高壓氧和低壓缺氧預適應對缺血腦損傷的神經(jīng)保護作用及機制研究.pdf

1、背景和目的： 預先給予機體某種刺激可以使機體產(chǎn)生對有害因素的耐受性或適應性增強，稱為預適應(preconditioning)。以往在缺血/低氧預適應(ischemia/hypoxiapreconditioning，IP/HP)對缺血性腦損傷的保護作用方面研究較廣泛，但缺血/低氧預適應的臨床應用受到倫理學限制。因此尋找新的預適應方案非常重要，近來少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)高壓氧預適應(hyperbaricoxygenpreconditionin

2、g，HBOP)對缺血性腦損傷也有保護作用，但其機制不清，且HBOP和低壓缺氧預適應(hypobarichypoxiapreconditioning，HHP)對腦保護作用有何異同和優(yōu)缺點也不清楚。本研究利用家兔右側(cè)大腦中動脈閉塞(middlecerebralarteryocclusion，MCAO)模型，觀察HBOP和HHP對MCAO家兔行為學、MRI、病理學表現(xiàn)，腦梗塞灶體積，梗塞灶周圍局部腦組織氧分壓(partialpressureo

3、fbraintissueoxygen，PbtO2)及腦組織間液微透析(microdialysis)結(jié)果等的影響，比較HBOP和HHP對缺血性腦損傷的神經(jīng)保護作用，并初步探討預適應對缺血性腦損傷的神經(jīng)保護機制。 方法： 1.選擇體重2.0～2.5kg，月齡3～4月的雄性家兔72只，隨機分為單純MCAO組，HBOP+MCAO組，HHP+MCAO組，每組24只； 2.采用改良Bederson法建立家兔右側(cè)MCAO模型；

4、 3.動物放入高壓氧艙(100％O2，250Kpa，1hr/d，5d)行HBOP：動物放入低壓氧艙(4000m，61.6Kpa，3d)行HHP； 4.分別觀察各組家兔MCAO模型制備后第1、3、10及20d的行為學變化、MRI、病理學表現(xiàn)及腦梗塞灶體積； 5.運用LICOXCMP組織氧監(jiān)測儀動態(tài)監(jiān)測家兔MCAO后第1、3和10d的梗塞灶周圍PbtO2； 6.家兔MCAO后第1、3、10及20d行腦組織間液

5、微透析監(jiān)測，了解梗塞灶周圍腦組織及對側(cè)相應腦區(qū)腦組織間液葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甘油和谷氨酸濃度。 結(jié)果： 1.本實驗三組均選擇雄性家兔并采用改良Bederson法經(jīng)眶后入顱制作家兔MCAO模型可靠性強； 2.與單純MCAO組比較，HBOP+MCAO組和HHP+MCAO組動物的神經(jīng)功能缺損評分明顯降低(P＜0.05)，且兩種預適應組之間無明顯差別； 3.家兔腦MRI檢查發(fā)現(xiàn)MCAO后不同時相點缺血區(qū)T2WI

6、均呈高信號，第1d時高信號較均勻，主要位于右基底節(jié)區(qū)和右側(cè)大腦半球顳頂葉，三組的信號范圍及強度無明顯差別；第3d時T2WI高信號范圍稍擴大且欠均勻，邊界較模糊，平均信號強度增高，但HBOP和HHP組信號強度及范圍明顯小于單純MCAO組(P＜0.05)；第10d時三組T2WI高信號范圍縮小，信號強度降低，多位于頂葉或顳葉，二種預適應組信號范圍及強度均顯著小于單純MCAO組(P＜0.05)； 4.TTC染色測定MCAO后1d三組家兔

7、大腦基底節(jié)區(qū)及顳葉部位出現(xiàn)明顯梗塞灶，且三組間梗塞灶體積無明顯差異；梗塞灶體積在MCAO后第3d達高峰，但HBOP和HHP組明顯小于單純MCAO組(P＜0.05)；第10、20d三組梗塞灶體積均明顯縮小，且二種預適應組顯著小于單純MCAO組(P＜0.05)； 5.病理學結(jié)果顯示單純MCAO組可見缺血區(qū)腦組織染色蒼白，第10d時梗塞灶腦組織崩解成無結(jié)構(gòu)的細顆粒狀物，細胞成分少見，神經(jīng)纖維網(wǎng)呈空泡化；HBOP+MCAO組和HHP+M

8、CAO組第10d時可見缺血壞死周圍膠質(zhì)細胞增生，梗塞灶邊界較清楚； 6.HBOP+MCAO組和HHP+MCAO組家兔梗塞灶周圍PbtO2于第1、3和10d均明顯高于單純MCAO組(P＜0.05)；并且預適應后PbtO2水平恢復較不行預適應快； 7.梗塞灶周圍腦組織間液微透析分析發(fā)現(xiàn)三組家兔MCAO后葡萄糖濃度均持續(xù)降低，但HBOP+MCAO和HHP+MCAO組在第3d時已明顯恢復，第10d時已基本恢復至基線值且左右側(cè)對比

9、無明顯差異，而單純MCAO組在第10d時才逐漸恢復，第20d時仍低于基線值(P＜0.05)，與左側(cè)比較顯著降低(P＜0.05)，其中在第3d時HHP+MCAO組明顯高于單純MCAO組(P＜0.05)；三組家兔乳酸濃度在MCAO后第1d迅速升高達峰值，第3d后開始下降，第20d仍明顯高于基線值(P＜0.05)；甘油濃度在三組家兔MCAO后第1d升高明顯(P＜0.05)，以后逐漸降低，單純MCAO組在第1、3、10和20d各時相點均明顯高于

10、預適應組(P＜0.05)；三組家兔谷氨酸濃度在MCAO后均持續(xù)升高，第3d達峰值，且顯著高于對側(cè)(P＜0.05)，但HBOP+MCAO組在第1d時僅輕度升高，明顯低于HHP+MCAO組和單純MCAO組(P＜0.05)，而在第10d時顯著高于HHP+MCAO組和單純MCAO組(P＜0.05)。 結(jié)論： 1.本實驗采用的改良Bederson法經(jīng)眶后入顱制作家兔MCAO模型，MCA阻斷確切，模型成功率高，動物存活率高，便于護理

11、，可以較好地模擬臨床腦梗塞演變過程； 2.HBOP和HHP能明顯改善MCAO家兔神經(jīng)功能，縮小梗塞灶體積，有一定的神經(jīng)保護作用，HBOP及HHP的神經(jīng)保護作用效果無明顯差異； 3.HBOP及HHP均能提高家兔MCAO后腦組織梗塞灶周圍的PbtO2； 4.HBOP和HHP均能減輕家兔MCAO梗塞灶周圍的能量和神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂； 5.梗塞灶周圍腦組織間液微透析監(jiān)測結(jié)果支持梗塞灶周圍存在“生化半暗帶”區(qū)域，興奮