謝健,閔蘇(1.重慶市急救醫(yī)療中心麻醉科,重慶市 400030;2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科,重慶市 400016)
參附注射液(Shenfu injection,SFI)主要含人參皂苷和烏頭堿。近年來,大量臨床研究將SFI用于器官、組織缺血再灌注時(shí)保護(hù)性治療,以達(dá)到減輕缺血再灌注損傷的目的,并取得了良好效果[1~4]。本研究擬探討SFI對局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠血腦屏障和皮質(zhì)神經(jīng)元病理學(xué)有無影響。
721型分光光度儀(上海濟(jì)成分析儀器廠);水浴箱(上海人和科學(xué)儀器有限公司);TGL-16A型離心機(jī)(上海精密儀器儀表公司);EM FC7型超薄切片機(jī)(德國 Leica公司);Hitachi-7500型透射電子顯微鏡(日本日立公司)。
SFI(雅安三九藥業(yè)有限公司,批號:071108);水合氯醛(青島匯和化工有限公司,批號:070621);伊文思藍(lán)(EB,美國進(jìn)口分裝,上海如吉生物科技發(fā)展有限公司)。
清潔級健康SD大鼠80只,♂,體重200~270 g,由重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供(動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(渝)200220001)。
實(shí)驗(yàn)分為4組,即空白對照、假手術(shù)、模型和SFI組。麻醉前禁食6 h,采用Zea Longa線栓法[5]制備大鼠右側(cè)大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)缺血2 h再灌注24h模型。iv給藥。
2.2.1 血腦屏障病理改變的觀察 于缺血2 h再灌注24h即刻麻醉后開胸,主動脈插管,生理鹽水沖洗血液,待右心房切口流出液無色透明時(shí)用2.5%戊二醛固定液進(jìn)行灌注固定。灌注結(jié)束后開顱取腦,取右側(cè)頂葉皮質(zhì),用雙面刀片修塊成1mm3大小,浸入上述固定液中繼續(xù)固定2 h以上。之后用1%鋨酸固定,梯度酒精脫水,Epon812環(huán)氧樹脂包埋,切片機(jī)制成超薄切片,鈾鉛染色,透射電鏡觀察血腦屏障的病理改變(腦毛細(xì)血管周圍水腫情況和毛細(xì)血管管腔受壓迫情況)和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的病理改變。
2.2.2 腦組織EB含量的測定 大鼠缺血2 h再灌注24h即刻進(jìn)行麻醉,iv 2%EB生理鹽水溶液2mL·kg-1,1 h后加深麻醉,開胸,經(jīng)左心室向主動脈插管并以生理鹽水灌注沖洗血管內(nèi)的EB直至右心切口流出液變得澄清透明。斷頭取腦,將左右大腦半球分開,去除皮質(zhì)表面的蛛網(wǎng)膜、血凝塊及腦室脈絡(luò)叢,放入5倍于其體積的甲酰胺中,37℃水浴48 h,離心,取上清液在620 nm波長處測吸光度(OD)值,甲酰胺作空白對照。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出EB含量(μg·mL-1),腦組織EB含量為上述值的5倍。
2.2.3 神經(jīng)功能缺損評分 于缺血2 h和再灌注24h分別進(jìn)行Longa[5]神經(jīng)功能缺損評分。0分:無神經(jīng)功能缺損癥狀;1分:輕度神經(jīng)功能缺損,提尾懸空時(shí)不能伸展左前爪;2分:中度神經(jīng)功能缺損,行走時(shí)向左側(cè)轉(zhuǎn)圈;3分:中度神經(jīng)功能缺損,行走困難,并向左側(cè)傾倒;4分:重度神經(jīng)功能缺損,不能自發(fā)行走。
空白對照、假手術(shù)組大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管周圍及管腔未見明顯變化;模型組大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管周圍水腫和毛細(xì)血管管腔受壓的改變嚴(yán)重;SFI組相應(yīng)區(qū)域毛細(xì)血管周圍水腫和毛細(xì)血管管腔受壓程度顯著輕于模型組。各組血腦屏障病理改變見圖1。
空白對照、假手術(shù)組大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元未見明顯變化;模型組大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元腫大,細(xì)胞膜連續(xù)性中斷,胞漿腫脹、空泡化,細(xì)胞核腫脹、破裂,核基質(zhì)密度增加,異染色質(zhì)增加;SFI組大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元腫脹,細(xì)胞膜邊界欠清楚,胞漿腫脹,細(xì)胞核腫脹,核膜完整,核基質(zhì)密度輕度增加,異染色質(zhì)輕度增加。各組大腦皮質(zhì)神經(jīng)元病理改變見圖2。
空白對照、假手術(shù)組大鼠腦組織內(nèi)EB含量顯著低于模型組(P<0.01),SFI組EB含量顯著低于模型組(P<0.05)。各組腦組織EB含量見表1。
圖1 各組血腦屏障病理改變(EM,×15000)A.空白對照組;B.假手術(shù)組;C.模型組;D.SFI組Fig 1 Changes of the ultrastructure of blood-brain barrier(EM,×15000)A.blank control group;B.sham operation group;C.model group;D.SFI group
缺血2 h時(shí),空白對照、假手術(shù)組神經(jīng)功能缺損評分低于模型、SFI組(P<0.01)。再灌注24h后,空白對照、假手術(shù)組評分低于模型、SFI組(P<0.01),且SFI組顯著低于模型組(P<0.01)。模型組再灌注24h評分高于其缺血2 h評分(P<0.01),SFI組再灌注24h評分與其缺血2 h評分無顯著差異。各組神經(jīng)功能缺損評分見表2。
Zea Longa線栓法[5,6]復(fù)制動物MCA缺血模型效果肯定、重復(fù)性好、操作簡單、不需特殊器械、無須開顱,可準(zhǔn)確控制缺血再灌注時(shí)間,MCA缺血及再灌注效果都很好。因此,筆者采用此方法造模。參考之前有關(guān)報(bào)道,本研究對每只大鼠實(shí)行缺血2 h、再灌注24h處理[7~9]。
局灶性腦缺血再灌注損傷是臨床上常見的病理過程,它引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病理學(xué)上的改變,是神經(jīng)功能障礙的基礎(chǔ),與神經(jīng)功能的恢復(fù)和預(yù)后密切相關(guān)。因此,本研究重點(diǎn)觀察SFI對局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠的血腦屏障和皮質(zhì)神經(jīng)元的病理學(xué)變化有無影響。
圖2 各組大腦皮質(zhì)神經(jīng)元病理改變(EM,×3000)A.空白對照組;B.假手術(shù)組;C.模型組;D.SFI組Fig 2 Changes of the ultrastructure of cortical neuron(EM,×3000)A.blank control group;B.sham operation group;C.model group;D.SFI group
表1 各組腦組織EB含量(,n=10)Tab 1 EB content in the cerebral tissue(,n=10)
表1 各組腦組織EB含量(,n=10)Tab 1 EB content in the cerebral tissue(,n=10)
與模型組比較:*P<0.05,**P<0.01vs.model group:*P<0.05,**P<0.01
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表2 各組神經(jīng)功能缺損評分(,n=15)Tab 2 Neurologic impairment score of each group(,n=15)
表2 各組神經(jīng)功能缺損評分(,n=15)Tab 2 Neurologic impairment score of each group(,n=15)
與空白對照、假手術(shù)組比較:*P<0.01;與模型組比較:#P<0.01vs.blank control,sham operation group:*P<0.01;vs.model group:#P<0.01
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本研究結(jié)果表明,SFI可減輕局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠的血腦屏障和皮質(zhì)神經(jīng)元的病理改變,從而減輕相應(yīng)的功能受損傷程度。雖然缺血再灌注損傷的機(jī)制尚未闡明,但目前的研究認(rèn)為,腦缺血再灌注損傷后,血腦屏障結(jié)構(gòu)破壞與以下因素有關(guān):氧自由基、炎性介質(zhì)、黏附分子、血小板活化因子、水通道蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶等;神經(jīng)細(xì)胞損傷與以下因素有關(guān):氧自由基、鈣超載、凋亡相關(guān)基因、興奮性氨基酸、線粒體損傷和細(xì)胞能量代謝障礙等。而SFI具有以下藥理作用:清除氧自由基,減輕鈣超載,減輕炎癥反應(yīng),保護(hù)線粒體,降低細(xì)胞能量代謝障礙,降低促凋亡基因表達(dá),抑制細(xì)胞凋亡。這可能是本研究中SFI減輕局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠血腦屏障和腦皮質(zhì)神經(jīng)元病理學(xué)改變的原因[10~14]。
[1]閔 蘇,林菁艷,張祖列.參附注射液抗糖尿病兔心肌缺血再灌注損傷的作用[J].中華麻醉學(xué)雜志,2006,26(6):493.
[2]曹 俊,閔 蘇.含不同濃度參附注射液的停跳液對兔離體心臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].中華麻醉學(xué)雜志,2006,26(1):61.
[3]顧 璽,戴朝六.參附注射液對大鼠肝缺血再灌注損傷時(shí)ATP酶的影響[J].中國藥房,2007,18(6):416.
[4]Zhang XJ,Song L.Effect of shenfu injection on gastrointestinal microcirculation in rabbits after myocardial ischemia-reperfusion injury[J].World J Gastroenterol,2006,12(27):4389.
[5]Zea Longa EL,Weinstein PR,Carlson S,et al.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J].Stroke,1989,20(1):84.
[6]Koizumi J,Yoshida Y,Nakazawa T.Experimental studies of ischemic brain edema:a new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be induced in the ischemic area[J].Stroke,1986,17(8):1.
[7]張 忱,李 剛,徐亞萍,等.大鼠局灶性腦缺血再灌注模型的再灌注時(shí)間窗[J].中日友好醫(yī)院學(xué)報(bào),2000,14(5):255.
[8]Young AR,Touzani O,Derlon JM,et al.Early reperfusion in the anesthetized baboon reduces brain damage following middle cerebral artery occlusion:a quantitative analysis of infarction volume[J].Stroke,1997,28(3):632.
[9]鄭 玉,熊利澤,朱正華,等.參附注射液對大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷的治療時(shí)間窗[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(15):1353.
[10]萬敬枝,程夢林,吳基良.參附注射液對局灶性缺血再灌注大鼠腦組織NO、MDA含量和SOD活性的影響[J].中國中醫(yī)急癥,2004,13(6):381.
[11]Zhang YF,F(xiàn)an XJ.Ginsenoside Rg1protects neurons from hypoxic-ischemic injury possibly by inhibiting Ca2+influx through NMDA receptors and L-type voltage-dependent Ca2+channels[J].Eur J Pharmacol,2008,586(1-3):90.
[12]Park EK,Choo MK,Oh JK,et al.Ginsenoside Rh2reduces ischemic brain injury in rats[J].Biol Pharm Bull,2004,27(3):433.
[13]Kim CS,Park JB,Kim KJ,et al.Effect of Korea red ginseng on cerebral blood flow and superoxide production[J].Acta Pharmacol Sin,2002,22(12):1152.
[14]李 揚(yáng),熊利澤,秦緒軍,等.參附注射液對幕上腫瘤手術(shù)患者血清SOD活性和MDA含量的影響[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,24(16):1507.