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编号:10283860
醒脑静对家兔脑缺血再灌流时TNF、IL-1β、IL-6水平及脑超微结构影响的实验研究
http://www.100md.com 《中国急救医学》 2000年第11期
     作者:陈寿权 王万铁 王明山 王卫 李惠萍 黄唯佳 徐正衸

    单位:陈寿权 李惠萍 黄唯佳(温州医学院附属第一医院急诊科,325000);徐正衸 王万铁 王明山 王卫(温州医学院病理生理教 研室)

    关键词:脑缺血再灌流;肿瘤坏死因子(TNF);白细胞介素-1β(IL-1β);白细胞介素-6(IL-6);超微结构;醒脑静

    中国急救医学001104 [摘 要] 目的 探讨脑缺血再灌流损伤中机体肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞 介素-1 β(IL-1 β)、白细胞介素-6(IL-6)水平和脑超微结构的变化及醒脑静(XNJ)对其的 影响。方法 建立家兔急性全脑缺血及缺血再灌流动物模型。于缺 血前和再灌流前对照组(A组)静脉注射生理盐水1 ml/kg,醒脑静保护组(B组)静脉注射XNJ 1 ml/kg。观察血、脑组织中TNF、IL-1 β、IL-6水平及脑组织超微结构。结果 缺血30分钟时A组TNF与IL-1 β较缺血前升高(P<0.05),而A组IL-6和B组 三种指标升高不显著(P<0.05)。再灌流30、60、120分钟时三种指标A组(P<0.0 01或P< 0.01)与B组(P<0.01,P<0.05或P>0.05)均较缺血前升高,但升高水平B 组明显低于 A组(P<0.05或P<0.01)。再灌流120分钟后脑组织匀浆中TNF、IL-1 β、IL-6表 达水平B 组亦明显低于A组(P<0.05或P<0.01)。脑组织超微结构病理改变B组明显较轻。 结论 家兔脑缺血再灌流损伤时血、脑组织中TNF、IL-1 β、IL-6水平及脑 组织超微结构呈明显改变。醒脑静对损伤具有保护作用,其机理可能与减轻细胞因子介导的 炎性反应有关。
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    [中图分类号] R 285.5 [文献标识码] A [文章编号] 1002-1949(2000)11-0637-03

    Experimental research of effect of Xingnaojing on changes TNF,IL-1 β,IL-6 in plasma and brain tissue and ultrastructrue of brain tissue in rabbit with cerebral ischemia-reperfusion

    CHEN Shou-quan,WANG Wan-tie,WAN G Ming-shan

    (The First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College,Wenzh ou 325000,China)
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    [Abstract] Objective To explore changes of tumor necrosis factor(TN F),interleukin-1 β(IL-1 β),interleukin-6(IL-6) in plasma and brain tissue and ultrastructrue of brain tissue,and possible protective effect of Xingnaojing(XNJ ) in rabbit with cerebral ischemia-reperfusion.Methods The complete cerebral ischemia and ischemia-reperfusion model was made.Control group (A) were intravenously infused 0.9% saline(1 ml/kg)before ischemia and before re perfusion,but XNJ group(B) were infused XNJ (1 ml/kg).TNF,IL-1 β,IL-6 in plasma and brain tissue were determined and the alterations of the ultrastructrue in b rain tissue were observed.Results Both TNF and IL-1 β in P lasma at the end of 30 minutes ischemia in A group were significantly higher ( P<0.05),but IL-6 in A group and TNF,IL-1 β,IL-6 in B group were no signifi can tly higher(P<0.05),compared with those before ischemia.All of TNF,IL-1 β and IL-6 levels in plasma at the end of 30 minutes,60 minutes,120 minutes after rep erfusion were higher in A group(P<0.001 or P<0.01) and in B group ( P<0.01 or P<0.05 or P>0.05) compared with those before ischemia,but the levels were sig nificantly lower in B group than in A group (P<0.05 or P<0.01).TNF,IL -1 β an d IL-6 in brain tissue homogenate at the end of 120 minutes after reperfusion we re also significantly lower in B group than in A group (P<0.05 or P<0 .01).The observation of the ultrastructrue in brain tissue showed that the injury was re lieved obviously in B group.Conclusions The alterations of TNF,IL-1 β and IL-6 levels in plasma and brain tissue and ultrastructrue in bra in tissue are obvious during cerebral ischemia-reperfusion in jury in rabbit.XNJ has the protective effect on cerebral ischemia-reperfusion in rabbit.XNJ has th e protcetive effect on cerebral ischemia-reperfusion injury,and the mechanism ma y be related to reliveing inflammatrory response indured by cytokines.
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    [Key words] Cerebral ischemia-reperfusion; Tumor necrosis fa ctor(TNF); Interleukin-1 β(IL-1 β); Interleukin-6(IL-6);Ultrastructrue; Xingnaojing

    在急性缺血性脑血管病发病与发展过程中,脑缺血再灌流损伤已被认为是主要的病理机制之 一。其中肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-1 β(IL-1 β)、白细胞介素-6(IL-6)等细胞因 子介导的炎性反应在脑缺血再灌流损伤中又起着重要作用[1~3]。临床上,有人 应用醒脑静注射剂治疗缺血性中风取得了一定的疗效[4,5]。但其作用机制尤其 是与炎性细胞因子的关系目前仍未有深入研究。本研究通过建立家兔急性全脑缺血及缺血再 灌流的动物模型,观察血浆和脑组织匀浆中TNF、IL-1 β、IL-6水平和脑超微结构的变化以 及醒脑静的干预影响,以探讨醒脑静对家兔脑缺血再灌流损伤的保护作用。
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    1 材料和方法

    1.1 动物与模型建立 实验组健康家兔(雌雄不拘)20只,体重2.2~3.6 kg。参考Pulsi n elli等[6]方法进行改良制成“四管闭塞法”全脑缺血模型。全脑缺血30分钟后, 重新开放两侧颈总动脉夹,即为脑缺血再灌流模型。

    1.2 实验动物分组与用药 对照组:10只,按上述方法阻塞两侧椎动脉,在阻断和重新开 放两侧颈总动脉前,分别注射生理盐水(NS)1 ml/kg。用药组:10只,建立模型同对照组, 但在阻断和重新开放两侧颈总动脉前分别注射醒脑静注射液(无锡健宏药业有限公司产品, 批号:990309)1 ml/kg。

    1.3 标本采集 各组实验家兔均于缺血前(pre-Ⅰ)、缺血30分钟(Ⅰ-30′)、再灌流30分 钟(R-30′)、再灌流60分钟(R-60′)、再灌流120分钟(R-120′)分别采集股动脉血留取血标 本。造型实验结束后快速断头取脑,以各部位脑组织混合制成脑匀浆留取脑组织标本。每组 随机录取2只动物皮层脑组织用以电镜检查。
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    1.4 检测方法 血及脑组织中TNF、IL-1 β、IL-6均应用放射免疫法测定。放免试剂盒均 由北京华英放射免疫技术研究所提供(批号分别为99-7-28、99-8-1和99-7-28)。试剂配制和 检验操作严格按药盒说明书。放射性测定使用全自动γ-免疫计数器(型号:FJ2008P)。脑组 织超微结构:用2.5%戊二醛作前固定,1%锇酸作后固定,Epon812包埋,LKB-V型超薄切片 机切片,H-500型透射电镜观察。

    1.5 统计学分析 所有数据均用±s表示,组间均数比较用t检验。

    2 结果

    2.1 脑缺血再灌流时血中TNF、IL-1 β、IL-6水平的变化见表1、2、3。缺血前两组动物 血中TN F、IL-1 β、IL-6水平无统计学差异。缺血30分钟时A组TNF与IL-1 β已升高(P<0.05 )。 再灌流30、60、120分钟时两组TNF、IL-1 β、IL-6水平均升高,但B组升高水平与A组比较 明显较低(P<0.05或P<0.01)。
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    表1 脑缺血再灌流时血中TNF的变化(±s,ng/L) 组别

    n

    pre-Ⅰ

    Ⅰ-30′

    R-30 ′

    R-60′

    R-120′

    对照组

    10

    1.16±0.63

    1.80±0.65
, 百拇医药
    2.98±0.96

    3 .03±0.92

    3.10±0.93

    用药组

    10

    1.17±0.59

    1.38±0.54

    2.10±0.79+

    2.34 ±0.79+

    2.25±0.88+
, 百拇医药
    t

    0.011

    1.601

    2.236

    2.143

    1.113

    P

    >0.05

    >0.05

    <0.05

    <0.05

    <0.05

    与pre-Ⅰ比较P<0.05,+P<0.01,#P<0.001表2 脑缺血再灌流时血中IL-1 β的变化(±s,ng/L) 组别
, 百拇医药
    n

    pre-Ⅰ

    Ⅰ-30′

    R-30 ′

    R-60′

    R-120′

    对照组

    10

    49.6±15.1

    79.0±32.1

    138.5±48.6

    135.7±51.4
, 百拇医药
    136.2±44.8

    用药组

    10

    47.8±16.6

    60.6±24.6

    94.2±44.5+

    89.6 ±46.2+

    95.1±34.5+

    t

    0.254

    1.439
, 百拇医药
    2.126

    2.110

    2.298

    P

    >0.05

    >0.05

    <0.05

    <0.05

    <0.05

    与pre-Ⅰ比较P<0.05,+P<0.01,#P<0.001表3 脑缺血再灌流时血中IL-6的变化(±s,ng/L)
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    组别

    n

    pre-Ⅰ

    Ⅰ-30′

    R-30 ′

    R-60′

    R-120′

    对照组

    10

    191.4±73.8

    226.2±64.0

    322.2±97.4+
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    313.9±92.9+

    327.4±96.9+

    用药组

    10

    188.9±44.6

    204.6±47.7

    239.2±63.6

    2 07.6±70.3+

    234.8±72.6

    t

    0.091
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    0.858

    2.295

    2.884

    2.417

    P

    >0.05

    >0.05

    <0.05

    <0.01

    <0.05

    与pre-Ⅰ比较P<0.05,+P<0.01,#P<0.001

    2.2 脑缺血再灌流后脑组织中TNF、IL-1 β、IL-6表达水平见表4。
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    表4 脑缺血再灌流时脑组织中

    TNF、IL-1 β、IL-6的变化(±s,pg/g) 组别

    n

    TNF

    IL-1 β

    IL-6

    对照组

    10

    4.15±1.90

    1268.50±414.47

    2423.50±632.20
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    用药组

    10

    2.01±0.91

    962.50±180.54

    1827.50±560.98

    t

    3.200

    2.140

    2.228

    P

    <0.01

    <0.05

, http://www.100md.com     <0.05

    2.3 脑缺血再灌流后脑皮质超微结构观察 对照组见神经细胞间隙增大,水肿严重;细胞 核变性,核膜电子密度增高,胞浆电子密度降低;见到大量次级溶酶体,高尔基复合体扩张 ,线粒体肿胀、扩张及空胞样变;突触结构肿胀变性(图1)。而用药组上述病理改变明显减 轻(图2)。

    图1 对照组家兔脑组织超微结构

    图2 用药组家兔脑组织超微结构

    3 讨论

    3.1 脑缺血再灌流时TNF、IL-1 β、IL-6的变化及意义
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    TNF、IL-1 β是主要的急性期反应蛋白调节剂,并可引起IL-6的合成。IL-6则可促使肝脏多 种急性期反应蛋白的合成。晚近报道,在鼠短暂性脑缺血再灌流模型中,脑内的TNF、IL-1 β和IL-6水平均呈显著增高[7]。大鼠脑缺血皮质在早期即有TNF、IL-1 β的mRNA 表达[1,3]。在大鼠脑皮层与脑室内给予外源性TNF、IL-1 β可引起类似脑缺 血病理学改变与梗死区扩大,伴有大量白细胞浸润[1,8]。临床发现,在脑缺 血患者急性期,血浆中TNF、IL-1 β和IL-6等炎性细胞因子亦有明显变化[9~11] 。本研究证明,在兔脑缺血30分钟时,血浆中TNF、IL-1 β、IL-6水平虽有所增高 (P<0.05及P>0.05),但增高幅度远不及再灌流后30、60、120分钟各时相(P <0 .001及P>0.01)。表明脑缺血再灌流早期炎性细胞因子的变化比单纯脑缺血早期更明 显,再灌 流损伤是缺血性脑损伤的主要方面。目前认为,炎性细胞因子在缺血性再灌流损伤中的作用 可能主要通过以下机制来实现:①经上调粘附分子诱发炎性细胞浸润,导致血管炎性反应 。②经内皮细胞激活和促进凝血状态和血管收缩,血小板活化因子(PAF)、血栓烷素A2(TX A2)、内皮素(ET)、血管舒张因子(NO)合成和稀释发生改变。③促使氧自由基释放产生神 经毒性。④诱导脑神经细胞凋亡。因此,拮抗炎性细胞因子及粘附分子[1,12] 、抑制缺血脑神经细胞凋亡[13]等方法已被认为是治疗脑缺血的一些可能途径。
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    3.2 醒脑静对脑缺血再灌流中炎性细胞因子损伤的保护作用

    醒脑静系在中医古方安宫牛黄丸的成份基础上改制而成的静脉注射药剂,主要成分为麝香、 冰片、栀子、郁金等,具有醒脑开窍的功效。“醒脑开窍”历来是中医治疗脑卒中的要法。 有人曾研究证实“醒脑开窍针法”对家兔脑缺血再灌流损伤有一定的保护作用[14] 。本研究显示在脑缺血30分钟时,用药组血中TNF、IL-1 β、IL-6升高幅度比对照组更小 ,但均无显著性差异。而再灌流30、60、120分钟各时相,用药组三种指标升高幅 度明显低于对照组(P<0.05或P<0.01)。再灌流120分钟后用药组脑组织TNF、IL -1 β、I L-6含量均低于对照组(P<0.05或P<0.01),脑组织超微病理改变用药组比对照 组明显较 轻。表明醒脑静对脑缺血再灌流损伤有一定的保护作用,抑制TNF、IL-1 β、IL-6等细胞因 子介导的炎性反应可能是该药的保护机制之一。同时,我们在研究中发现醒脑静尚可通过调 节体内血管舒张因子、内皮素、超氧化物歧化酶、血栓烷素、前列腺素等水平发挥作用 。可见,醒脑静保护脑缺血再灌流损伤的作用环节是多个方面的,其相关机制有 待于进一步研究。
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    (感谢:方周溪、周浩、卢中秋、程俊彦、赵初环、林丽娜、吴近森、李章平、赵向彤、沈 贤等协助)

    [基金项目]浙江省中医科研计划 重点课题(98037)

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    [收稿:2000-01-17,修回:2000-09-10], 百拇医药