模擬高原環(huán)境大腦皮質及血腦屏障的病理變化與AQP4的相關性實驗研究.pdf

1、人或動物從低海拔急進高原，暴露于低壓低氧寒冷環(huán)境可能發(fā)生系列病理反應，表現為頭痛、惡心、嘔吐、失眠、疲乏、頭昏眼花、共濟失調等，稱高山反應，也稱急性高原病(acutemountainsickness，AMS)。有報道說人進入2,500米以上高原就可能發(fā)生高原反應。AMS重者發(fā)生高原肺水腫(highaltitudepulmonaryedema，HAPE)或高原腦水腫(highaltitudecerebraledema，HACE)，表現為呼

2、吸困難、精神智力障礙以至昏迷。HACE是急性高原病的極端嚴重情況，如不及早預防和救治，危及患者生命?，F代交通和旅游業(yè)的發(fā)達，社會交流的增多，有越來越多的人進入高原地區(qū)，因此，高原病的防治愈加重要和迫切。 已有研究認為，急性高原病和HACE的主要病變是血管源性腦水腫和顱內高壓，但到目前為止對高原腦水腫發(fā)生的細胞和分子機制仍知之甚少。膠質細胞足板是血腦屏障(bloodbrainbarrier,BBB)的重要結構成分，近年在創(chuàng)傷、缺血

3、、腫瘤性腦水腫的研究中發(fā)現，膠質細胞(及其突起、膠質足)形態(tài)學變化先于神經元，認為是最早的病理反應，但膠質細胞在AMS和HACE中的反應變化還未見研究報告。水通道蛋白是水分子跨膜運動的主要分子基礎，在調節(jié)腦水平衡中起著關鍵作用，認為在病理生理過程中也發(fā)揮主要作用，是目前研究的熱點，AQP4在AMS和HACE發(fā)生中的作用值得探討。 在高原反應、AMS和HACE情況下BBB的病理變化、膠質細胞反應、AQP4及其mRNA的表達變化，以

4、及他們之間的相互關系還未見研究報道，本實驗通過急進高原5000m大鼠動物模型，觀察4h～4w這些指標的改變，以探索高原反應/AMS和HACE的發(fā)病機制。 實驗結果如下： 1.一般情況：實驗組大鼠4h～72h活動度減少，蛛網膜、肺組織、胃腸明顯充血。以后活動增加，進食有所增加，組織充血減輕至接近正常。 2.光鏡觀察：實驗組24h、48h及72h蛛網膜輕度充血，腦組織微血管周圍間隙增寬。2w、4w時膠質細胞有增生現象

5、，有膠質結節(jié)形成。 3.電鏡觀察：實驗4h組，皮質毛細血管內皮細胞吞飲泡增多，基底膜疏松密度不均，膠質足電子密度降低。實驗組24h、48h、72h毛細血管內皮細胞吞飲泡增多，線粒體嵴模糊、消失、空化，胞漿內出現膜性退變物，同時游離核糖體增多，緊密連接模糊松弛，基底膜疏松密度不均更明顯。膠質足明顯腫大蒼白，可見腫大的膠質足壓迫血管腔變形，并可見膠質細胞胞體腫脹，神經細胞無明顯病理改變。 4.硝酸鑭通透性觀察：正常對照、4h

6、組鑭顆粒在血管內皮細胞表面，24h可見鑭顆粒進入內皮細胞緊密連結間隙，48h鑭顆粒進入部分基底膜外周圍組織間隙，72h后未見鑭顆粒漏出。 5.光鏡免疫組化和原位雜交觀察：光鏡觀察AQP4在毛細血管壁和分散膠質纖維呈陽性表達，正常對照組及4h組大腦皮質陽性表達毛細血管及膠質纖維稀少，24、48h、72h陽性血管及膠質纖維數明顯增多，陽性染色增強，2w、4w二者的陽性表達下降，但比正常高。AQP4mRNA在毛細血管內皮細胞核和膠質細

7、胞核陽性，4h組陽性表達無顯著增高，其余時點變化與AQP4基本一致。正常組AQP4免疫組織化學染色ACD值為1.268±0.119，4h組ACD值顯著升高，24h、48h和72h組ACD值非常顯著高于正常對照組，2w組下降，到4w組ACD值接近正常水平。正常組AQP4mRNA皮層原位雜交平均ACD值為1.367±0.104，4h組ACD值無顯著變化，24h、48h和72h組ACD值非常顯著升高，2w組ACD值有所下降，4w組接近正常水平

8、。 6.電鏡免疫組化和原位雜交觀察：電鏡下AQP4沿血管內皮細胞質膜和膠質足質膜呈陽性表達，內皮細胞胞漿顯多少不一的陽性顆粒，基底膜未見陽性顆粒沉積。AQP4mRNA雜交顆粒在膠質細胞核和血管內皮胞核呈陽性沉積。 7.興奮性氨基酸檢測：實驗組4h、24h、48h、72hGlu和GABA與正常對照組均無顯著差異，2w、4w組Glu明顯下降，GABA明顯增高。 本實驗觀察結果顯示：腦組織BBB病變是大鼠急進高原后最早