原發(fā)性腦干損傷的致死機(jī)理及神經(jīng)遞質(zhì)改變的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在交通事故和各種暴力案件中,顱腦損傷所致的死亡已成為威脅人們生命的主要原因,也引起了國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者的關(guān)注。腦干是機(jī)體生命中樞所在地,從理論上講,顱腦損傷致迅速死亡是由于腦干受到損害,腦干功能的喪失所致。原發(fā)性腦干損傷(Primary brain stem injury,PBSI)通常指暴力作用于頭部引起腦干為主的損傷,并于傷后立即發(fā)生持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的意識(shí)喪失或死亡。神經(jīng)系統(tǒng)功能的發(fā)揮是在其特殊的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,依賴神經(jīng)遞質(zhì)的信息傳遞作用而

2、進(jìn)行的。腦干損傷后所表現(xiàn)出來的一系列癥狀及迅速死亡都有其客觀的物質(zhì)基礎(chǔ),如果遞質(zhì)傳遞過程發(fā)生障礙或遞質(zhì)本身出現(xiàn)質(zhì)或量的異常,必將導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。本研究就是基于以上觀點(diǎn),以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以期探索腦干損傷后神經(jīng)遞質(zhì)的合成、代謝等方面的改變,揭示顱腦損傷后腦干功能喪失的機(jī)理,同時(shí)為法醫(yī)學(xué)鑒定腦干損傷致死提供客觀依據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究顱腦外傷至迅速死亡的Wistar大鼠腦干內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)5-HT、SP的改變情況以及合成GABA的酶

3、GAD和GAD-mRNA的表達(dá)改變情況,探索其與迅速死亡之間的關(guān)系,以揭示顱腦損傷后腦干功能喪失的機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)材料與方法:本實(shí)驗(yàn)采用Marmarous自由落體打擊裝置結(jié)合心電監(jiān)護(hù)儀制造Wistar大鼠顱腦損傷模型,得到打擊后迅速死亡組大鼠14只,打擊后由昏迷狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)清醒者(存活組)19只,并設(shè)正常對(duì)照組和死后打擊組各6只共計(jì)45只。各組大鼠經(jīng)主動(dòng)脈插管用4％多聚甲醛灌注固定后,取腦干進(jìn)行石蠟和冰凍切片。用石蠟切片進(jìn)行HE染色

4、,并運(yùn)用免疫組織化學(xué)SABC法檢測(cè)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中縫核內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺(5-HT)的表達(dá)改變及P物質(zhì)(SP)和谷氨酸脫羧酶(GAD)在中腦黑質(zhì)中的表達(dá)改變情況;在冰凍切片上進(jìn)行原位雜交實(shí)驗(yàn),用經(jīng)地高辛標(biāo)記的寡核苷酸探針來檢測(cè)中腦黑質(zhì)中的GAD65-mRNA和GAD67-mRNA的表達(dá)改變情況。結(jié)合使用圖像分析方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)各組的不同染色結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　　1.死亡組大鼠打擊后出現(xiàn)明顯的腦干損傷癥狀及生命

5、體征改變,大體病理解剖見大部分有腦干實(shí)質(zhì)出血,伴不同程度的其它類型顱腦損傷如顱骨骨折、蛛網(wǎng)膜下腔出血等,而其它組未見腦干實(shí)質(zhì)出血、挫傷等改變;
　　2.HE染色:1)死亡組:大部分可見彌漫性蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦組織水腫,腦實(shí)質(zhì)出血;腦干實(shí)質(zhì)細(xì)胞水腫,細(xì)胞間隙增寬;腦干組織中散在點(diǎn)狀出血,微血管充血、管周水腫。2)存活組:大部分也可見蛛網(wǎng)膜下腔出血,微血管充血、周圍間隙增寬,腦實(shí)質(zhì)細(xì)胞腫脹等鏡下改變;但腦干部位卻未見有異常改變。3)死

6、后打擊組及正常對(duì)照組腦實(shí)質(zhì)未見異常鏡下改變。
　　3.免疫組織化學(xué)染色
　　1)5-HT:在存活組、死后打擊組和正常組大鼠的腦干中僅見到中縫核群的5-HT能神經(jīng)元胞漿中有5-HT陽(yáng)性物質(zhì)沉積。而在實(shí)驗(yàn)組(即死亡組)大鼠的腦干中,5-HT陽(yáng)性物質(zhì)不僅存在于中縫核群的5-HT能神經(jīng)元之中,在中縫核群以外的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的膠質(zhì)細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞以及微血管壁均可見到5-HT的異常沉積,尤以腦橋下段和延髓上段較為明顯。統(tǒng)計(jì)學(xué)顯示5-HT在死亡

7、組大鼠腦干中的表達(dá)與另外三組比較有顯著性差異(P<0.01)。
　　2)P物質(zhì)(Substance P,SP):存活組、死后打擊組和正常組大鼠的中腦黑質(zhì)神經(jīng)元胞體呈SP強(qiáng)陽(yáng)性反應(yīng),棕黃色顆粒狀的SP陽(yáng)性產(chǎn)物位于神經(jīng)元胞漿內(nèi),有的偏于一端,有的充滿整個(gè)胞漿,并沿軸突、樹突向四周伸展。死亡組大鼠黑質(zhì)神經(jīng)元胞體的陽(yáng)性顯色程度較其它三組明顯要弱,陽(yáng)性物質(zhì)的顆粒性也不明顯,軸突、樹突模糊,與其它三組有顯著性差異(P<0.01)。
　　

8、3)谷氨酸脫羧酶(Glutamic Acid Decarboxylase,GAD):GAD的免疫組化結(jié)果與P物質(zhì)的染色結(jié)果相類似,存活組、死后打擊組和正常組大鼠的黑質(zhì)神經(jīng)元胞體GAD免疫組化染色呈陽(yáng)性反應(yīng),而死亡組大鼠的黑質(zhì)神經(jīng)元胞體GAD免疫組化染色較其它三組明顯減弱,呈弱陽(yáng)性反應(yīng),與其它三組比較有顯著性差異(P<0.01)。
　　4.原位雜交染色
　　GAD65-mRNA和GAD67-mRNA在存活組、死后打擊組和正常組

9、大鼠黑質(zhì)神經(jīng)元胞體中均表達(dá),胞漿、胞核均呈棕黃色陽(yáng)性反應(yīng),以胞核為主,GAD65-mRNA的表達(dá)強(qiáng)于GAD67-mRNA;而死亡組大鼠黑質(zhì)中兩種mRNA的表達(dá)均減弱,呈弱陽(yáng)性。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,與其它三組比較有顯著性差異(P<0.01)。
　　結(jié)論：
　　1.頭顱暴力致迅速死亡者腦干部位的病理形態(tài)學(xué)改變提示導(dǎo)致迅速死亡的物質(zhì)基礎(chǔ)是腦干的原發(fā)性損傷引起的腦干功能喪失;
　　2.腦干損傷后,腦干內(nèi)中縫核及其周圍組織中5-HT大量

10、堆積,提示5-HT在腦干損傷至迅速死亡的病理過程中起重要作用;而且,5-HT的這一特征性變化還可用于原發(fā)性腦干損傷的法醫(yī)學(xué)鑒定。
　　3.腦干損傷后中腦黑質(zhì)中SP表達(dá)減弱,可能與腦干損傷后局部血流障礙有關(guān),這一改變可運(yùn)用于作為法醫(yī)學(xué)鑒定腦干損傷的指標(biāo);
　　4.腦干損傷后不僅合成GABA的酶GAD表達(dá)減弱,而且編碼GAD的基因GAD-mRNA也表達(dá)減弱。GAD-mRNA和GAD的減少導(dǎo)致GABA合成減少,GABA對(duì)興奮性氨基