荧光显微镜观察电针对实验性急性出血性低血压脑微循环的作用
作者：胡青华 庄逢源 Hideyuki Nimii
单位：胡青华(中日友好医院临床医学研究所血液流变室， 邮政编码 北京100029)；庄逢源(中日友好医院临床医学研究所血液流变室， 邮政编码 北京100029)；Hideyuki Nimii(日本国立循环器病中心脉管生理部)
关键词：电针；前三里；脑微循环；大鼠
微循环学杂志000111
目的： 研究电针对急性出血性低血压的大鼠软脑膜微循环的作用。 方法： 通过股动脉放血造成急性低血压的模型， 经过开颅术后在软脑上安置颅窗， 利用荧光显微镜观察软脑膜微循环和显微图像， 我们分析了针刺过程对脑小动脉的作用。 结果： 电针前三里有增加脑血流的作用。 血压(设y为相对平均血压)-小动脉管径(设x为相对直径)相互关系由以下公式描述： 针刺组： y=1.328 5 x2-2.876 3 x+2.493 1， 非针刺组； y=0.476 6 x2-0.976 2 x+1.508 4。 结论： 电针对急性出血性低血压的大鼠软脑膜微循环有明显的扩张小动脉血管的作用。
, 百拇医药
Effects of Electrical Acupuncture on Cerebral Microcirculation of Acute Hypotension Models with Fluorescent Microscope
Hu Qinghua, Zhuang Fengyuan, Niimi H
(Clinical Research Institute of China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029)
Objective: The present study is concerned with the effect of electrical acupuncture on the pial microcirculation after acute hemorragic hypotension induced in rats. Method: Acute hypotension was induced by withdrawal of blood through a femoral artery and a cranial window preparation was made over the pial. Using fluorescence videomicroscopy, the intravital observations of the pial microcirculation was conducted. Based on the fluorescence video-image, the cerebral arteriolar was evaluated response to the acupuncture procedur. Results: Cerebral blood flow is increased by the effect of electrical acupuncture at Qian sanli. The pressure-diameter relationship for pial arterioles was described by the approximate equation: y=1.328 5 x2-2.876 3 x+2.493 1(with acupuncture); y=0.476 6 x2-0.976 2 x+1.508 4(without acupuncture), where x is the relative blood pressure and y is the relative diameter of arterioles. Conclusion: result shows a marked vasodilation of cerebral arterioles in acute hemorrhagic hypotension under the effect of acupuncture.
, 百拇医药
Key words:Electrical acupuncture; Qian sanli; Cerebral microcirculation; Rat
针刺对脑血流的作用已有很多的临床研究报道， 但多以血液生化指标和组织病理改变为研究 基础， 直接证据证明针刺对脑循环的改变较少。 此实验研究选择大鼠前三里穴电针刺激， 在大鼠麻醉的状态下， 观察针刺对大鼠脑循环的直接作用。 大鼠前三里穴相当于人手阳 明大肠经上的手三里穴， 临床上多用于中风后上肢体麻木的恢复， 其它作用尚不清楚。
1 材料与方法
1.1实验动物方法及药品
Wistar雄性大鼠在戊巴比妥钠[45 mg/kg(体重)]的麻醉下作气管切开， 实行人工呼吸， 调节呼吸频率和潮气量， 保持正常血气。 在血压和血气严格控制下， 行开颅术。 剥离硬 脑膜， 安放颅窗， 并在软脑膜与颅窗之间灌注人工脑脊液(NaCl 6.89 g/L， KCl 0.298 g/L， CaCl2?0.221 g/L， NaHCO3 2.1 g/L， NaH2PO4? 0.187 g/L， MgSO4?0.296 g/L， Dextrise 0.901 g/L)。 血压监测通过股 动脉插管(图1)。
, 百拇医药
1.2 电针刺激选择
电针仪选用WQ-6F型。 选择大鼠左前肢针刺前三里并附电刺激， 电针频率100 cycles/s， 间断刺激持续5 min。
1.3 出血性低血压模型制备
当大鼠血压、 血气处于生理稳定状态时， 经股动脉迅速抽血， 抽至血压约3.99 kPa( 30 mmHg)。 将大鼠自然分为二组： 针刺组(n=5)和非针刺组(n=7)， 二组分别放血5.13±0.61 ml和4.85±1.25 ml， 血压降低 为正常时的79%±5.33%和78.3%±5.7%， 二组放血量及血压降低值无显著差异 。
图 1 实验程序示意
1.4 分析指标及计算公式
, 百拇医药
采用近年来发展起来的荧光显微技术[1，2]， 实验中经大鼠股静脉注射FITC标记 的红细胞及RITC标记的右旋糖酐， 利用FITC和RITC发射荧光波长的不同， 使用不同的滤光 片 ， 分别获得红细胞的脑微血流图和脑微血管网络的几何形态。 避免了由于在血管壁附近的 无细胞层而造成的红细胞流柱直径和血管直径的混淆， 从而得到真实清晰的图像。 采用图 像处理系统DVS-300(Hamamatsu, Japan)， 基于荧光显微镜下的图像记录， 作图像分析处 理， 测出红细胞的流速和动脉丛中的单个小动脉血管管径。 小动脉管径观察范围： 针刺 组30.3±9.92 μm， 非针刺组36.1±12.07 μm， 同时计算管径观察范 围内的局部血流量Q：
Q=πV(D/2)2 (V为血流速度， D为血管直径)
为估价针刺的作用， 我们计算了微血流的传导指数：
, 百拇医药
C=Q/P (P为平均动脉压， Q为流量)
针刺前后的变化以百分数表示[(针刺后数值-针刺前数值)/针刺前数值×100%]， 百分数 越大， 说明针刺引起的改变越大。
2 结 果
本实验采用了FITC标记的红细胞和RITC标记的右旋糖酐二种不同的荧光示踪物， 同时显示 红细胞流动和微血管几何形态， 从而可以明确的确定血管壁的位置， 而避免了通常方法难 以区别细胞流柱和血管壁内直径之间的误差。 同时用标记的红细胞来显示流速也大大提高 了血流速度测量的精确性。 图2和图3分别显示了用FITC标记的典型脑的微血流的图像和RIT C标记的微血管几何图像。 图4、 5分别显示了针刺组在针灸后和非针刺组放血后血流速度 、 血流量在30 min和60 min的改变。 从图中可以看出： 针刺组针刺前三里对大鼠脑微循 环的影响： 针刺30 min后的改善不大， 而在针刺后60 min血流速度(图4)及血流量(图5)均 有 增加， 但P值仍>0.05。 由于血PCO2的变化直接影响血流速度的改变。 PCO2 越高， 血流越快。 故此， 实验始终在血PCO2的严格监测之下。 实验显示， 在本实验 中二组动物的PCO2均保持在正常范围时， 测得针刺组60 min后血流速度较未放血时增加 39.07%±102.3%， 而非针刺组是未放血的-22.3%±39.07%， 处于降低状 态。 针刺组脑血流量增加为未放血时的62.6%±100.1%， 而非针刺组在60 min时 比未放血时降低为-10.7%±20.5%。 针刺组60 min后的传导指数与未放血时相比增 加163.3%±129.5%， 而非针刺组为37.1%±40.8%。
, 百拇医药
图 4 针刺组和非针刺组30及60 min时 红细胞流速的变化
图 5 针刺组和非针刺组30及60 min时 血流量的变化
针刺组和非针刺组相对平均动脉血压和血管相对直径变化(放血后的直径和放血前的直径之 比)的实验结果显示如图6。 从图中可以看出， 随着血压下降时， 血管(血管直径观察范围 20～80 μm)相对直径随血压下降而增大， 呈反比关系。 对于针刺组和非针刺组血管相对 直径(y)和相对平均血压(x)的关系， 可以分别用如下二次方程拟合：
针刺组： y=1.328 5x2-2.876 3x+2.493 1
(R2=0.938 9)
, 百拇医药
非针刺组：y=0.476 6x2-0.976 2x+1.508 4
(R2=0 .809 2)i
图 6 血压-血管管径变化的关系
图2 用FITC标记的典型脑的微血流的图像
图3 标记RITC-Dextran后的微血管网络及血管直径
3 讨 论
, 百拇医药 从上述结果可以看出： 针刺可以提高血流速度和降低血管阻力， 有利于血液对脑组织的充 盈。 然而由于标准差值较大， 标本数少， P值仍大于0.05。 有学者研究报道： 脑缺血时脑局部血管紧张素(A2)含量明显降低， 有利于脑血管扩张[3]。 通常 认为， 脑血流有自我调节系统， 当血压下降时， 为了维持血流灌注， 通过神经、 代谢和肌源性的调节， 使血管扩张而维持血流， 使得血压与血流有不太多的下降， 这是 脑血流调节的重要功能。 血流量的增加是以血管的扩张为基础的。 这种血管自身的调节 [4]在实验中可以观察到。 根据图6可以看出： 针刺组血管扩张增加， 特别在血压 很低的情况下， 即： 当相对平均血压降至0.3时， 针刺组和非针刺组相比， 这种扩 张表现尤为明显， 与非针刺组相比P<0.05， 有明显统计学意义。 提示针刺前三 里组有显著加强脑血流的自动调节的功能， 增强脑微动脉的扩张， 维持脑组织的血流的正 常灌注， 从而有利于脑组织的血流尽早恢复。
实验的结果显示了针灸对血压的影响在二组之间没有明显的差异， 略有轻度的回升， 这在 以往的研究[5]中已得到证实， 预示针灸的作用对血压改变不大。 根据血液动力 学的原理， 我们可以推论： 针灸可以扩张血管， 而血压并不因为血管的扩张而下降， 反 而有轻度的回升， 这提示了针灸前三里穴除扩张脑血管外， 可能还有增加心功能和增加心 输出量的作用， 从而使脑血流速度和脑血流量有明显的改善。
, 百拇医药
本课题得到日本循环器财团的资助， 在日本完成
本文作者简介：胡青华(1955～)， 女， 汉族， 主管技师
参考文献
1，新见 英幸著. 庄逢源译. 脏器微循环研究中的荧光视频显微镜技术. 微循环学 杂志， 1995， 5(1)：2～3.
2，Yamaguchi S, Yamakawa T, Niimi H. Flow change in the microvascular net work under acute obstruction of arteriolar flow in cat brain. In: Niimi H, Oda M , Sawada T, e tal. ed. Progress in microcirculation research. Oxford: Pergamon, 1994. 168～170.
, http://www.100md.com
3，扬军， 李汉先， 吴有胜， 等. 电针对急性脑缺血家兔环核苷素及血管紧张素 Ⅱ的影响. 中国针灸， 1996， 16(5)：38～39.
4，Niimi H. Microcirculatory control in the brain tissue. In: Sawada T. e ds. Tissue perfusion and organ function ischemia/reperfusion injury. Tokyo: Else vier, 1996. 49～59.
5，邢宏义， 关新民. 针灸治疗脑缺血的机理研究述评. 中国针灸， 1996， 16(5) ：56～58.
本文1999-09-29收到, 2000-01-20接受, 百拇医药
单位：胡青华(中日友好医院临床医学研究所血液流变室， 邮政编码 北京100029)；庄逢源(中日友好医院临床医学研究所血液流变室， 邮政编码 北京100029)；Hideyuki Nimii(日本国立循环器病中心脉管生理部)
关键词：电针；前三里；脑微循环；大鼠
微循环学杂志000111
目的： 研究电针对急性出血性低血压的大鼠软脑膜微循环的作用。 方法： 通过股动脉放血造成急性低血压的模型， 经过开颅术后在软脑上安置颅窗， 利用荧光显微镜观察软脑膜微循环和显微图像， 我们分析了针刺过程对脑小动脉的作用。 结果： 电针前三里有增加脑血流的作用。 血压(设y为相对平均血压)-小动脉管径(设x为相对直径)相互关系由以下公式描述： 针刺组： y=1.328 5 x2-2.876 3 x+2.493 1， 非针刺组； y=0.476 6 x2-0.976 2 x+1.508 4。 结论： 电针对急性出血性低血压的大鼠软脑膜微循环有明显的扩张小动脉血管的作用。
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Effects of Electrical Acupuncture on Cerebral Microcirculation of Acute Hypotension Models with Fluorescent Microscope
Hu Qinghua, Zhuang Fengyuan, Niimi H
(Clinical Research Institute of China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029)
Objective: The present study is concerned with the effect of electrical acupuncture on the pial microcirculation after acute hemorragic hypotension induced in rats. Method: Acute hypotension was induced by withdrawal of blood through a femoral artery and a cranial window preparation was made over the pial. Using fluorescence videomicroscopy, the intravital observations of the pial microcirculation was conducted. Based on the fluorescence video-image, the cerebral arteriolar was evaluated response to the acupuncture procedur. Results: Cerebral blood flow is increased by the effect of electrical acupuncture at Qian sanli. The pressure-diameter relationship for pial arterioles was described by the approximate equation: y=1.328 5 x2-2.876 3 x+2.493 1(with acupuncture); y=0.476 6 x2-0.976 2 x+1.508 4(without acupuncture), where x is the relative blood pressure and y is the relative diameter of arterioles. Conclusion: result shows a marked vasodilation of cerebral arterioles in acute hemorrhagic hypotension under the effect of acupuncture.
, 百拇医药
Key words:Electrical acupuncture; Qian sanli; Cerebral microcirculation; Rat
针刺对脑血流的作用已有很多的临床研究报道， 但多以血液生化指标和组织病理改变为研究 基础， 直接证据证明针刺对脑循环的改变较少。 此实验研究选择大鼠前三里穴电针刺激， 在大鼠麻醉的状态下， 观察针刺对大鼠脑循环的直接作用。 大鼠前三里穴相当于人手阳 明大肠经上的手三里穴， 临床上多用于中风后上肢体麻木的恢复， 其它作用尚不清楚。
1 材料与方法
1.1实验动物方法及药品
Wistar雄性大鼠在戊巴比妥钠[45 mg/kg(体重)]的麻醉下作气管切开， 实行人工呼吸， 调节呼吸频率和潮气量， 保持正常血气。 在血压和血气严格控制下， 行开颅术。 剥离硬 脑膜， 安放颅窗， 并在软脑膜与颅窗之间灌注人工脑脊液(NaCl 6.89 g/L， KCl 0.298 g/L， CaCl2?0.221 g/L， NaHCO3 2.1 g/L， NaH2PO4? 0.187 g/L， MgSO4?0.296 g/L， Dextrise 0.901 g/L)。 血压监测通过股 动脉插管(图1)。
, 百拇医药
1.2 电针刺激选择
电针仪选用WQ-6F型。 选择大鼠左前肢针刺前三里并附电刺激， 电针频率100 cycles/s， 间断刺激持续5 min。
1.3 出血性低血压模型制备
当大鼠血压、 血气处于生理稳定状态时， 经股动脉迅速抽血， 抽至血压约3.99 kPa( 30 mmHg)。 将大鼠自然分为二组： 针刺组(n=5)和非针刺组(n=7)， 二组分别放血5.13±0.61 ml和4.85±1.25 ml， 血压降低 为正常时的79%±5.33%和78.3%±5.7%， 二组放血量及血压降低值无显著差异 。
图 1 实验程序示意
1.4 分析指标及计算公式
, 百拇医药
采用近年来发展起来的荧光显微技术[1，2]， 实验中经大鼠股静脉注射FITC标记 的红细胞及RITC标记的右旋糖酐， 利用FITC和RITC发射荧光波长的不同， 使用不同的滤光 片 ， 分别获得红细胞的脑微血流图和脑微血管网络的几何形态。 避免了由于在血管壁附近的 无细胞层而造成的红细胞流柱直径和血管直径的混淆， 从而得到真实清晰的图像。 采用图 像处理系统DVS-300(Hamamatsu, Japan)， 基于荧光显微镜下的图像记录， 作图像分析处 理， 测出红细胞的流速和动脉丛中的单个小动脉血管管径。 小动脉管径观察范围： 针刺 组30.3±9.92 μm， 非针刺组36.1±12.07 μm， 同时计算管径观察范 围内的局部血流量Q：
Q=πV(D/2)2 (V为血流速度， D为血管直径)
为估价针刺的作用， 我们计算了微血流的传导指数：
, 百拇医药
C=Q/P (P为平均动脉压， Q为流量)
针刺前后的变化以百分数表示[(针刺后数值-针刺前数值)/针刺前数值×100%]， 百分数 越大， 说明针刺引起的改变越大。
2 结 果
本实验采用了FITC标记的红细胞和RITC标记的右旋糖酐二种不同的荧光示踪物， 同时显示 红细胞流动和微血管几何形态， 从而可以明确的确定血管壁的位置， 而避免了通常方法难 以区别细胞流柱和血管壁内直径之间的误差。 同时用标记的红细胞来显示流速也大大提高 了血流速度测量的精确性。 图2和图3分别显示了用FITC标记的典型脑的微血流的图像和RIT C标记的微血管几何图像。 图4、 5分别显示了针刺组在针灸后和非针刺组放血后血流速度 、 血流量在30 min和60 min的改变。 从图中可以看出： 针刺组针刺前三里对大鼠脑微循 环的影响： 针刺30 min后的改善不大， 而在针刺后60 min血流速度(图4)及血流量(图5)均 有 增加， 但P值仍>0.05。 由于血PCO2的变化直接影响血流速度的改变。 PCO2 越高， 血流越快。 故此， 实验始终在血PCO2的严格监测之下。 实验显示， 在本实验 中二组动物的PCO2均保持在正常范围时， 测得针刺组60 min后血流速度较未放血时增加 39.07%±102.3%， 而非针刺组是未放血的-22.3%±39.07%， 处于降低状 态。 针刺组脑血流量增加为未放血时的62.6%±100.1%， 而非针刺组在60 min时 比未放血时降低为-10.7%±20.5%。 针刺组60 min后的传导指数与未放血时相比增 加163.3%±129.5%， 而非针刺组为37.1%±40.8%。
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图 4 针刺组和非针刺组30及60 min时 红细胞流速的变化
图 5 针刺组和非针刺组30及60 min时 血流量的变化
针刺组和非针刺组相对平均动脉血压和血管相对直径变化(放血后的直径和放血前的直径之 比)的实验结果显示如图6。 从图中可以看出， 随着血压下降时， 血管(血管直径观察范围 20～80 μm)相对直径随血压下降而增大， 呈反比关系。 对于针刺组和非针刺组血管相对 直径(y)和相对平均血压(x)的关系， 可以分别用如下二次方程拟合：
针刺组： y=1.328 5x2-2.876 3x+2.493 1
(R2=0.938 9)
, 百拇医药
非针刺组：y=0.476 6x2-0.976 2x+1.508 4
(R2=0 .809 2)i
图 6 血压-血管管径变化的关系
图2 用FITC标记的典型脑的微血流的图像
图3 标记RITC-Dextran后的微血管网络及血管直径
3 讨 论
, 百拇医药 从上述结果可以看出： 针刺可以提高血流速度和降低血管阻力， 有利于血液对脑组织的充 盈。 然而由于标准差值较大， 标本数少， P值仍大于0.05。 有学者研究报道： 脑缺血时脑局部血管紧张素(A2)含量明显降低， 有利于脑血管扩张[3]。 通常 认为， 脑血流有自我调节系统， 当血压下降时， 为了维持血流灌注， 通过神经、 代谢和肌源性的调节， 使血管扩张而维持血流， 使得血压与血流有不太多的下降， 这是 脑血流调节的重要功能。 血流量的增加是以血管的扩张为基础的。 这种血管自身的调节 [4]在实验中可以观察到。 根据图6可以看出： 针刺组血管扩张增加， 特别在血压 很低的情况下， 即： 当相对平均血压降至0.3时， 针刺组和非针刺组相比， 这种扩 张表现尤为明显， 与非针刺组相比P<0.05， 有明显统计学意义。 提示针刺前三 里组有显著加强脑血流的自动调节的功能， 增强脑微动脉的扩张， 维持脑组织的血流的正 常灌注， 从而有利于脑组织的血流尽早恢复。
实验的结果显示了针灸对血压的影响在二组之间没有明显的差异， 略有轻度的回升， 这在 以往的研究[5]中已得到证实， 预示针灸的作用对血压改变不大。 根据血液动力 学的原理， 我们可以推论： 针灸可以扩张血管， 而血压并不因为血管的扩张而下降， 反 而有轻度的回升， 这提示了针灸前三里穴除扩张脑血管外， 可能还有增加心功能和增加心 输出量的作用， 从而使脑血流速度和脑血流量有明显的改善。
, 百拇医药
本课题得到日本循环器财团的资助， 在日本完成
本文作者简介：胡青华(1955～)， 女， 汉族， 主管技师
参考文献
1，新见 英幸著. 庄逢源译. 脏器微循环研究中的荧光视频显微镜技术. 微循环学 杂志， 1995， 5(1)：2～3.
2，Yamaguchi S, Yamakawa T, Niimi H. Flow change in the microvascular net work under acute obstruction of arteriolar flow in cat brain. In: Niimi H, Oda M , Sawada T, e tal. ed. Progress in microcirculation research. Oxford: Pergamon, 1994. 168～170.
, http://www.100md.com
3，扬军， 李汉先， 吴有胜， 等. 电针对急性脑缺血家兔环核苷素及血管紧张素 Ⅱ的影响. 中国针灸， 1996， 16(5)：38～39.
4，Niimi H. Microcirculatory control in the brain tissue. In: Sawada T. e ds. Tissue perfusion and organ function ischemia/reperfusion injury. Tokyo: Else vier, 1996. 49～59.
5，邢宏义， 关新民. 针灸治疗脑缺血的机理研究述评. 中国针灸， 1996， 16(5) ：56～58.
本文1999-09-29收到, 2000-01-20接受, 百拇医药