东莨菪碱对兔脑缺血再灌注Na+-K+-ATPase活性的影响
作者：张丽娅 王桂芳 吴和平
单位：(湖北省中医药研究院附院，湖北 武汉 430074)
关键词：东莨菪碱；脑缺血；兔
中国病理生理杂志000119
[摘 要] 目的： 观察再灌注损伤时脑组织Na+-K+-ATPase活性的改变及东莨菪碱对缺血再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的影响。 方法：以选择性头部低温为阳性对照。通过低压低灌法造成完全性脑缺血模型。将30只兔分为：假手术组(Ⅰ组)，缺血组(Ⅱ组)，缺血再灌注组(Ⅲ组)，低温治疗组(Ⅳ组)，东莨菪碱治疗组(Ⅴ组)，东莨菪碱低温治疗组(Ⅵ组)。 结果：脑组织Na+-K+-ATPase活性以Ⅲ组最低；Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组的Na+-K+-ATPase活性显著高于Ⅲ组(P分别<0.05 或<0.01)，与Ⅰ组无显著差异(P>0.05)。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ3组间的Na+-K+-ATPase活性无显著差异(P>0.05 )。 结论：脑组织Na+-K+-ATPase对缺血损伤不敏感，对再灌注损伤敏感；东莨菪碱和低温一样，能保护缺血后再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性，但东莨菪碱和低温无明显的协同作用。
, http://www.100md.com
[中图分类号] Q 555+.7 [文献标识码] A
[文章编号]1000-4718(2000)01-0067-03
The effects of scopolamine on Na+-K+-ATPase activity during cerebral postischemic reperfusion in rabbits
ZHANG Li-ya， WANG Gui-fang, WU He-ping
(Dept.of Anesthesiology,The Academy of Traditional Medicine, Wuhan 430074, China)
[Abstract] AIM:To reveals changes in the activity of controlling reperfusion damage and the effect of scopolamine on Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex during postischemic reperfusion. METHODS:Selective cerebral hypothermia is taken as a positive contrast. Complete cerebral ischemia was produced by low pressure and low reperfusion. Thirty rabbits were randomly divided into: sham operation(GroupⅠ);cerebral ischemia (groupⅡ); cerebral ischemia and reperfusion (groupⅢ); reperfusion with hypothermia (groupⅣ); scopolamine and reperfusion (groupⅤ); scopolamine and reperfusion with hypothermia(GroupⅥ).RESULTS:Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex is the lowest in groupⅢ; but it was greater in group Ⅱ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ than groupⅢ(P<0.05 or P<0.01), which was not significantly difference from groupⅠ(P>0.05); Na+-K+-ATPase activity of group Ⅵ was not significantly different from group Ⅳ, Ⅴ (P>0.05).CONCLUSION:Na+-K+-ATPase is not sensitive to ischemic damage,but sensitive to reperfusion damage.Like hypothermia,scopolamine can protect Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex during postischemic reperfusion,but hypothermia has no cooperating effect on scopolamine.
, 百拇医药
[MeSH] Scopolamine; Cerebral ischemia; Rabbits
Na+-K+-ATPase对缺血再灌注损伤十分敏感[1]，但一直未引起足够的重视。我们的研究表明莨菪类药有减轻或改善脑缺血再灌注损伤的作用[2～4]，本实验以选择性头部低温为阳性对照，观察东莨菪碱对脑缺血再灌注Na+-K+-ATPase的作用。
材 料 和 方 法
脑完全性缺血模型复制：同文献[2，4]：四血管式(夹闭双侧颈总动脉和椎动脉)+低血压法(平均动脉压降至5.45±0.21 kPa) 。选择性脑低温法：按照文献[5]建立自左股动脉、左颈总动脉近心端经蠕动泵、冰水槽至左颈总动脉远心端“体外血液降温系统”。在枕叶颅骨钻一小孔，置入针样热敏探头监测脑温。
, 百拇医药
实验分组:日本大耳白兔30只，体重1.4～1.8 kg，雌雄不拘，实验前禁食12 h , 饮水不限，用25%乌拉坦静注麻醉，机械通气；监测血气，维持PaCO2于4.32～5.47 kPa。动物随机均分成6组。假手术组(Ⅰ组)：只做相应的操作，未夹闭血管，不造成缺血再灌注过程；脑缺血组(Ⅱ组)：Ⅰ组+脑缺血30 min；脑缺血再灌注组(Ⅲ组)：Ⅱ组+再灌注90 min；脑低温治疗组(Ⅳ组)：Ⅲ组+脑低温，即再灌注开始由蠕动泵5 mL.kg-1.min-1 输入经“体外血液降温系统”冷却的血液，再灌注期间(90 min )保持脑温在26 ℃±0.25 ℃；东莨菪碱治疗组(Ⅴ组)：Ⅲ组+东莨菪碱，即再灌注开始静脉注射0.0 3% 东莨菪碱(0.3 mg/mL ，广州侨光制药厂920914)0.2 mg/kg；东莨菪碱、脑低温治疗组(Ⅵ组)：Ⅳ组+Ⅴ组。各组动物实验期间保持直肠温度在37～38 ℃。再灌注期间平均动脉压维持平均在(11.24±0.25) kPa(与实验前的差异无显著，P>0.05)。标本采集及测量方法：除Ⅱ组外(缺血30 min末)，其余组在再灌注90 min末(Ⅰ组相应于再灌注90 min末的时间)，在动物存活下取适量枕顶皮层，放入液氮中保存，在冰浴下制成脑匀浆并参照文献[6]测量Na+-K+-ATPase活性。实验数据用均数±标准差(
±s)表示，组间均数差异显著性测验用t 检验法。
, 百拇医药
结 果
脑组织Na+-K+-ATPase活性以Ⅲ组最低：Ⅳ组、Ⅴ组和Ⅵ组的Na+-K+-ATPase活性显著高于Ⅲ组(P分别<0.05和P<0.01)，与I组无显著差异(P> 0.05)；Ⅳ组、Ⅴ组和Ⅵ组3组间的Na+-K+-ATPase活性无显著差异(P>0.05)。详见表1。
表1 各组脑组织Na+-K+-ATPase活性比较
Tab 1 Comparison of Na+-K+-ATPase activity of cerebral cortex in various groups(±s,n=5) Group
, 百拇医药
Na+-K+-ATPase activiity
(μmol Pi.mg-1Pro/h)
Ⅰ
16.18±2.68
Ⅱ
14.71±2.41
Ⅲ
9.80±3.90**##
Ⅳ
14.36±2.97▲
, 百拇医药
Ⅴ
16.17±3.58▲▲
Ⅵ
15.28±0.93▲▲
**P<0.01, vs group Ⅰ； ##P<0.01, vs group Ⅱ; ▲P<0.05, ▲▲P<0.01, vs group Ⅲ讨 论
Schwartz等[1]早已研究表明Na+-K+-ATPase对缺血性损伤不敏感，而对缺血后再灌注损伤十分敏感，其活性可下降40%～60% 。吴先仁等[5]和本实验也证实了这一现象。说明Na+-K+-ATPase损伤与再灌注期间的病理改变有密切的关系。对此，在脑复苏领域中还未引起足够的重视。Na+-K+-ATPase活性改变可导致脑细胞内Na+增多，是再灌注早期脑水肿形成的原因之一，还可导致细胞外K+ 增多，使细胞膜持续去极化而影响兴奋传导、递质释放等，并且与缺血期间所发生的细胞自杀现象(maturation phenomenon)相关，影响着脑恢复的质量[1]。因此，采取适当的措施保护再灌注期间Na+-K+-ATPase活性对阻抑脑再灌注损伤的发生和发展有着重要的意义。
, http://www.100md.com
吴先仁等[5]研究表明选择性头部低温对兔脑缺血再灌注Na+-K+-ATPase有明显的保护作用。本实验Ⅳ、Ⅴ组结果显示再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性明显高于Ⅲ组(P<0.05或P<0.01)，接近Ⅰ组(P>0.05)，也证实头部低温对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase的保护作用，同时揭示东莨菪碱和低温一样具有保护缺血后再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的作用。对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性下降的机理还未有深入研究的报道。再灌注大量生成的自由基介导的膜脂质过氧化是脑缺血再灌注损伤的重要机制[8]。自由基攻击的靶位是不饱和脂肪酸，而人体内的不饱和脂肪酸主要位于生物膜中。Na+-K+-ATPase是位于脑细胞膜上的一种大分子蛋白质，重组研究[7]表明磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇以及脂肪酸的不饱和程度和链长均影响着Na+-K+-ATPase活性。显然，Na+-K+-ATPase的这些特性易遭受自由基损害。Palmer[9]认为再灌注Na+-K+-ATPase活性下降可能与脂质过氧化物直接抑制酶活性有关；Pierr等[10]的研究表明自由基清除剂EGP761能预防脑缺血鼠Na+-K+-ATPase损伤。我们[2～4]以前的研究表明莨菪类药有保护再灌注脑组织超氧化物岐化酶活性、减少脂质过氧化物丙二醛的生成，本实验东莨菪碱对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase的保护作用，其可能机制主要与这些作用有关。莨菪类药和低温均有保护再灌注脑组织超氧化物岐化酶活性，抑制脂质过氧化等相同药理作用，但Ⅵ组的结果显示东莨菪碱和低温保护再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的协同作用不明显，提示再灌注脑组织Na+-K+-ATPase损伤的机制较复杂, 有必要作深入的研究，以便寻找更为有效的防治措施。
, 百拇医药
[参 考 文 献]
[1] Schwartz JP, Mrsulja BB,Mrsulja BJ, et al.Alteration of cyclic neucleatide related enzymes and ATPase during unilateral ischemia and recirculation in gerbil cerebral cortex [J].J Nerrochem,1976,27:101～106.
[2] 吴和平,叶其昌,罗德生,等.洋金花总生物碱对完全性脑缺血再灌注损伤复苏效应的实验研究 [J].临床麻醉学杂志,1994,10:249～251.
[3] 吴和平,郑朝新,叶其昌,等.洋金花总生物碱对脑缺血再灌注脂质过氧化物的影响 [J].中华麻醉学杂志,1993,13:415.
, http://www.100md.com [4] 吴和平,龙汉珍,王焱林.洋金花总生物碱对缺血再灌注脑组织病理形态和丙二醛的影响 [J].医学新知杂志,1994，4:160～161.
[5] 吴先仁,李德馨.选择性头部低温对家兔脑缺血后再灌注ATP酶的影响 [J].临床麻醉学杂志,1993,9:233～234.
[6] 李建新,魏尧梅,许文生,等.人红细胞膜Na+-K+-ATP酶的研究Ⅰ.活力测定及某些生化特性 [J].第二军医大学学报,1983,4:275～280.
[7] 谢静平.(Na+/K+)ATPase研究概况 [J].生物化学与生物物理进展,1989,16:256～260.
[8] Yoshida S,Inoh S,Asano T,et al.Effect of transient ischemia free fatty acids and phospholipids in the gerbil brain:Lipid peroxidation as a possible cause of postischemic injury [J].J Neurosurg,1988,53:323～331.
, 百拇医药
[9] Palmer CG. Classification of ischemic induced damage to Na+-K+-ATPase in gerbil forebrain [J]. Neuropharmacology,1985,24:509～514.
[10] Pierre S,Jamme I,Droy-Lefaix MT,et al.Ginkgo biloba extract (EGB761) protects Na+,K+-ATPase activity during cerebral ischemia in mice [J]. Neuroreport,1999,10:47～51.
[收稿日期] 1998-10-25 [修回日期] 1999-04-20, http://www.100md.com
单位：(湖北省中医药研究院附院，湖北 武汉 430074)
关键词：东莨菪碱；脑缺血；兔
中国病理生理杂志000119
[摘 要] 目的： 观察再灌注损伤时脑组织Na+-K+-ATPase活性的改变及东莨菪碱对缺血再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的影响。 方法：以选择性头部低温为阳性对照。通过低压低灌法造成完全性脑缺血模型。将30只兔分为：假手术组(Ⅰ组)，缺血组(Ⅱ组)，缺血再灌注组(Ⅲ组)，低温治疗组(Ⅳ组)，东莨菪碱治疗组(Ⅴ组)，东莨菪碱低温治疗组(Ⅵ组)。 结果：脑组织Na+-K+-ATPase活性以Ⅲ组最低；Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组的Na+-K+-ATPase活性显著高于Ⅲ组(P分别<0.05 或<0.01)，与Ⅰ组无显著差异(P>0.05)。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ3组间的Na+-K+-ATPase活性无显著差异(P>0.05 )。 结论：脑组织Na+-K+-ATPase对缺血损伤不敏感，对再灌注损伤敏感；东莨菪碱和低温一样，能保护缺血后再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性，但东莨菪碱和低温无明显的协同作用。
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[中图分类号] Q 555+.7 [文献标识码] A
[文章编号]1000-4718(2000)01-0067-03
The effects of scopolamine on Na+-K+-ATPase activity during cerebral postischemic reperfusion in rabbits
ZHANG Li-ya， WANG Gui-fang, WU He-ping
(Dept.of Anesthesiology,The Academy of Traditional Medicine, Wuhan 430074, China)
[Abstract] AIM:To reveals changes in the activity of controlling reperfusion damage and the effect of scopolamine on Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex during postischemic reperfusion. METHODS:Selective cerebral hypothermia is taken as a positive contrast. Complete cerebral ischemia was produced by low pressure and low reperfusion. Thirty rabbits were randomly divided into: sham operation(GroupⅠ);cerebral ischemia (groupⅡ); cerebral ischemia and reperfusion (groupⅢ); reperfusion with hypothermia (groupⅣ); scopolamine and reperfusion (groupⅤ); scopolamine and reperfusion with hypothermia(GroupⅥ).RESULTS:Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex is the lowest in groupⅢ; but it was greater in group Ⅱ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ than groupⅢ(P<0.05 or P<0.01), which was not significantly difference from groupⅠ(P>0.05); Na+-K+-ATPase activity of group Ⅵ was not significantly different from group Ⅳ, Ⅴ (P>0.05).CONCLUSION:Na+-K+-ATPase is not sensitive to ischemic damage,but sensitive to reperfusion damage.Like hypothermia,scopolamine can protect Na+-K+-ATPase activity in the cerebral cortex during postischemic reperfusion,but hypothermia has no cooperating effect on scopolamine.
, 百拇医药
[MeSH] Scopolamine; Cerebral ischemia; Rabbits
Na+-K+-ATPase对缺血再灌注损伤十分敏感[1]，但一直未引起足够的重视。我们的研究表明莨菪类药有减轻或改善脑缺血再灌注损伤的作用[2～4]，本实验以选择性头部低温为阳性对照，观察东莨菪碱对脑缺血再灌注Na+-K+-ATPase的作用。
材 料 和 方 法
脑完全性缺血模型复制：同文献[2，4]：四血管式(夹闭双侧颈总动脉和椎动脉)+低血压法(平均动脉压降至5.45±0.21 kPa) 。选择性脑低温法：按照文献[5]建立自左股动脉、左颈总动脉近心端经蠕动泵、冰水槽至左颈总动脉远心端“体外血液降温系统”。在枕叶颅骨钻一小孔，置入针样热敏探头监测脑温。
, 百拇医药
实验分组:日本大耳白兔30只，体重1.4～1.8 kg，雌雄不拘，实验前禁食12 h , 饮水不限，用25%乌拉坦静注麻醉，机械通气；监测血气，维持PaCO2于4.32～5.47 kPa。动物随机均分成6组。假手术组(Ⅰ组)：只做相应的操作，未夹闭血管，不造成缺血再灌注过程；脑缺血组(Ⅱ组)：Ⅰ组+脑缺血30 min；脑缺血再灌注组(Ⅲ组)：Ⅱ组+再灌注90 min；脑低温治疗组(Ⅳ组)：Ⅲ组+脑低温，即再灌注开始由蠕动泵5 mL.kg-1.min-1 输入经“体外血液降温系统”冷却的血液，再灌注期间(90 min )保持脑温在26 ℃±0.25 ℃；东莨菪碱治疗组(Ⅴ组)：Ⅲ组+东莨菪碱，即再灌注开始静脉注射0.0 3% 东莨菪碱(0.3 mg/mL ，广州侨光制药厂920914)0.2 mg/kg；东莨菪碱、脑低温治疗组(Ⅵ组)：Ⅳ组+Ⅴ组。各组动物实验期间保持直肠温度在37～38 ℃。再灌注期间平均动脉压维持平均在(11.24±0.25) kPa(与实验前的差异无显著，P>0.05)。标本采集及测量方法：除Ⅱ组外(缺血30 min末)，其余组在再灌注90 min末(Ⅰ组相应于再灌注90 min末的时间)，在动物存活下取适量枕顶皮层，放入液氮中保存，在冰浴下制成脑匀浆并参照文献[6]测量Na+-K+-ATPase活性。实验数据用均数±标准差(
±s)表示，组间均数差异显著性测验用t 检验法。, 百拇医药
结 果
脑组织Na+-K+-ATPase活性以Ⅲ组最低：Ⅳ组、Ⅴ组和Ⅵ组的Na+-K+-ATPase活性显著高于Ⅲ组(P分别<0.05和P<0.01)，与I组无显著差异(P> 0.05)；Ⅳ组、Ⅴ组和Ⅵ组3组间的Na+-K+-ATPase活性无显著差异(P>0.05)。详见表1。
表1 各组脑组织Na+-K+-ATPase活性比较
Tab 1 Comparison of Na+-K+-ATPase activity of cerebral cortex in various groups(
±s,n=5) Group, 百拇医药
Na+-K+-ATPase activiity
(μmol Pi.mg-1Pro/h)
Ⅰ
16.18±2.68
Ⅱ
14.71±2.41
Ⅲ
9.80±3.90**##
Ⅳ
14.36±2.97▲
, 百拇医药
Ⅴ
16.17±3.58▲▲
Ⅵ
15.28±0.93▲▲
**P<0.01, vs group Ⅰ； ##P<0.01, vs group Ⅱ; ▲P<0.05, ▲▲P<0.01, vs group Ⅲ讨 论
Schwartz等[1]早已研究表明Na+-K+-ATPase对缺血性损伤不敏感，而对缺血后再灌注损伤十分敏感，其活性可下降40%～60% 。吴先仁等[5]和本实验也证实了这一现象。说明Na+-K+-ATPase损伤与再灌注期间的病理改变有密切的关系。对此，在脑复苏领域中还未引起足够的重视。Na+-K+-ATPase活性改变可导致脑细胞内Na+增多，是再灌注早期脑水肿形成的原因之一，还可导致细胞外K+ 增多，使细胞膜持续去极化而影响兴奋传导、递质释放等，并且与缺血期间所发生的细胞自杀现象(maturation phenomenon)相关，影响着脑恢复的质量[1]。因此，采取适当的措施保护再灌注期间Na+-K+-ATPase活性对阻抑脑再灌注损伤的发生和发展有着重要的意义。
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吴先仁等[5]研究表明选择性头部低温对兔脑缺血再灌注Na+-K+-ATPase有明显的保护作用。本实验Ⅳ、Ⅴ组结果显示再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性明显高于Ⅲ组(P<0.05或P<0.01)，接近Ⅰ组(P>0.05)，也证实头部低温对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase的保护作用，同时揭示东莨菪碱和低温一样具有保护缺血后再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的作用。对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性下降的机理还未有深入研究的报道。再灌注大量生成的自由基介导的膜脂质过氧化是脑缺血再灌注损伤的重要机制[8]。自由基攻击的靶位是不饱和脂肪酸，而人体内的不饱和脂肪酸主要位于生物膜中。Na+-K+-ATPase是位于脑细胞膜上的一种大分子蛋白质，重组研究[7]表明磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇以及脂肪酸的不饱和程度和链长均影响着Na+-K+-ATPase活性。显然，Na+-K+-ATPase的这些特性易遭受自由基损害。Palmer[9]认为再灌注Na+-K+-ATPase活性下降可能与脂质过氧化物直接抑制酶活性有关；Pierr等[10]的研究表明自由基清除剂EGP761能预防脑缺血鼠Na+-K+-ATPase损伤。我们[2～4]以前的研究表明莨菪类药有保护再灌注脑组织超氧化物岐化酶活性、减少脂质过氧化物丙二醛的生成，本实验东莨菪碱对再灌注脑组织Na+-K+-ATPase的保护作用，其可能机制主要与这些作用有关。莨菪类药和低温均有保护再灌注脑组织超氧化物岐化酶活性，抑制脂质过氧化等相同药理作用，但Ⅵ组的结果显示东莨菪碱和低温保护再灌注脑组织Na+-K+-ATPase活性的协同作用不明显，提示再灌注脑组织Na+-K+-ATPase损伤的机制较复杂, 有必要作深入的研究，以便寻找更为有效的防治措施。
, 百拇医药
[参 考 文 献]
[1] Schwartz JP, Mrsulja BB,Mrsulja BJ, et al.Alteration of cyclic neucleatide related enzymes and ATPase during unilateral ischemia and recirculation in gerbil cerebral cortex [J].J Nerrochem,1976,27:101～106.
[2] 吴和平,叶其昌,罗德生,等.洋金花总生物碱对完全性脑缺血再灌注损伤复苏效应的实验研究 [J].临床麻醉学杂志,1994,10:249～251.
[3] 吴和平,郑朝新,叶其昌,等.洋金花总生物碱对脑缺血再灌注脂质过氧化物的影响 [J].中华麻醉学杂志,1993,13:415.
, http://www.100md.com [4] 吴和平,龙汉珍,王焱林.洋金花总生物碱对缺血再灌注脑组织病理形态和丙二醛的影响 [J].医学新知杂志,1994，4:160～161.
[5] 吴先仁,李德馨.选择性头部低温对家兔脑缺血后再灌注ATP酶的影响 [J].临床麻醉学杂志,1993,9:233～234.
[6] 李建新,魏尧梅,许文生,等.人红细胞膜Na+-K+-ATP酶的研究Ⅰ.活力测定及某些生化特性 [J].第二军医大学学报,1983,4:275～280.
[7] 谢静平.(Na+/K+)ATPase研究概况 [J].生物化学与生物物理进展,1989,16:256～260.
[8] Yoshida S,Inoh S,Asano T,et al.Effect of transient ischemia free fatty acids and phospholipids in the gerbil brain:Lipid peroxidation as a possible cause of postischemic injury [J].J Neurosurg,1988,53:323～331.
, 百拇医药
[9] Palmer CG. Classification of ischemic induced damage to Na+-K+-ATPase in gerbil forebrain [J]. Neuropharmacology,1985,24:509～514.
[10] Pierre S,Jamme I,Droy-Lefaix MT,et al.Ginkgo biloba extract (EGB761) protects Na+,K+-ATPase activity during cerebral ischemia in mice [J]. Neuroreport,1999,10:47～51.
[收稿日期] 1998-10-25 [修回日期] 1999-04-20, http://www.100md.com