当前位置: 首页 > 期刊 > 《微循环学杂志》 > 1999年第2期
编号:10259580
光化学诱导树鼠句血栓性局部脑缺血及其对脑-心卒中的影响1
http://www.100md.com 《微循环学杂志》 1999年第2期
     作者:李树清2 孟 强2

    单位:1 国家自然科学基金资助课题(39560031)及卫生部科研基金资助项目(941358); 2 昆明医学院病理生理教研室, 邮政编码 昆明650031

    关键词:光化学;血栓形成;脑缺血;脑水肿;单胺类递质;树鼠句

    微循环学杂志/990202

    目的: 探讨单胺类递质在脑水肿及“脑-心卒中”的相互关系。 方法: 采用光化学法诱导树鼠 句血栓性局部脑缺血模型, 监测实验前及实验后4、 24及72 h皮层及血浆单胺类递质及脑水含量的改变。 结果: 光化学反应后皮层去甲肾上腺素(NE)、 多巴胺及5-羟色胺含量明显降低, 而5-羟吲哚乙酸随缺血时间的延长而逐渐升高, 脑水含量明显高于对照组(P均<0.01); 此外缺血后24 h内血浆NE浓度明显升高, 但72 h后则下降(P<0.01)。 结论: 脑缺血时单胺递质在增强脑血管通透性和促进脑水肿以及“脑-心卒中”的发生中具有重要作用。
, http://www.100md.com
    Effect of Monoamine Neurotransmitters on Brain Edema and Cerebral-Cardiac Stroke Following Photochemically Induced Thrombotic Cerebral Ischemia in Tree Shrews

    Li Shuqing, Meng Qiang

    Department of Pathophysiology, Kunming Medical College, Kunming 650031

    Objective: To investigate the relationship between the monoamine neurotransmitters and cerebral-cardiac stroke after photochemical reaction. Method: An animal model of photochemically induced thrombotic focal ischemia in tree-shrews were produced by radiating the right skull. The measurements of monoamine neurotransmitters in cortex and plasma and of brain water contents were performed. Results: Norpinephrine(NE), dopamine(DA), and serotonine(5-HT) decreased markedly, but 5-hydroxyindole-3-acetic(5-HIAA) acid increased gradually with the ischemic time(P<0.01). The brain water content was higher than that of the control(P<0.01). Moreover, plasma NE increased during 24 hours but decreased at 72 hours after photochemical reaction(P<0.01). Conclusion: The monoamine neurotransmitters could enhance cerebral vascular permeability, promote the formation of brain edema and contribute to the pathogenesis of cerebral-carding stroke after cerebral ischemia.
, 百拇医药
    Key words: Photochemistry; Thrombosis; Cerebral ischemia; Brain edema; Monoamine neurotransmitter; Tree shrew

    近年来, 虽然心脑血管疾病的防治已取得长足的进步, 但其仍是全球死亡率最高的疾病之一。 脑血栓形成时继发性脑缺血的机制以及脑缺血时心脏功能抑制等诸多复杂的病理生理过程给实验性脑缺血研究时动物种类、 模型建立以及观察指标的选择提出了新的要求。 本文采用了低等灵长类动物—树鼠 句, 建立与临床脑缺血发病条件相近的光化学诱导脑缺血模型, 在观察不同种类单胺类递质消长变化的同时, 通过密度梯度法动态而快速地监测皮层脑水含量的改变, 类似的研究迄今未见报道。 同时通过此研究为前期工作所观察到“心肌挫抑”(stunning)及线粒体受损[1]在“脑-心卒中”的机制的认识提供新的证据。

    1 材料与方法
, http://www.100md.com
    1.1 动物及实验器材

    1.1.1 动物: 采用健康树鼠 句51只, 体重为100~150 g, 性别不拘。

    1.1.2 试剂: 虎红B(Rose bengal): Fluka公司产品, 用生理盐水配成浓度为15 g/L备用; 盐酸多巴胺(DA)、 去甲肾上腺素(NE)、 5-羟色胺(5-HT)、 5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)均为Sigma公司产品; 邻苯二甲醛(OPT)为Fluka公司产品; 其余为国产分析纯级试剂。

    1.1.3 实验仪器: SQ-Ⅲ型脑血栓形成实验装置(本室研制); 密度梯度制备装置(本室设计); RF-5000型荧光分光光度计(日本岛津产品); 210型功率计(美国Coherent公司产品); LIBROR AEG-220型电子天平(日本岛津产品)。

    1.2 实验方法
, 百拇医药
    1.2.1 血栓性脑缺血模型的复制[2]: 将树鼠 句以1%硫喷妥钠[50 mg/kg(体重)]腹腔注射麻醉,固定于万能动物台上。于右顶部备皮,矢状切开头皮1 cm,细心分离部分颞肌以暴露顶区颅骨,用一块含直径0.5 cm窗孔的铝片屏蔽照射区,以便光束透过上述窗孔直接照射于颅骨表面,继而透过半透明颅骨与脑血管内的虎红B发生光化学反应。光照前10 min,自舌下静脉注射虎红B生理盐水1.33 ml/kg(体重),对照组注射等容积生理盐水。光照强度1 W/cm2,照射时间10 min,颅骨表面温度为36 ℃±1 ℃。

    1.2.2 密度梯度法测脑水含量: 参考文献[3]改进密度梯度液柱制备, 即用四氯化碳和液体石蜡分别配制A、 B二液, 用自制的驱动装置分别以1.25 ml/min和2.5 ml/min的流速使A、 B二液混匀(有机相)并达100 ml刻度, 加入系列比重的标准液1 μl(水相)。 准确读取标准液滴所指示的刻度, 并作直线回归方程。 皮质脑组织(1.5 mm3)在密度梯度液柱内停留处的读数经换算即得组织水含量[g(水分)/g(湿重)×100%]。
, http://www.100md.com
    1.2.3 荧光分光光度法测单胺递质: 参考文献[4]取NE、 DA、 5-HT及5-HIAA标准品的荧光值绘制标准曲线。 于光化学反应前和后4、 24及72 h将动物迅速断头取缺血区及对侧脑皮质(血浆单胺递质测定自颈总动脉插管放血)称重、 匀浆、 抽提(操作流程图略)及比色, 据标准曲线求出待测样品的单胺递质含量, 组织以ng/g(组织重量)表示。 血浆以mg/ml表示。

    2 结 果

    2.1 光化学诱导血栓性脑缺血时皮层脑水含量的改变

    用密度梯度法监测缺血区脑水分, 显示4、 24及72 h皮质水含量分别为87.16%±0.90%、 88.42%±0.98%和87.40%±0.89%, 均明显高于对照组(P<0.01), 见表1。

    表 1 光化学诱导脑缺血时皮层脑水分的改变(%, ±s)
, http://www.100md.com
    n

    左侧皮质

    右侧皮质

    P

    对照组

    5

    79.97±1.06

    77.32±0.85

    >0.05

    实验后4 h

    5

    78.38±0.72

    87.16±0.90
, http://www.100md.com
    <0.01

    24 h

    5

    77.12±1.83

    88.42±0.98

    <0.01

    72 h

    5

    78.68±0.93

    87.40±0.80

    <0.01

    2.2 光化学诱导血栓性脑缺血时皮层单胺递质的改变
, 百拇医药
    表2可见实验后NE和DA明显降低(P<0.01), 但72 h NE已基本恢复至对照水平(P>0.05); 5-HT的改变较缓慢, 72 h明显下降(P<0.01), 其代谢产物5-HIAA则呈进行性增多趋势, 72 h达到最高峰(P<0.01)。表 2 光化学诱导脑缺血时皮层单胺递质的改变[ng/g(组织重量), ±s]

    n

    NE

    DA

    5-HT

    5-HIAA

    对照组

    6
, http://www.100md.com
    596.29±37.83

    549.67±26.38

    532.91±37.15

    207.68±37.84

    实验后4 h

    6

    465.47±30.951)

    335.15±31.882)

    557.73±57.24

    232.84±22.71

    24 h
, 百拇医药
    7

    398.97±47.532)

    352.96±43.862)

    491.91±62.18

    250.56±43.061)

    72 h

    7

    544.77±33.20

    398.27±31.651)

    446.00±35.381)
, 百拇医药
    355.29±35.232)

    注: 与对照组比较: 1) P<0.05, 2) P<0.012.3 光化学诱导血栓性脑缺血时血浆NE和DA浓度的改变

    光化学反应后4、 24及72 h, 血浆NE分别为18.46±0.39 mg/ml、 19.27±0.96 mg/ml和8.32±1.68 mg/ml, 与对照组11.00±2.73 mg/ml比较, 24 h内的改变显示升高(P<0.01), 而72 h的NE浓度则低于对照组(P<0.05)。 与NE的改变不同, 血浆DA浓度先降低(4及24 h分别为19.35±1.69 mg/ml和17.61±3.00 mg/ml), 72 h又升至27.19±12.19 mg/ml, 略高于对照组水平(25.67±5.52 mg/ml)。

    3 讨 论
, 百拇医药
    3.1 光化学诱导的血栓性局部脑缺血时脑水肿的发生机制及单胺递质的作用

    采用低等灵长类动物——树鼠 句复制血栓性局部脑缺血, 在动态观察缺血后不同时间皮层单胺递质改变的同时, 用密度梯度法快速监测皮层水含量具有以下优点: (1) 光化学复制实验性脑缺血无须开颅, 无脑脊液外漏, 能客观反映缺血脑水肿的真实情况; (2) 由于神经元的损伤及继发于血管内皮受损而诱导的血栓性脑缺血, 与临床脑血管病发病条件接近; (3) 树鼠 句为低等灵长类动物, 脑/体比重大, 便于取材, 尤其颅骨较薄(透光性为大鼠的1倍)更适合于光化学反应; (4) 用密度梯度法测皮层脑水含量具有快速、 准确、 样品用量小等优势。 形态学研究表明, 光化学反应诱导血管内皮细胞受损时, 由于血小板粘附、 聚集与释放的PAF[2]、 5-HT等活性物质既能收缩脑血管引起继发性脑缺血, 又能通过增强血脑屏障(BBB)的通透性而导致血管源性脑水肿, 二者均不同程度地加重了脑水肿的发生与发展。 本实验所观察到的脑水肿较结扎大脑中动脉(MCA)的严重, 原因即在于此。 当5-HT进行性降低的同时, 其代谢产物5-HIAA则进行性升高, 72 h最为显著, 与此时形态学检查所观察到的明显脑水肿结果一致。
, 百拇医药
    DA类神经递质的合成、 储存与重摄取受神经元代谢的调节[5], 缺血后皮层NE与DA含量明显减少既与脑缺血时神经元能量衰竭、 合成递质减少有关, 也是重摄取障碍和分解加速的结果。 皮层NE类递质水平的降低与血浆该递质浓度的升高具有一定因果关系。 组织DA和5-HT类递质平行下降的特点可能与单胺氧化酶(MAO)活性改变有关, 后者反映脑缺血时神经功能的抑制状态, 是否为血浆NE浓度升高的原因, 尚待进一步阐明。

    3.2 脑缺血时血浆单胺递质的改变与“脑-心卒中”关系的探讨

    以往的工作已证明[2], 脑血栓形成所致心功能紊乱与缺血性脑水肿有关, 且随着血小板聚集功能的消长而改变, 提示血小板活化及其释放的活性物质参与了“脑-心卒中”的发生与发展。 后来发现上述病理过程同时伴随着心肌线粒体内外膜功能与结构的异常[1], 其特点既不同于心肌的缺血性改变, 亦有别于缺血再灌注损伤, 而与“心肌挫抑”(stunning)极其相似, 是否与单胺递质的改变有关? 其机理如何? 本研究在观察脑缺血时心脏血液动力学变化的同时, 动态监测缺血前后血浆DA类单胺递质的改变, 发现脑缺血24 h内, 血浆NE浓度明显升高, 72 h后恢复至正常, 血浆DA浓度的改变则相反, 表明心功能抑制至逐渐恢复的改变与血浆NE的浓度以及血小板聚功能[1,6]的变化相平行, 前者除与脑缺血时交感-肾上腺髓质兴奋, 使NE分泌增多外, 是否与血小板功能的改变有因果关系, 值得研究。 有资料报告缺氧状态下, 酪氨酸羟化酶活性可促进DA向NE的转变[5], 也许是血浆DA下降而NE升高的原因之一, 同时亦部分地解释了脑缺血所致“脑-心卒中”时心肌线粒体损伤和心肌挫抑时体液因素作用的可能机制, 为进一步阐明脑缺血时多器官功能异常的神经-体液机制开拓了新的领域。
, 百拇医药
    参考文献

    1.Li SQ, Zhao G, Li J, et al. Effect of histidine on myocardial mitochondria and platelet aggregation during thrombotic cerebral ischemia in rats. Acta Pharmacol Sin, 1998, 19(5):493~496.

    2.Li SQ, Han H, He J. Histidine ameliorated brain edema and cardiac dysfunction during local thrombotic cerebral ischemia in rats. Acta Pharmacol Sin, 1995, 16:156.

    3.Nelson SR, Mantz ML, Maxwell JA. Use of specific gravity in the measurement of cerebral edema. J Applied Physiol, 1971, 30:268.
, 百拇医药
    4.匡培根, 周新富, 徐波. 脑组织中单胺类神经介质的提取和荧光分光光度测定法. 中国人民解放军军医进修学院学报, 1982, 3:181.

    5.Takagi N, Tsuru H, Yamamura M, et al. Changes in striatal dopamine metabolism after microsphere embolism in rats. Stroke, 1995, 26:1 101.

    6.李树清, 邹莲芳. 阿司匹林对光化学诱导的血栓形成性脑缺血时心功能的影响. 中国病理生理杂志, 1997, 13:158.

    收稿日期:本文1998-10-26收到, 1998-12-17接受, 百拇医药(李树清2 孟 强2)