尼莫地平对大鼠脑血管痉挛缺血性脑损害的防治作用
作者：孙保亮 郑澄碧 夏作理 许长庆 杨明峰
单位：孙保亮 夏作理 许长庆 杨明峰(泰山医学院附属医院微循环研究所, 邮政编码 泰安271000)； 郑澄碧(泰山医学院)
关键词：蛛网膜下腔出血；脑血管痉挛；缺血性脑损害；尼莫地平
微循环学杂志990104
目的: 探讨尼莫地平(ND)对蛛网膜下腔出血(SAH)后脑血管痉挛(CVS)缺血性脑损害的保护作用。 方法: 应用非开颅大鼠模型, 观察SAH组和ND处理组24 h内微区脑血流量(CBF)和海马组织Ca含量动态变化及3天后海马CA1区形态学改变。 结果: 在SAH后24 h内, SAH组CBF明显而持续降低, 海马组织Ca含量逐渐增加, 3天后海马CA1区神经元明显受损。 ND使上述改变均减轻。 结论: ND通过对微循环的改善增加SAH后CVS时CBF, 通过阻断脑缺血时的有害代谢环节而减轻CVS缺血性神经元损伤。
, 百拇医药
脑血管痉挛(CVS)是蛛网膜下腔出血(SAH)患者的常见并发症, 其造成的脑缺血成为SAH患者死亡和病残的主要原因之一。 CVS药物防治十分困难, 据认为尼莫地平(ND)对之有效[1], 然而有人发现ND并不能使犬SAH时痉挛的基底动脉舒张[2]。 我们通过对SAH大鼠微区脑血流量(CBF)、 脑海马组织Ca含量和形态学的联合观察,以明确ND在CVS及其缺血性脑损害防治中的价值。
1 材料与方法
1.1 材料
健康Wistar大鼠106只,雌雄不拘,体重300～350 g(山东医科大学实验动物中心提供)。将动物随机分为SAH组和ND处理组各48只。ND注射剂(山东新华制药厂产品,2 mg/10 ml,批号950302)于手术前0.5 h按100 μg/kg腹腔注射给药,以后每6 h以同样剂量追加一次。二组测量术前及SAH后24 h内微区脑血流量(CBF,各8只)和脑海马组织Ca含量(二组每时间点各8只),每组各取5只于SAH 3天后行海马CA1区形态学检查。
, 百拇医药
动物模型的制作按照Bederson等[3]非开颅性方法并略作改良, 经右侧颈外动脉导入经浓硝酸处理的玻璃纤维(直径0.285 mm, 日本产)至颅内刺破Willis环前部造成SAH。 右股动脉插管监测血压与血气。
1.2 方法
1.2.1 CBF测量:于动物前囟后、中线左侧各3 mm处钻一直径2～3 mm小孔,在立体定向仪控制下,将激光多普勒血流仪(LDF-PF2型,瑞典PERIMED公司)探头(直径1.5 mm)垂直置放于硬脑膜测量CBF。
1.2.2 海马组织Ca含量测定: 在各测定时间点将大鼠断头处死, 迅速分离出海马。 经烘干、 称重和消化后, Ca含量在M3100型原子吸收分光光度计(美国PE公司)上直接测定(波长422.7 nm), 单位为μmol/g(干重脑组织)。
, 百拇医药
1.2.3 海马CA1区形态学检查: 经心灌注固定脑组织, 常规切片, HE染色, 对海马CA1区行光镜观察, 并按下式计数神经元密度:
神经元密度=CA1区正常神经元数/CA1区总长度(mm)
2 结 果
在SAH模型大鼠的蛛网膜下腔均见有大量血液或血凝块, 均无脑实质损伤。 实验过程中动脉血气相对恒定, SAH后股动脉平均动脉压有所升高, 但无组间差异, 1 h后恢复至术前水平。
2.1 CBF变化
SAH组于形成SAH后CBF立即下降, 1 h降至最低(减少56.12%), 24 h内无明显恢复。 ND组于SAH后CBF下降速度延缓, 并提前恢复。 见表1。
表 1 二组微区脑血流量变化(n均=8, mV,
±s) 组别
, 百拇医药
SAH
前
SAH后(h)
0
0.5
1
2
6
24
SAH
821.4±
87.3
580.0±
, http://www.100md.com
79.21)
443.6±
40.21)
360.6±
43.31)
384.0±
63.81)
430.2±
57.21)
399.6±
65.41)
, 百拇医药
ND
802.6±
67.5
643.8±
50.71)
539.4±
67.01)2)
438.3±
48.81)2)
474.7±
45.61)2)
, 百拇医药
566.4±
55.91)2)
681.2±
80.01)2)
注: 1) 与同组SAH前比较: P<0.01; 2) 与SAH组同时间比较: P<0.01
2.2 海马组织Ca含量变化
于SAH后1 h, SAH组即有海马Ca含量增多, 24 h内进行性增高。 ND使这种Ca含量增加的幅度减少(表2)。
表 2 二组脑组织Ca含量变化
, 百拇医药
[n均=8, μmol/g(干重脑组织),±s] 组别
SAH前
SAH后(h)
0
1
6
24
SAH
11.38±
1.79
12.31±
, http://www.100md.com
2.03
14.95±
2.321)
19.99±
2.691)
24.56±
2.131)
ND
11.43±
1.36
12.51±
1.14
, 百拇医药
13.26±
1.48
17.17±
1.841)2)
18.62±
1.551)3)
注: 1) 与同组SAH前比较: P<0.01; 与SAH组同时间比较: 2) P<0.05, 3) P<0.01
2.3 海马CA1区组织形态学改变
SAH后3天, 光镜下SAH组海马CA1区正常神经元数目明显减少, 多数神经元深染、 变暗或固缩。 而ND组动物海马CA1区神经元得以较好保存(附图)。 ND组神经元密度为167.92±52.40/mm, 而SAH组为96.30±35.78/mm, 差异有非常显著意义(P<0.01)。
, 百拇医药
附图 SAH组及ND组海马CAI区的形态学改变(×400) A为SAH组，B为ND组
3 讨 论
目前对SAH后CVS的研究进展并不令人满意, 原因之一就是难以制造出一种合适的动物模型。 我们使用的非开颅大鼠SAH模型具有损伤小、 颅腔闭合、 接近于人脑动脉瘤性SAH等优点。 本实验中, SAH组于SAH后24 h内CBF持续明显降低, 海马组织Ca逐渐积聚, 3天后光镜检查提供了海马CA1区缺血性神经元损伤的组织学证据。 由于我们使用的大鼠模型颅腔是闭合的, SAH早期CBF下降主要是脑灌注压急剧减低所致, 而CVS则造成了CBF的持续下降[3]。 应用ND处理后, 可见SAH后CBF的下降速度、 幅度及海马组织Ca聚集程度减轻, 使易损伤性海马CA1区神经元得以较好保存。 这一结果说明ND可减轻CVS造成的缺血性神经功能损害。
, 百拇医药
ND是一种常用的钙拮抗剂, 可阻断血管平滑肌细胞膜上L型钙通道, 而阻止细胞外液的Ca过多流向细胞内, 产生血管扩张效应。 然而SAH时脑部痉挛的主要动脉血管平滑肌可能存在Ca代谢紊乱, 使ND难以对之发挥扩张作用[2]。 我们发现ND确可提高SAH后CBF, 提示ND可能通过扩张脑部小动脉、 增加侧枝循环和改善微循环[4]来增加缺血性脑组织的血液灌流量。 ND具有抑制血小板和白细胞聚集、 粘附的作用[5], 因此亦可通过改善血液流变性而增加CBF。
缺血致神经元损伤的严重程度不仅与脑血流的减少程度有关, 而且与许多生化改变有关, 如兴奋性氨基酸、 自由基、 游离脂肪酸、 内皮素过多释放等。 而细胞内Ca超负荷被认为是导致神经元损害和死亡的共同通路[6]。 由于脑缺血时细胞外液Ca含量减低[6], 因此可以认为我们检测到的海马组织Ca含量增多反映了神经元内Ca负荷增加。 而ND可减少SAH后神经元细胞内Ca的积聚, 说明ND除了可以增加脑血流外, 尚可阻断脑缺血时的一系列有害代谢环节, 减轻CVS造成的缺血性脑损伤。
, 百拇医药
参考文献
[1] Wilkins RH. Attempts at prevention or treatment of intracranial arterial spasm: An update. Neurosurgery, 1986, 18:808.
[2] 刘芳龄,刘多三,饶明利,等.尼莫地平和罂粟碱对实验性迟发性脑血管痉挛的作用.中华医学杂志,1996, 76(2):132.
[3] Bederson JB, Germano M, Guarino L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in rats. Strok, 1995, 26(6):1 087.
, 百拇医药
[4] Akopov S, Sercombe R, Seylaz J. Cerebrovascular reactivity: Role of endothelium/platelet/leukocyte interactions. Cerebrovasc Brain Metab Rev, 1996, 8(1):11.
[5] Filep JC, Foldes-Filep E. Inhibition by calcium channel blockers of the binding of platelets-activating factor to human neutrophils granulocytes. Eur J Pharmacol, 1990, 190:67.
[6] Siesjo BK, Wieloch T. Cerebral metablism in ischemia: neurochemical basis for therapy. Br J Anaeth, 1985, 57:47.
本文1998-03-20收到, 1998-08-21修回, 1998-11-27接受, http://www.100md.com
单位：孙保亮 夏作理 许长庆 杨明峰(泰山医学院附属医院微循环研究所, 邮政编码 泰安271000)； 郑澄碧(泰山医学院)
关键词：蛛网膜下腔出血；脑血管痉挛；缺血性脑损害；尼莫地平
微循环学杂志990104
目的: 探讨尼莫地平(ND)对蛛网膜下腔出血(SAH)后脑血管痉挛(CVS)缺血性脑损害的保护作用。 方法: 应用非开颅大鼠模型, 观察SAH组和ND处理组24 h内微区脑血流量(CBF)和海马组织Ca含量动态变化及3天后海马CA1区形态学改变。 结果: 在SAH后24 h内, SAH组CBF明显而持续降低, 海马组织Ca含量逐渐增加, 3天后海马CA1区神经元明显受损。 ND使上述改变均减轻。 结论: ND通过对微循环的改善增加SAH后CVS时CBF, 通过阻断脑缺血时的有害代谢环节而减轻CVS缺血性神经元损伤。
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脑血管痉挛(CVS)是蛛网膜下腔出血(SAH)患者的常见并发症, 其造成的脑缺血成为SAH患者死亡和病残的主要原因之一。 CVS药物防治十分困难, 据认为尼莫地平(ND)对之有效[1], 然而有人发现ND并不能使犬SAH时痉挛的基底动脉舒张[2]。 我们通过对SAH大鼠微区脑血流量(CBF)、 脑海马组织Ca含量和形态学的联合观察,以明确ND在CVS及其缺血性脑损害防治中的价值。
1 材料与方法
1.1 材料
健康Wistar大鼠106只,雌雄不拘,体重300～350 g(山东医科大学实验动物中心提供)。将动物随机分为SAH组和ND处理组各48只。ND注射剂(山东新华制药厂产品,2 mg/10 ml,批号950302)于手术前0.5 h按100 μg/kg腹腔注射给药,以后每6 h以同样剂量追加一次。二组测量术前及SAH后24 h内微区脑血流量(CBF,各8只)和脑海马组织Ca含量(二组每时间点各8只),每组各取5只于SAH 3天后行海马CA1区形态学检查。
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动物模型的制作按照Bederson等[3]非开颅性方法并略作改良, 经右侧颈外动脉导入经浓硝酸处理的玻璃纤维(直径0.285 mm, 日本产)至颅内刺破Willis环前部造成SAH。 右股动脉插管监测血压与血气。
1.2 方法
1.2.1 CBF测量:于动物前囟后、中线左侧各3 mm处钻一直径2～3 mm小孔,在立体定向仪控制下,将激光多普勒血流仪(LDF-PF2型,瑞典PERIMED公司)探头(直径1.5 mm)垂直置放于硬脑膜测量CBF。
1.2.2 海马组织Ca含量测定: 在各测定时间点将大鼠断头处死, 迅速分离出海马。 经烘干、 称重和消化后, Ca含量在M3100型原子吸收分光光度计(美国PE公司)上直接测定(波长422.7 nm), 单位为μmol/g(干重脑组织)。
, 百拇医药
1.2.3 海马CA1区形态学检查: 经心灌注固定脑组织, 常规切片, HE染色, 对海马CA1区行光镜观察, 并按下式计数神经元密度:
神经元密度=CA1区正常神经元数/CA1区总长度(mm)
2 结 果
在SAH模型大鼠的蛛网膜下腔均见有大量血液或血凝块, 均无脑实质损伤。 实验过程中动脉血气相对恒定, SAH后股动脉平均动脉压有所升高, 但无组间差异, 1 h后恢复至术前水平。
2.1 CBF变化
SAH组于形成SAH后CBF立即下降, 1 h降至最低(减少56.12%), 24 h内无明显恢复。 ND组于SAH后CBF下降速度延缓, 并提前恢复。 见表1。
表 1 二组微区脑血流量变化(n均=8, mV,
±s) 组别, 百拇医药
SAH
前
SAH后(h)
0
0.5
1
2
6
24
SAH
821.4±
87.3
580.0±
, http://www.100md.com
79.21)
443.6±
40.21)
360.6±
43.31)
384.0±
63.81)
430.2±
57.21)
399.6±
65.41)
, 百拇医药
ND
802.6±
67.5
643.8±
50.71)
539.4±
67.01)2)
438.3±
48.81)2)
474.7±
45.61)2)
, 百拇医药
566.4±
55.91)2)
681.2±
80.01)2)
注: 1) 与同组SAH前比较: P<0.01; 2) 与SAH组同时间比较: P<0.01
2.2 海马组织Ca含量变化
于SAH后1 h, SAH组即有海马Ca含量增多, 24 h内进行性增高。 ND使这种Ca含量增加的幅度减少(表2)。
表 2 二组脑组织Ca含量变化
, 百拇医药
[n均=8, μmol/g(干重脑组织),
±s] 组别SAH前
SAH后(h)
0
1
6
24
SAH
11.38±
1.79
12.31±
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2.03
14.95±
2.321)
19.99±
2.691)
24.56±
2.131)
ND
11.43±
1.36
12.51±
1.14
, 百拇医药
13.26±
1.48
17.17±
1.841)2)
18.62±
1.551)3)
注: 1) 与同组SAH前比较: P<0.01; 与SAH组同时间比较: 2) P<0.05, 3) P<0.01
2.3 海马CA1区组织形态学改变
SAH后3天, 光镜下SAH组海马CA1区正常神经元数目明显减少, 多数神经元深染、 变暗或固缩。 而ND组动物海马CA1区神经元得以较好保存(附图)。 ND组神经元密度为167.92±52.40/mm, 而SAH组为96.30±35.78/mm, 差异有非常显著意义(P<0.01)。
, 百拇医药
附图 SAH组及ND组海马CAI区的形态学改变(×400) A为SAH组，B为ND组
3 讨 论
目前对SAH后CVS的研究进展并不令人满意, 原因之一就是难以制造出一种合适的动物模型。 我们使用的非开颅大鼠SAH模型具有损伤小、 颅腔闭合、 接近于人脑动脉瘤性SAH等优点。 本实验中, SAH组于SAH后24 h内CBF持续明显降低, 海马组织Ca逐渐积聚, 3天后光镜检查提供了海马CA1区缺血性神经元损伤的组织学证据。 由于我们使用的大鼠模型颅腔是闭合的, SAH早期CBF下降主要是脑灌注压急剧减低所致, 而CVS则造成了CBF的持续下降[3]。 应用ND处理后, 可见SAH后CBF的下降速度、 幅度及海马组织Ca聚集程度减轻, 使易损伤性海马CA1区神经元得以较好保存。 这一结果说明ND可减轻CVS造成的缺血性神经功能损害。
, 百拇医药
ND是一种常用的钙拮抗剂, 可阻断血管平滑肌细胞膜上L型钙通道, 而阻止细胞外液的Ca过多流向细胞内, 产生血管扩张效应。 然而SAH时脑部痉挛的主要动脉血管平滑肌可能存在Ca代谢紊乱, 使ND难以对之发挥扩张作用[2]。 我们发现ND确可提高SAH后CBF, 提示ND可能通过扩张脑部小动脉、 增加侧枝循环和改善微循环[4]来增加缺血性脑组织的血液灌流量。 ND具有抑制血小板和白细胞聚集、 粘附的作用[5], 因此亦可通过改善血液流变性而增加CBF。
缺血致神经元损伤的严重程度不仅与脑血流的减少程度有关, 而且与许多生化改变有关, 如兴奋性氨基酸、 自由基、 游离脂肪酸、 内皮素过多释放等。 而细胞内Ca超负荷被认为是导致神经元损害和死亡的共同通路[6]。 由于脑缺血时细胞外液Ca含量减低[6], 因此可以认为我们检测到的海马组织Ca含量增多反映了神经元内Ca负荷增加。 而ND可减少SAH后神经元细胞内Ca的积聚, 说明ND除了可以增加脑血流外, 尚可阻断脑缺血时的一系列有害代谢环节, 减轻CVS造成的缺血性脑损伤。
, 百拇医药
参考文献
[1] Wilkins RH. Attempts at prevention or treatment of intracranial arterial spasm: An update. Neurosurgery, 1986, 18:808.
[2] 刘芳龄,刘多三,饶明利,等.尼莫地平和罂粟碱对实验性迟发性脑血管痉挛的作用.中华医学杂志,1996, 76(2):132.
[3] Bederson JB, Germano M, Guarino L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in rats. Strok, 1995, 26(6):1 087.
, 百拇医药
[4] Akopov S, Sercombe R, Seylaz J. Cerebrovascular reactivity: Role of endothelium/platelet/leukocyte interactions. Cerebrovasc Brain Metab Rev, 1996, 8(1):11.
[5] Filep JC, Foldes-Filep E. Inhibition by calcium channel blockers of the binding of platelets-activating factor to human neutrophils granulocytes. Eur J Pharmacol, 1990, 190:67.
[6] Siesjo BK, Wieloch T. Cerebral metablism in ischemia: neurochemical basis for therapy. Br J Anaeth, 1985, 57:47.
本文1998-03-20收到, 1998-08-21修回, 1998-11-27接受, http://www.100md.com