当前位置: 首页 > 期刊 > 《河南医科大学学报》 > 1999年第2期
编号:10280142
急性脊髓损伤后大鼠血浆和脊髓组织内皮素及电解质含量变化
http://www.100md.com 《河南医科大学学报》 1999年第2期
     作者:王 韬 陈凤苞 王利民 燕桂香 刘保平

    单位:王韬(河南中医学院第一附属医院骨伤科 郑州 450000);陈凤苞 王利民(河南医科大学第一附属医院骨科 郑州 450052);燕桂香(河南医科大学第一附属医院生化室 郑州 450052);刘保平(河南医科大学第一附属医院核医学科 郑州 450052)

    关键词:脊髓损伤;内皮素;大鼠;电解质

    河南医科大学学报990227 摘要 目的:测定急性脊髓损伤(SCI)后大鼠血浆和脊髓组织中内皮素(ET)及电解质含量,了解其变化规律,探讨其作用机制。方法:用放免法测定不同程度脊髓损伤后1h,4h,8h,24h血浆和脊髓组织内皮素含量,并测定相应脊髓组织钠、钾、钙离子含量和含水量。结果:损伤1h,4h,8h血浆内皮素含量比对照组高(P<0.05),24h与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。脊髓组织内皮素含量实验组均较对照组高(P<0.05),同一时间不同程度损伤组比较,重度损伤组均较中度损伤组高(P<0.05)。脊髓组织中钠、钾、钙离子含量及含水量与组织内皮素含量变化趋势一致。结论:急性脊髓损伤后脊髓组织内皮素含量升高,且与损伤程度有关,组织内皮素含量升高可导致组织水肿,钙、钠离子内流及钾离子外流而加重损伤。
, 百拇医药
    中图分类号 R681.8

    Changes of endothelin and electrolyte contents in plasma and spinal cord tissue of rats after acute spinal cord injury

    Wang Tao1), Chen Fengbao2), Wang Limin2), Yan Guixiang 3), Liu Baoping4)

    1)Department of Traumatology and Orthopaedics,the First Affiliated Hospital,Henan Tranditional Chinese Medical College,Zhengzhou 450000 2)Department of Orthoph a edics,the First Affiliated Hospital , Henan Medical University,Zhengzhou 450052 3)Department of Clinical Laboratory,the First Affiliated Hospital, Henan Medical University,Zhengzhou 450052 4)Department of Nuclear Medical,the First Affiliated Hospital, Henan Medical University,Zhengzhou 450052
, 百拇医药
    Abstract Aim:To investigate the rule of changes of the contents of endothelin (ET) and electroyte in plasma and spinal cord tissues after spinal cord injury (SCI).Methods:The contents of ET in the plasma and the spinal cord were measured by radioimmunoassay(RIA)1,4,8,and 24 hour after SCI,and the contents of water,Ca2+,Na+ and K+ in the spinal cord were measured at about-mentioned time periods.Results:The ET contents of the plasma in experimental groups were higher than those in the control group at 1,4 and 8 hour after injury(P<0 .05),but not at 24 hours later(P>0.05).The ET contents of the spinal cord in all the experimental groups were higher than those in the control group(P <0.05).The ET contents in the severely injured groups were higher than those in the moderately injured groups(P<0.05).The trend of changes of the contents of Ca2+,Na+,K+ and water was in accordance with that of ET in the spinal cord.Conclusion:The increase of the ET contents of spinal cord is related to SCI degree,suggesting that ET can aggravate the injury by inducing an intracellular shift of Ca2+ and Na+,extracellular shift of K+ and edema of tissues.
, 百拇医药
    Key words spinal cord injury;endothelin;rat;electrolyte

    内皮素具有强烈的缩血管作用及多种生物学效应[1],Mckenzie等[2]发现脊髓损伤24h内皮素在损伤处浓染,用拮抗剂Bosentan预先处理,可同时减轻内皮素浓度及血-脊髓屏障的损伤。其他研究也显示内皮素与脊髓损伤有关。为了解脊髓损伤后内皮素在脊髓组织中含量的变化,作者用放射免疫技术测定了大鼠不同程度脊髓损伤血浆和损伤段脊髓组织的内皮素含量,同时测定了相应组织钾、钠、钙离子的含量,并探讨内皮素参与脊髓损伤的机制。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物与分组 SD系雄性大鼠54只,体重220~280g,购自河南医科大学实验动物中心。随机分为9组,每组6只,一组为对照组,余为实验组;实验组按损伤程度分中、重度损伤组;再按取标本时间不同依次分为1h,4h,8h及24h组。
, 百拇医药
    1.2 脊髓损伤模型的制作 30g/L戊巴比妥钠30mg腹腔内注射麻醉。取后正中切口切除T11下半、T12及T13上半椎板。采用改良Allen's法,用10g重物按中度10g×5cm,重度10g×17.5cm打击量致伤。对照组单作椎板切除,不作损伤,余同前。

    1.3 血浆及脊髓组织内皮素含量测定 参考Wang等[3]提纯、贮存内皮素的方法。内皮素药盒购自北京东亚免疫技术研究所。

    1.4 脊髓组织内含水量及钾、钠、钙离子含量测定参考Happel法[4],用WYX-402型原子分光光度计测量钾、钠、钙离子浓度,测量时分别稀释200倍、200倍、4倍。组织含水量按Elliot公式计算。

    1.5 统计学方法 多个实验组与对照组ET及电解质间比较用方差分析的LSD法,同一时间不同程度损伤组间ET及电解质的比较用t检验,均数用±s表示,检验水准:α=0.05。
, http://www.100md.com
    2 结果

    2.1 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织及血浆中内皮素含量变化 见表1、2。

    表1 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织内皮素含量变化

    μg/g 组别

    伤前

    伤后1h

    伤后4h

    伤后8h

    伤后24h

    对照组

    5.54±.44

, http://www.100md.com     —

    —

    —

    —

    中度损伤组

    —

    6.52±0.49*

    7.15±O.28*

    7.63±0.46*

    7.42±0.31*

    重度损伤组
, 百拇医药
    —

    7.78±0.56*

    8.32±0.55*

    10.09±0.62*

    9.31±0.64*

    与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05表2 不同程度脊髓损伤后不同时间血浆内皮素含量变化

    μg/L 组别

    伤前

    伤后1h

    伤后4h
, http://www.100md.com
    伤后8h

    伤后24h

    对照组

    220.61±7.85

    —

    —

    —

    —

    中度损伤组

    —

    229.90±8.41*

    230.95±6.72*
, 百拇医药
    231.14±7.03*

    225.46±7.55

    重度损伤组

    —

    237.92±6.49*

    248.30±9.33*

    236.27±8.97*

    226.27±8.84

    *与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05

    2.2 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织含水量及电解质含量变化 见表3~6。
, http://www.100md.com
    表3 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织钙离子含量变化

    μmol/g 组别

    伤前

    伤后1h

    伤后4h

    伤后8h

    伤后24h

    对照组

    7.40±1.27

    —

    —

    —

, http://www.100md.com     —

    中度损伤组

    —

    11.46±1.11*

    12.37±1.29*

    14.05±1.31*

    13.79±1.39*

    重度损伤组

    —

    14.13±1.12*
, 百拇医药
    19.72±1.30*

    27.44±1.52*

    23.75±1.45*

    *与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05表4 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织钠离子含量变化

    μmol/g 组别

    伤前

    伤后1h

    伤后4h

    伤后8h

    伤后24h
, http://www.100md.com
    对照组

    160.88±27.22

    —

    —

    —

    —

    中度损伤组

    —

    173.57±21.78*

    188.79±25.88*

    202.78±26.45*
, 百拇医药
    195.90±22.44*

    重度损伤组

    —

    194.76±24.72*

    210.94±27.47*

    233.87±28.64*

    231.05±23.07*

    *与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05表5 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织钾离子含量变化

    μmol/g 组别
, 百拇医药
    伤前

    伤后1h

    伤后4h

    伤后8h

    伤后24h

    对照组

    208.21±24.67

    —

    —

    —

    —

    中度损伤组

    —
, 百拇医药
    178.75±21.91*

    170.33±19.72*

    164.71±18.79*

    167.71±16.48*

    重度损伤组

    —

    168.67±25.29*

    159.74±21.91*

    140.01±17.55*

    150.69±18.85*
, http://www.100md.com
    *与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05表6 不同程度脊髓损伤后不同时间脊髓组织含水量变化

    % 组别

    伤前

    伤后1h

    伤后4h

    伤后8h

    伤后24h

    对照组

    72.23±0.22

    —

    —

    —
, 百拇医药
    —

    中度损伤组

    —

    73.94±0.19*

    75.64±0.39*

    77.0±0.32*

    76.61±0.52*

    重度损伤组

    —

    75.57±0.40*
, 百拇医药
    76.67±0.41*

    78.50±0.39*

    78.29±0.34*

    *与对照组比P<0.05;△与重度损伤组比P<0.05

    3 讨论

    3.1 脊髓组织及血浆内皮素含量 本实验结果显示损伤处脊髓组织中内皮素含量升高,且与损伤程度有关,与Mckenzie等[2]观察到急性脊髓损伤后损伤处内皮素浓集是一致的。内皮素是一种强烈的缩血管物质,其含量的升高可使血管持续的收缩,导致组织缺血[1]。脊髓的缺血性改变是导致继发性脊髓损伤的一个重要因素。提示脊髓组织内皮素的升高与脊髓损伤有密切关系。本实验的结果进一步提示内皮素含量的升高还与脊髓损伤的程度有关。Mina等[5]认为在中枢神经系统由于血-中枢神经屏障的存在,内皮素对血管的作用来自血管外侧。脊髓组织中内皮素含量升高,通过血管外侧作用于内皮细胞,导致血管痉挛,可能是内皮素参与脊髓损伤的一个重要方面。Wang等[3]在脑损伤的研究中发现血浆与组织中内皮素含量升高是不一致的。刘晓光等[6]报道急性脊髓损伤患者血浆内皮素含量与对照组比无升高。作者发现血浆内皮素含量24h已降至正常,与文献报道相符。
, 百拇医药
    3.2 脊髓组织中含水量和电解质含量变化及与内皮素的关系

    本实验结果表明损伤后脊髓组织中钠、钙离子含量及组织含水量均升高,而钾离子含量降低,且这种变化也与脊髓损伤程度有关。

    脊髓损伤后组织中钙离子的增加是由于钙离子的细胞内流引起的[7]。内皮素可通过多种途径促进钙离子内流[1],因此,以往单独应用钙离子阻滞剂不能完全阻止钙离子内流,治疗脊髓损伤疗效不佳。Mckenzie等[2]于脊髓损伤前给大鼠注射内皮素拮抗剂Bosenten可减轻脊髓损伤程度,提示运用内皮素拮抗剂或抗体可能是有效治疗急性脊髓损伤的一种新方法。

    内皮素通过促进靶细胞膜上的Na+/H+交换,促进钠离子内流,增加细胞内钠离子浓度[8]。通过使Ca2+依赖的K+通道开放,促使K+外流,导致钾离子浓度的下降[9]。细胞内外钾、钠离子平衡的紊乱导致细胞水肿和功能紊乱。细胞水肿可使细胞内压增高,从而引起微循环障碍,组织缺血、缺氧进一步加重,最终导致胞溶。钾离子含量的改变还会影响神经电位,使神经系统产生、传导兴奋的功能紊乱,导致中枢神经的进一步损害。
, http://www.100md.com
    总之,急性脊髓损伤后脊髓组织内皮素含量升高,通过促进钾离子外流和钠、钙离子内流,导致组织中电解质紊乱及组织水肿,可能是导致脊髓损伤进一步加重的一个重要因素,且脊髓组织内皮素含量升高及其引起的电解质含量变化的程度与脊髓损伤的程度有关。

    参考文献

    [1] Yanagisawa M,Kurihara H,Kimura S,et al. A novel potent vasoconstrictor peptide produded by vascular endothelial cells. Nature,1988,322:411

    [2] Mckenzie AL,Hall JJ,Aihara N,et al. Immunolocalization of endothelin in the traumatized spinal cord; relationship to blood-spinal cord barrier breakdown. J Neurotrauma,1995,12(3):257
, 百拇医药
    [3] Wang XY,Zhu C,Zhang GL,et al. Changs of endothelin during cerebral vasopasm after experimental subarachnoid hemorrhage. Chin Med J(Engl),1995,108(8):586

    [4] Happel RD,Smith KP,Banik NL,et al. Ca2+ accummulation in experimental spinal cord trauma. Brain Res,1981,211:476

    [5] Mina J.ET acts in feline and canine cerebral arteries from the adventitial side. Stroke,1989,20:1553

    [6] 刘晓光,刘忠军,党耕町.脊髓损伤中内皮素的变化.中华骨科杂志,1996,16(7):460
, http://www.100md.com
    [7] 章亚东,侯树勋,刘英炳,等.脊髓损伤细胞内Ca2+变化及其与脊髓神经功能损伤的关系.中华骨科杂志,1997,17(5):291

    [8] Simonson MS,Wann S,Mene P,et al. Endothelin stimulates phospholipase C,Na+/H+ exchanges,c-fos expression,and mitogenesis in rat mesangial cells. J Clin Invest,1989,83(2):708

    [9] Tsuetoshi T,Otsuka A,Mikami H,et al. Effect of cromakalim(BRL-34915)on hemodynamic and electrocardiographic changes induced by endothelin in dogs. Basic Res Cardiol,1991,86(1):49

    (1998-10-21收稿), 百拇医药