福建医科大学附属第一医院麻醉科，福州 350005)
关键词：异丙酚；脑缺血；脑保护；自由基；脑水肿
中国新药杂志000108
摘 要：目的：探讨异丙酚对活体大鼠脑不完全缺血再灌注后LPO及脑水肿程度的影响。方法：40只健康SD大鼠随机分为5组，A组为无缺血对照组，C及E组分别为异丙酚麻醉下脑不完全缺血和缺血再灌注组，B及D组为非异丙酚麻醉下脑不完全缺血和缺血再灌注组。各组大鼠在达到预定的缺血及再灌注时间后，断头取脑皮质测定LPO和水含量。结果：脑皮质水含量B组较A组升高( P<0.05)，D组升高更明显(P<0.01)；但C组
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EFFECTS OF PROPOFOL ON LPO METABOLISM AND CEREBRAL WATER CONTENT AFTER REPERFUSION IN RATS WITH INCOMPLETE CEREBRAL ISCHEMIA
Zhang Liangcheng,Yang Xixin,Lin Caizhu
(Department of Anesthesia,The First Hospital Affliated
to Fujian Medical University,Fuzhou 350005)
ABSTRACT：OBJECTIVE：To investigate the effects of propofol on cere bral water content and LPO metabolism in rats model.METHODS：40 hea lthy SD rats were randomly divided into 5 goups.Group A was used as control;group C and E were propofol anethesized groups with incomplete cerebral ischemia and ischemic reperfusion respectively;and group B and D were other agent anethesized groups with incomplete cerebral ischemia and ischemic repefusion respectively. Cortex samples were taken from rats in all groups at the fixed time of ischemic and reperfusion and the LPO and water contents were measured. RESULTS：The increase in cortex water content was in the order:group D>group B>grou p A and group C
, 百拇医药
KEY WORDS：Propofol;Cerebral ischemia;Brain protection;Free radica l;Cerebral edema▲
近来实验发现新型静脉麻醉药异丙酚能直接与氧自由基起化学反应，消除其生物活性。本研究通过观察异丙酚对活体大鼠不完全脑缺血再灌注后脑组织LPO代谢及脑水肿程度的影响，探讨其对脑保护的作用和机制。
材料和方法
1 动物分组
健康雄性SD大鼠40只，体重400～420g，随机分成5组：无缺血对照组(A)，非异丙酚不完全脑缺血组(B)，异丙酚不完全脑缺血组(C)，非异丙酚不完全脑缺血再灌注组(D)，异丙酚不完全脑缺血再灌注组(E)，每组大鼠各8只。
2 不完全脑缺血模型制备
, 百拇医药
采用双颈动脉夹闭合并低血压(50mmHg)法[1]模似不完全性脑缺血，即大鼠经夹闭双颈动脉并从左股动脉放血至平均动脉压达50mmHg，并维持30min，放出血液经无菌保存于37 ℃水浴中。再灌注时，放松双侧颈动脉夹，并将放出的自身血液回输使血压恢复至缺血前水平，维持 60min，必要时辅以适量的林格氏液。整个过程中以热敏温度计探头置于肛门内，连续测定肛温，并以白炽灯照大鼠，使其肛温维持于37℃左右。
3 麻醉给药方法
先以25%乌拉坦0.5ml/100g腹腔注射麻醉后，分离双颈动脉和左股动静脉，按上法制作不完脑缺血。对照组大鼠在完成上述准备后即断头取脑皮质，异丙酚组大脑先给2mg/(kg.min ),5min后，改为20mg/(kg.h)维持至实验结束；非异丙酚组给予芬太尼25μg/(kg.h),同时辅以0.1mg/(kg.min)的维库溴铵，以呼吸机行人工呼吸，以维持PaCO2为35～40 mmHg，PaO2>98mmHg。
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4 指标的测定
4.1 脑皮质水含量 从各实验动物取得的脑皮质立即取部分经电光分析天平( 分度值0.1mg)精确称重后，放入120℃恒温干燥箱烘烤24h至恒重后，再精确称干脑组织重量，并按Elliot干湿重法计算脑皮质含水量，以百分率表示。
4.2 脑皮质LPO含量 称取脑皮质100mg加10 mmol/L的Tris-HCl(pH7.4，含0.1mmol/L乙二胺四乙酸EDTA)缓冲液1.0ml，玻璃匀浆器匀浆，然后在0℃冰水浴下超声30s，取匀浆液50μl 按改良Lowry's法测定蛋白含量，余匀浆经4 000r/min离心后汲取上清液，以TBA比色法测定 LPO含量；用Pyrogallol-NBT比色法测定SOD活力。
5 统计学处理
采用t检验及相关回归分析，P<0.05有统计学意义。
, 百拇医药
结 果
1 大鼠脑皮质含水量变化
脑皮质含量B组较A组升高(P<0.05)，D组升高更明显；C组和E组的脑皮质含水量分别明显小于B组和D组(P<0.01)，见表1。
表1 各观察指标在各组含量变化
(
±s)A
B
C
D
E
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LPO(nmol/mg蛋白)
1.45±0.27
1.75±0.34
1.61±0.38
6.09 ±0.93bd
2.89±0.68ae
SOD(u/mg蛋白)
8.37±0.80
7.26±0.72a
7.33±0.58a
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6.86±0.91a
6.94±0.59
Water(%)
78.12±0.31
79.70±0.55a
78.61±0.33
81.63±0.52bc
79.73±0.48 ac
与A组比较a：P<0.05；b：P<0.01;与B组比较c：P<0.05 ；d:P<0.01；与D组比较
, 百拇医药 e：P<0.01
2 各组大鼠脑皮质LPO含量及SOD活力的变化
B组和C组大鼠脑皮质LPO含量都有升高趋势，SOD活力也下降；再灌注后，SOD活力在两组都进一步降低；LPO含量在D组进一步升高，为A组的4倍多(P<0.01)，也明显高于E组，达 2.1倍(P<0.01)。
讨 论
近来，在体外实验中发现异丙酚有抗氧化作用，并确定此特性与其化学结构中含有能与自由基发生化学反应的酚基因有关，且其作用类似维生素E，能干扰自由基脂质过氧化反应摄氢作用而降低其活性[2～5]。Hans等[6]应用临床麻醉浓度(20～30μmol/ L)的异丙酚与谷氨酸和天冬氨酸一起加入体外培养神经细胞中，发现其可减轻后者的病理损伤程度，并认为此现象与异丙酚的抗自由基作用有关，而与其溶酶脂肪乳剂无关。本实验发现在活体内，临床麻醉剂量异丙酚可降低脑缺血再灌注后LPO的生成量，说明在活体内麻醉剂量的异丙酚也能发挥其抗自由基脂质过氧化作用；同时发现异丙酚对体内氧自由基清除系统SOD的活力并无明显影响，因此认为其抗氧化作用主要由其直接抗自由基作用所致。
, 百拇医药
在本研究中异丙酚处理组脑缺血及再灌注后脑皮质水含量均明显低于同期非异丙酚处理组，提示异丙酚可降低脑不完全缺血和再灌注后脑水肿程度，可能与下列机制有关：①模型为脑不完全性缺血，在缺血期存在少量血流灌注，但不能满足细胞正常代谢所需氧和能量；异丙酚可通过对γ-氨基于酸A型受体及甘氨酸的受体的作用[7，8]，增强中枢抑制性递质对脑活动的抑制作用，降低脑的基础代谢率和氧耗量[9]，可延缓能量耗竭，有利于保护细胞膜包括各种离子泵的功能和减轻细胞内酸中毒。②异丙酚在活体内同样可直接清除自由基，减轻脂质过氧化反应，有利于减轻再灌注期因自由基产生过量造成的损伤。③最近研究发现，异丙酚可直接作用于细胞膜上Na+通道，呈剂量依赖性降低缺血氧下通道依赖的Na+内流，降低胞内Na+含量[10]。另外，异丙酚抑制缺血后的Na+内流，可减少谷氨酰胺向胞外释放[10]；其清除自由基的功能也有利于防止超氧化物对胶质细胞摄取转运胞外谷氨酰胺的抑制作用[11]，而后者在胞外过度积聚已被证实是脑缺血和再灌注期损伤的重要机制之一。有关异丙酚对兴奋毒性氨基酸的影响值得进一步探讨。
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本实验结果提示在临床中遇到可能造成脑不完全性缺血病生过程(如颈部和颅内大血管手术、严重低血压休克、重度颅脑外伤及低温停循环等)时，异丙酚的应用对减轻其脑损伤作用，改善神经功能恢复可能是有益的。
参考文献：
[1]徐叔云，卞如濂，陈修主编.药理实验方法学.第2版.北京：人民卫生出版社，1994.946
[2]Bianchi M,Battistin T,Galzigna L.2，6-diiso-propyphenol,a general anesthesia i nhibits glutamate action on rat synaptosomes.Neutochem Res,1991,16(4)∶443
[3]Murphy pG,Myers Ds,Davies et MJ,et al.The antioxidant potential of propofol (2，6-diiosopro-pylphenol).Br J Anaesth,1992,68(6)∶613
, 百拇医药
[4]Kokita N,Hara A.Propofol attenuates hydrogen neroxide-induced mechanical and metabolic derangements in the isolated rat heart. Anesthesiology,1996 ,84(1)∶117
[5]Hans P,Deby G,Deby-Dupont G,et al.Effect of propofol on in vitro lipid peroxidation induced by different free radical generating system:a comparison with vitamin E.J Neurosurg Anesth,1996,8(1)∶154
[6]Hans P,Bonhomme V,Collette J,et al.propofol protects culture drat hippocampsl neurons against N-methyl-D-aspartate receptor mediated glutamate toxicity.J Neurosurg Anesth,1994,6∶249
, http://www.100md.com
[7]Krasowski MD,Koltchine W,Rick CE,et al. Propofol and other intravenous anesthetics have sites of action on the gama-aminobutyric acid type A receptor distinct from that for isoflurane.Mol Pharmacol,1998,53(3)∶530
[8]Daniels S,Roberts RJ.Post-synaptic inhibitory mechanisms of anaesthesia:glycine receptors. Toxicol Lett,1998,100-101∶71
[9]Ramani R,Todd MM,Warner DS. A dose-response stuty fo the influe nce of propofol on cerebral blood flow,metabolism an electroencephalogram in the rabbit .J Neurosurg Anesth,1992,4Z(1)∶110
, 百拇医药
[10]Ratnakumari L,Hemmings Hc,Jr.Effect of influx and glutamate release inrat cerebrocortical synaptosone.Anesthesiol,1997,86(2)∶428
[11]Sitar SM,Hanifi-moghaddam P,Gelb A,et al.Propofol prevents pero xide-induced inhibition ofglutamate transport in cultured astrocytes. Anesth esiol,1999,90(5)∶1446
收稿日期：1999-04-27
修稿日期：1999-06-21, 百拇医药