李桂平,石 磊,杜元灝,李 穎
腦梗死即神經(jīng)元、膠質(zhì)和血管的死亡。在大腦組織中,神經(jīng)元對缺血的耐受性最差,由于大腦幾乎無能量儲備,因而需要持續(xù)而充足的血液供應(yīng)來維持功能,當血液或氧供應(yīng)停止后,神經(jīng)元在數(shù)分鐘內(nèi)即發(fā)生不可逆損傷[1]。由缺血、缺氧或低血糖等不同病因引起的腦梗死,雖然易損區(qū)和組織病理學表現(xiàn)各異,但其最終引起缺血中心部分的細胞由于缺氧而死亡,缺血半暗帶的細胞由于繼發(fā)的代謝改變而損傷。
腦梗死急性發(fā)生后,腦表面?zhèn)戎а芟到y(tǒng)猶如一個“閘門”,決定著腦缺血區(qū)能否及時有效地接受來自缺血周邊區(qū)的側(cè)支循環(huán)血流,并壓送這些代償血流進入微細血管,以營養(yǎng)缺血的神經(jīng)元組織,“閘門”的機能狀態(tài)決定著缺血細胞的命運。急性腦梗死發(fā)生后,造成“閘門”的阻力增大,開放不利,微血管自律運動出現(xiàn)高頻率低振幅,其流質(zhì)、流場的動態(tài)耦合發(fā)生障礙,表現(xiàn)為“高速低效震蕩”,成為缺血腦組織獲取代償血流的障礙,因此,腦梗死發(fā)生后,如何迅速而有效的重建微血管側(cè)支循環(huán),恢復(fù)缺血區(qū)及半暗帶的血流供應(yīng),成為治療的關(guān)鍵。
本研究基于上述理論進行設(shè)計,擬達到以下目的:1)以凝集素組織化學技術(shù)顯示微血管整體形態(tài),建立可靠的實驗方法。2)直觀反映腦梗死后微血管的形態(tài)學變化以及針刺的干預(yù)效果,從血管量上反映側(cè)支循環(huán)建立情況。3)根據(jù)腦梗死后電針干預(yù)效果,為針刺干預(yù)時機的選擇提供依據(jù)。
1.1 實驗動物及分組 健康雄性Wistar大鼠(由中國醫(yī)學科學院實驗動物養(yǎng)殖中心提供),體質(zhì)量180~200 g,隨機分為模型對照組、電針干預(yù)組和空白對照組。模型對照組、電針干預(yù)組又分為1、3、6 h 3個時相組。
1.2 主要儀器及試劑
1.2.1 主要儀器 LH202H型韓氏電針儀(中國北京);Leica CM9100冰凍切片機;恒溫孵育箱;微量進樣器。
1.2.2 主要試劑 蕃茄凝集素(Lycopersicon esculentum agglutinin,Vector公司,產(chǎn)品編號:B-1175);ABC 染色試劑盒(VECTORSTAIN ABC kit,Vector公司,北京中杉金橋生物有限公司分裝,產(chǎn)品編號:PK-4002);濃縮型二氨基聯(lián)苯胺染色(DAB)試劑盒(北京中杉金橋生物有限公司,產(chǎn)品編號:ZLI-9032);0.01 mol/L 磷酸鹽緩沖液(PBS);其他試劑均為國產(chǎn)分析純試劑。
2.1 模型復(fù)制 采用Longa的腔內(nèi)線栓法阻滯大鼠左側(cè)大腦中動脈,復(fù)制腦梗死模型,尼龍線直徑為0.205 mm。大鼠經(jīng)10%水合氯醛(0.003 mL/g)腹腔內(nèi)注射麻醉,仰臥于手術(shù)臺上,頸正中偏左側(cè)切口,分離左側(cè)頸總動脈、頸外動脈、頸內(nèi)動脈,結(jié)扎頸外動脈,頸總動脈近心端和分叉處放置動脈夾,在兩動脈夾中間扎孔,插入尼龍線拴,長度18~22mm,線栓進入頸內(nèi)動脈稍遇阻力即停止進線,結(jié)扎線拴和頸總動脈,放開頸總動脈近心端動脈夾,縫合皮膚。
2.2 模型納入、排除標準 參照Longa 5分制評分標準,0分:無神經(jīng)功能缺失癥狀;1分:輕度局灶性神經(jīng)功能缺失(不能完全伸展右側(cè)前肢,左側(cè)Horner’s征陽性);2分:中度局灶性神經(jīng)功能缺失(提尾懸空時右前肢屈曲、內(nèi)收,行走時向右側(cè)轉(zhuǎn)圈);3分:重度局灶性神經(jīng)功能缺失(站立不穩(wěn),向右側(cè)傾倒);4分:不能自發(fā)行走,意識水平降低。
評分在1~3分為造模成功,以下兩種情況為模型復(fù)制不成功,予以剔除:1)實驗過程中大鼠死亡。2)在規(guī)定時間處死動物,取腦時見有蛛網(wǎng)膜下腔出血或頸內(nèi)動脈分叉部出血。
2.3 處理方法 電針干預(yù)組在大腦中動脈梗死(MCAO)后即刻電針刺激人中穴,人中穴定位按華興邦的動物穴位圖譜,用1.7 cm毫針在大鼠鼻中隔下方向上斜刺2 mm,并在該部位下約2 mm處刺入1針作為參考電極,人中穴接電針儀的正極,參考電極接負極,用15Hz,1mA的連續(xù)波刺激,持續(xù)20min;模型對照組和空白對照組均同樣抓取固定,但不進行任何治療。
2.4 樣本制備 模型對照組、電針干預(yù)組分別在MCAO后1、3、6 h規(guī)定時間,于一側(cè)股靜脈注射生物素化番茄凝集素(1 g/L,溶于生理鹽水),2 min后,開胸行心臟灌注,灌注液為1%多聚甲醛與0.5%戊二醛混合0.01 mol/mL PBS緩沖液,130 mmHg(1 mmHg≈0.133 kPa)壓力連續(xù)灌注10 min,取腦,以大腦中動脈和大腦前動脈分叉部為中點前后各2 mm取中間一塊腦組織,30%蔗糖脫水,冰凍切片,切片厚度35μm,連續(xù)切片20張,4℃丙酮固定10min,晾干后-20℃保存待檢。
2.5 染色步驟 取冰凍切片,0.01 mol/L PBS緩沖液洗5min×2次;0.01×10-3mol/mLPBS緩沖液(含0.3%Triton X-100)中,37℃孵育4 h;滴加ABC復(fù)合物,37℃孵育1 h,0.01 mol/mL PBS緩沖液洗5 min×2次;滴加DAB染色試劑反應(yīng)15 min;徹底水洗終止反應(yīng),梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。
2.6 圖像分析 采用Image Pro-Plus圖像分析系統(tǒng),對每張切片缺血半暗帶內(nèi)分別隨機選擇5個視野進行測量,檢測參數(shù)為血管量。
2.7 統(tǒng)計處理 采用SPSS13.0軟件對各組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,組間比較采用單因素方差分析。
采用Image Pro-Plus圖像分析系統(tǒng)對圖像進行分析,選擇測量參數(shù)為血管總數(shù),導(dǎo)出數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,結(jié)果見表1。
表1 缺血半暗帶內(nèi)有血流灌注的總血管量(s,n=6)
表1 缺血半暗帶內(nèi)有血流灌注的總血管量(s,n=6)
注:空白對照組有血流灌注的微血管數(shù)量平均為(317.00±7.40),與空白對照組比較*P<0.001,與模型對照組比較▲P<0.01。
組別 梗死后1 h模型對照組 136.20±2.96*電針干預(yù)組 195.50±5.61*▲梗死后3 h 130.39±9.58*192.50±10.98*▲梗死后6 h 130.83±7.97*186.28±9.82*▲
采用凝集素組織化學技術(shù)對各組切片進行染色,空白對照組血管形態(tài),模型對照組和電針干預(yù)組缺血半暗帶內(nèi)腦血管形態(tài)如圖所示(圖1、圖2)。
圖1 正常腦血管染色
缺血半暗帶有血流灌注的為血管量統(tǒng)計結(jié)果顯示:與空白對照組比較,模型對照組在MCAO后1、3、6 h血管量均顯著減少,有統(tǒng)計學差異(P<0.001),電針干預(yù)組與相對應(yīng)模型對照組各時相比較,血管量均顯著增加,有統(tǒng)計學差異(P<0.01),但是仍顯著少于空白對照組(P<0.001)。
電針干預(yù)可增加MCAO模型大鼠缺血半暗帶內(nèi)有血流灌注的微血管數(shù)量,提示電針干預(yù)可促進側(cè)支循環(huán)建立,從而增加這一區(qū)域的腦血流灌注,并對梗死區(qū)產(chǎn)生一定的影響。
圖2 MCAO模型缺血半暗帶內(nèi)微血管形態(tài)
腦梗死后,梗死區(qū)的微循環(huán)中,血流基本處于停滯狀態(tài),缺血半暗帶微循環(huán)中,血流速度下降,細胞聚集度降低,越接近梗死區(qū),下降幅度越大,呈現(xiàn)出一定的梯度變化,相比較其他部位血流速度和細胞聚集度而言,番茄凝集素更容易對這一區(qū)域的紅細胞產(chǎn)生凝集作用,使得血流停滯,凝固,并且這種作用不同于一般的血液凝固,其作用力更強,通過心臟灌注的方法,在灌注壓相同的情況下,由于灌注壓在血管系統(tǒng)中遇到阻力逐級遞減,至大腦微循環(huán)時灌注液不能將凝集素作用的血管中的血液沖洗掉。對于那些在凝集素靜脈注射前血液已經(jīng)凝固的血管,凝集素無法隨著血液流動進入這些血管,則不能與特異性糖蛋白結(jié)合,最終這些血管中凝固的血液在灌注液的作用下被沖洗掉,但由于沒有凝集素的結(jié)合,隨后的染色反應(yīng)中則不能染出。所以,根據(jù)凝集素的特殊反應(yīng)原理,筆者認為最終通過凝集素組織化學染色出現(xiàn)的微血管,可以看作是腦梗死后仍有緩慢血液流動的部分血管,這部分微循環(huán)中的血液正是由側(cè)支循環(huán)代償而來,所以能夠很好的反映腦梗死后缺血半暗帶和梗死區(qū)的微循環(huán)狀態(tài),并以此推測側(cè)支循環(huán)建立的情況及其代償能力。
[1]James F Toole著,龍 潔譯.腦血管疾病[M].第5版,北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學出版社,2004:5.
[2]宗靜杰,褚 芹,鄭建剛.“醒腦開竅”針刺法治療缺血性中風作用機制研究進展[J].天津中醫(yī)藥大學學報,2010,29(3):164-166.