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编号:10288379
银杏叶制剂对蛛网膜下腔出血早期大鼠脑缺血的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第3期
     作者:孙保亮 夏作理 杨明峰 葛宝林

    单位:孙保亮 夏作理 杨明峰(泰山医学院附属医院微循环研究所,山东 泰安 271000);葛宝林(青岛大学医学院病理生理教研室,山东 青岛 266021)

    关键词:蛛网膜下腔出血;脑缺血;内皮缩血管肽类;大鼠

    中国病理生理杂志000320

    [摘 要] 目的:探讨银杏叶制剂(GBE)对蛛网膜下腔出血(SAH)早期缺血性脑损伤的防治作用。方法:对假手术组(SO组)、SAH组和SAH+GBE组大鼠检测24h内局部脑血流量(rCBF)、脑组织内皮素-1(ET-1)含量和Ca含量改变,并对海马CA1区组织作光镜检查。结果:SAH组于术后rCBF迅速而持续降低,脑组织ET-1含量和Ca含量在诱导SAH 1 h后均显著高于SO组,3 d后海马CA1区神经元明显受损。 SAH+GBE组的上述改变均较轻。结论:GBE可减轻SAH后缺血性脑损伤。
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    [中图分类号] R 743.35 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)03-0266-03

    Effect of Ginkgo biloba extract on cerebral ischemia during early stage of subarachnoid hemorrhage in rats

    SUN Bao-liang, XIA Zuo-li,YANG Ming-feng

    (Institute of Microcirculation, Affiliated Hospital, Taishan Medical College, Taian 271000, China)

    GE Bao-lin
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    (Department of Pathophysiology, Medical College of Qingdao University, Qingdao 266021,China)

    [Abstract] AIM: To investigate the effect of Ginkgo biloba extrac (GBE) on cerebral ischemia during early stage of subarachnoid hemorrhage (SAH). METHODS: Noncraniotomy models of SAH in Wistar rats were used and animals were divided into sham-operated group, SAH group and SAH+GBE group. Dynamic change of regional cerebral blood flow (rCBF) was detected. Brain endothelin-1(ET-1) and calcium contents were also determined at different time point during 24 hours after the operation. Pathological change of neurons of hippocampus CA1 region was observed. RESULTS: In SAH group, rCBF decreased immediately and persistently after induction of SAH. Values of brain ET-1 content and calcium content at 1 hour, 6 hours and 24 hours were significantly higher than those in sham-operated group. Neurons of hippocampus CA1 region were damaged severely 3 days after onset of SAH. Above abnormal changes in SAH+GBE group were much slighter than those in SAH group. CONCLUSION: GBE may relieve cerebral ischemic damage after SAH.
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    [MeSH] Subarachnoid hemorrhage; Cerebral ischemia; Endothelins; Rats

    蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)后,可通过不同的机制造成脑缺血性损伤,由此使患者具有较高的病死率和神经功能伤残率[1]。银杏叶制剂(Ginkgo biloba extract,GBE)具有多种药理活性,并已在大脑功能不全、间歇性跛行及某些脑和血管性疾病中显示出突出疗效[2]。本研究用大鼠SAH模型,观察GBE对SAH后缺血性脑组织的保护作用。

    材 料 和 方 法

    一、动物与分组

    体重300~350g的Wistar大鼠,雌雄兼用,随机分为假手术(sham-operated,SO)组8只、SAH组和SAH+GBE组各32只。后组GBE(徐州邳州制药厂,质控指标为含银杏总黄酮甙27.5%,批号950322)于术前30 min按15 mg/kg腹腔注射给药,每隔6 h以同样的剂量追加1次。每组各用8只动态检测局部脑血流量(regional cerebral blood flow, rCBF),并对其中各5只于3 d后作海马CA1区组织光镜检查;每组各取部分动物(SO组8只,SAH组和SAH+GBE组各24只)检测不同时间脑组织内皮素-1(endothelin-1, ET-1)和Ca含量。
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    二、动物模型复制

    参照Bederson等[1]的非开颅性方法,自大鼠右侧颈内动脉导入经10 mol/L硝酸处理过的日本产碧水3号渔线(直径0.285 mm)至颈内动脉颅内段,刺破脑底动脉环的右前部造成SAH。

    三、rCBF检测

    在动物前囟后及中线左侧各3 mm处钻一直径2~3 mm小孔,在立体定向仪控制下,将激光多普勒血流计(LDF-pf2型,瑞典Perimed公司)探头垂直置于硬脑膜测量rCBF。

    四、脑海马区组织ET-1含量测定

    将大鼠分别在不同时间断头处死,迅速分离海马组织,加1 mol/L醋酸(w/v=10%),在水浴中煮沸10 min后匀浆。ET-1含量的测定采用放免法,试剂盒购于解放军总医院东亚免疫技术研究所。
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    五、脑海马区组织Ca含量测定

    将分离的海马组织烘干称重后用混合酸(硝酸∶高氯酸=3∶1)充分低温湿法消化,用去离子水定容。利用火焰吸收法,在M3100型原子吸收分光光度计(美国PE公司)上测定Ca含量,波长为422.7 nm。

    六、脑海马组织形态学检查

    3 d后将大鼠用戊巴比妥钠麻醉后开胸,自左心室穿刺入主动脉,用血管钳夹闭降主动脉,剪开右心耳。以120 cm H2O压力,先用生理盐水100 mL灌流,再用4%多聚甲醛溶液100 mL灌注固定脑组织。将大脑放入4%多聚甲醛溶液中继续固定24 h。在视交叉后1 mm处行冠状切开,常规切片,HE染色,对海马CA1区行光镜观察,计数其正常的神经元数量,并按下式计算神经元密度:

    神经元密度(神经元数/mm)=CA1区正常神经元数÷CA1区总长度(mm)
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    七、统计方法

    实验数据用±s表示,采用配对或组间t检验判断均数差异的显著性。

    结 果

    一、SAH模型的验证

    SO组大鼠颅脑解剖无异常发现。在所有SAH模型动物的蛛网膜下腔,均发现有大量的血液或血凝块,呈弥漫性分布。均未发现脑实质的手术损伤。

    二、rCBF变化

    结果见表1。SO组动物在实验过程中rCBF保持相对恒定。SAH组在产生SAH后rCBF立即降低,1 h下降至最低值,在24 h内持续在低水平状态。SAH+GBE组在 SAH后rCBF下降的速度较慢,降低的程度明显小于SAH组。
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    表1 各组大鼠rCBF变化

    Tab 1 Alteration of rCBF during the experiment in each group(±s,n=8,LDF unit) Group

    Preoperation

    Postoperation

    0

    0.5

    1

    6

    24(h)

    SO

    809.5±57.6
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    775.1±69.1

    797.8±41.2

    839.3±78.2

    785.0±37.7

    807.2±54.3

    SAH

    821.4±87.3

    580.0±79.2*

    443.6±40.2*

    360.6±43.3*

    430.2±57.2*
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    399.6±65.4*

    SAH+GBE

    818.1±62.6

    737.3±63.7*△

    643.7±55.0*△

    563.1±42.0*△

    612.3±73.4*△

    714.0±53.3*△

    *P<0.01, vs preoperation or SO; △P<0.01,vs SAH
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    三、脑海马区组织 ET-1含量和Ca含量改变

    结果见表2。在术后1~24 h,SAH组脑海马区组织ET-1含量明显高于SO组。SAH+GBE组在SAH后6 h、24 h脑海马区组织ET-1含量均较 SAH组明显为低。SAH组在诱导SAH后1 h、6 h、24 h脑海马区组织Ca含量较SO组为高,以24 h最为明显。SAH+GBE组上述各时间的脑海马区组织Ca含量均显著低于SAH组。

    表2 各组大鼠脑海马区组织ET-1含量和Ca含量变化

    Tab 2 Alteration of hippocampus ET-1 content and

    Ca content in each group(±s,n=8) Group
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    ET-1(pg/mg)

    Ca(μmol/g dry brain)

    SO

    7.12±3.02

    11.38±1.79

    SAH

    1 h postoperation

    10.93±3.91*

    14.95±2.32**

    6 h postoperation

    17.61±5.19**
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    19.99±2.69**

    24 h postoperation

    18.37±5.00**

    24.54±2.13**

    SAH+GBE

    1 h postoperation

    9.32±3.48

    13.03±1.73△

    6 h postoperation

    11.63±3.05*△△
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    16.57±1.84**△△

    24 h postoperation

    12.12±4.17**△

    18.41±1.43**△△

    *P<0.05,**P<0.01, vs SO;△P<0.05,△△P<0.01,vs SAH

    四、海马CA1区组织形态学变化

    在手术后3 d,SO组海马皮质CA1区形态正常,锥体细胞着色均匀,核略呈椭圆形,辐射层纤维较长而呈垂直排列。SAH组海马 CA1区锥体细胞数目明显减少,且多深染变暗或固缩。而SAH+GBE组海马CA1区锥体细胞则得以较好保存。SO组、SAH组、SAH+GBE组海马CA1区神经元密度分别为(213.74±26.32)个/mm,(96.30±35.78)个/mm和(178.83±41.60)个/mm;SAH组明显低于SO组(P<0.01),而SAH+GBE组又显著高于SAH组(P<0.01)。
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    讨 论

    本实验观察到,大鼠SAH后rCBF迅速而持续降低,在所观察的24 h内无明显恢复,提示有脑缺血发生。SAH后rCBF减低的原因可能包括脑部主要血管的痉挛、脑灌注压降低以及脑微循环功能状态异常[1,3]。实验还表明,SAH后脑组织ET-1含量和Ca含量明显增多,海马CA1区锥体细胞明显受损。SAH时对脑血管的牵张与刺激、脑灌注压下降、红细胞释放的氧合血红蛋白等物质,以及继发性缺血缺氧刺激,可使血管内皮细胞、某些神经元或胶质细胞ET-1 mRNA表达而产生过多的ET-1。ET-1的增加可造成脑部大血管和微血管痉挛而导致脑缺血;同时还可能通过促进谷氨酸等兴奋性氨基酸释放,以及激活磷脂酶C和间接开放电压依赖性Ca2+通道,使神经细胞内Ca2+超载,而加重脑组织缺血性损伤[4]

    GBE主要含有黄酮类和萜内酯类等化学成分。前者包括30多种化合物,后者主要由银杏内酯A、B、C、M、J和白果内酯组成。本实验表明,GBE可阻止SAH后rCBF下降、脑组织ET-1和Ca含量的增加,并能显著减轻海马CA1区锥体细胞损伤。既往的研究证实[2],GBE可扩张外周血管、冠状血管和脑血管。GBE中的黄酮类化合物具有抗炎及抗自由基作用[5],因此可以减轻SAH时上述因素对血管内皮细胞的损伤,减少ET-1的病理性释放。而银杏内酯(尤其是银杏内酯B)是特异的血小板激活因子(platelet activating factor, PAF)拮抗剂[2],因此可防止SAH时PAF诱导的血小板、白细胞聚集粘附对血管内皮细胞的损伤[6],从而改善血管内皮细胞功能,减少内皮源性ET-1的过度释放。银杏内酯亦可能阻断PAF诱导血小板释放的5-羟色胺、三磷酸尿苷等的血管收缩作用[6]。GBE中的黄酮类和萜内酯类物质均可清除超氧阴离子等自由基[5],从而使一氧化氮半衰期延长,进一步抑制ET-1的合成和释放。随着脑缺血刺激的缓解,神经元和胶质细胞等生成的ET-1亦逐渐回降。ET-1水平的回降可使脑部血管的痉挛得以缓解,改善脑血供;同时减轻了ET-1的神经毒作用。已知自由基和PAF均参与了脑缺血损害过程。因此,具有抗自由基效应和PAF拮抗剂特性的GBE亦可能提高脑部神经元对缺血缺氧的耐受性[6~8]。但其具体机制尚待进一步探讨。
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    [参 考 文 献]

    [1] Bederson JB, Germano M,Guarino L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in rats [J]. Stroke, 1995,26:1086~1091.

    [2] Kleijinen J,Kinpchild P. Ginkgo biloba [J]. Lancet, 1992,340:1136~1139.

    [3] Todo H,Ohta S,Wang JZ,et al. Impairment in biochemical level of arterial dilative capability of a cyclic neucleotides-dependent pathway by induced vasospasm in the canine basilar artery [J]. J Cereb Blood Flow Metab,1998,18:808~817.
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    [4] Zuccaerllo M, Romano A, Passalacqua M, et al. Decreased endothelium-dependent relaxation in subarachnoid hemorrhage-induced vasospasm: Role of ET-1 [J]. Am J Physiol, 1995,269: H1009~H1015.

    [5] Shen JG, Zhou DY. Efficiency of ginkgo biloba extract (Egb761) in antioxidant protection against myocardial ischemia and reperfusion injury [J]. Biochem Mol Biol Int, 1995,35:125~134.

    [6] Hirashima Y, Nakamura S, Endo S, et al. Elevation of platelet activating factor,inflammatory cytokines, and coagulation factors in the internal jugular vein of patients with subarachnoid hemorrhage [J]. Neurochem Res, 1997,22:1249~1255.
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    [7] Oyama Y,Chilkahisa L,Toshiko U, et al. Ginkgo biloba extract protects brain neurons against oxidative stress induced by hydrogen peroxide [J]. Brain Res, 1996, 712:349~352.

    [8] Ni Y, Zhao B,Xin W,et al. Protective effect of Ginkgo biloba extract on apoptosis in rat cerebellar neuronal cells induced by hydroxyl radicals [J]. Neurosci Lett, 1996,214:115~118.

    [收稿日期] 1999-01-11 [修回日期] 1999-06-18

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