李萬奎,楊惠然,黃杰
(1.河南圣德醫(yī)院 神經內科,河南 信陽 464000;2.信陽職業(yè)技術學院 a.醫(yī)學部;b.體育部,河南 信陽 464000)
近年來研究表明,腦出血后由于釋放細胞毒性物質、凝血酶及其他代謝產物,造成細胞內鈣超載,血腦屏障破壞,炎癥因子大量釋放,從而導致腦水腫及神經細胞損傷[1]。在這些炎癥因子中,以白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)關系最為密切[2]。鈣離子通道作為細胞信號轉導的第二信使,在腦出血后神經功能損傷中起重要作用[3]。尼莫地平是新一代二氫吡啶類鈣通道阻滯劑,具有較好的脂溶性,可透過血腦屏障,已廣泛應用于腦出血的臨床治療。本研究采用注入自體血的方法建立大鼠腦出血模型,給予尼莫地平干預,通過觀察大鼠腦組織含水量及腦組織勻漿液中IL-6、TNF-α含量,探討尼莫地平對腦出血后腦水腫、炎癥因子的影響及其可能的作用機制。
1.1 實驗資料
1.1.1藥物 尼莫地平標準品(中國藥品生物制品檢定所)。
1.1.2器材 立體定向儀、微量注射儀(瑞沃德生命科技有限公司),微量注射器(上海高鴿工貿有限公司),電子天平(上海精科天平),電熱恒溫鼓風干燥箱(上海新苗醫(yī)療器械有限公司),721分光光度計(上海湖光科技儀器廠),酶標儀(北京市六一儀器廠)。
1.1.3試劑 IL-6試劑盒、TNF-α試劑盒(南京建成生物工程研究所)。
1.1.4實驗對象 健康成年Sprague-Dawley(SD)大鼠72只,雌雄不限,體質量為250~300 g,許可證號為SCXK(豫)2017-0001,由信陽職業(yè)技術學院實驗動物中心提供,購自河南省實驗動物中心。本研究方案由河南省實驗動物中心實驗動物倫理委員會審查和批準,所有試驗均遵照《實驗動物環(huán)境及設施GB 14925-2010》,遵守實驗動物福利與倫理原則。
1.2 實驗方法
1.2.1分組與造模 將大鼠以隨機數表法分為假手術組、腦出血模型組和尼莫地平治療組,每組24只。模型組采用Fredrik法[4]取自體股動脈血50 μL注入大鼠基底節(jié)區(qū)復制實驗性腦出血模型。尼莫地平治療組在造模后予以尼莫地平5 mg·kg-1腹腔注射治療,每12 h注射1次,直至處死前12 h。假手術組制備過程相同,基底節(jié)區(qū)注入等體積9 g·L-1的NaCl溶液。術后72 h時,斷頭處死大鼠,做相關指標檢測。
1.2.2檢測方法
1.2.2.1腦組織含水量觀察 腦組織含水量采用干濕重法[5]測定:每組各取12只大鼠,斷頭處死后迅速取腦組織(去除腦干、小腦及嗅球),將取出的腦組織放在9 g·L-1的NaCl溶液濕潤的濾紙培養(yǎng)皿中,以防水分蒸發(fā)。去除腦皮質表面的腦膜和血塊,濾紙吸干表面水分,迅速放入預先稱重(A)帶瓶塞的玻璃瓶中,立即稱重(B),B-A即得濕重。去掉瓶塞,放入70 ℃恒溫干燥箱中烘干72 h,取出腦組織,待其恢復到室溫,再將瓶塞扣緊稱重(C),C-A即得干重。腦組織含水量(%)=(腦組織濕重-腦組織干重)/濕重×100%,即(B-C)/(B-A)×100%。
1.2.2.2IL-6、TNF-α含量測定 再取各組12只大鼠,冰上斷頭處死,迅速取血腫邊緣腦組織約0.2 g,分離后稱重,用9 g·L-1的NaCl溶液除去血液,濾紙吸干,放入5 mL小燒杯中,加入適量冰鹽水。將腦組織放入玻璃勻漿器中進行勻漿,充分研磨腦組織,制成40%腦組織勻漿液,4 ℃,每分鐘3 000轉,離心30 min,取上清液置-20 ℃冰箱中保存,酶聯免疫法測定按試劑盒說明書方法操作,計算出樣品含量。
2.1 腦組織含水量腦出血模型組腦組織含水量為(83.71±4.89)%,高于假手術組的(73.19±3.33)%,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.008 1)。尼莫地平治療組腦組織含水量為(78.79±3.59)%,低于腦出血模型組的(83.71±4.89)%,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.034 2)。
2.2 IL-6和TNF-α含量腦出血模型組腦組織勻漿液IL-6、TNF-α高于假手術組,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.006 4、0.007 3)。尼莫地平治療組腦組織勻漿液IL-6、TNF-α低于腦出血模型組,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.034 5、0.017 1)。見表1。
表1 各組IL-6和TNF-α測定結果比較
注:與假手術組比較,aP<0.05;與腦出血模型組比較,bP<0.05;IL-6—白細胞介素-6;TNF-α—腫瘤壞死因子-α。
目前認為,腦出血后血腫邊緣存在的水腫,既有血管源性水腫,又有細胞源性水腫[6]。腦水腫的產生除了因細胞內鈣超載致使受鈣調節(jié)的磷脂酶、蛋白酶、核酸內切酶等被激活而導致血腦屏障破壞外[7],還與腦出血后產生的炎癥因子IL-6、TNF-α等的釋放有關[8-9]。在中樞神經系統(tǒng),IL-6主要源于巨噬細胞、神經內皮細胞、有活性的星形膠質細胞及小膠質細胞等。研究發(fā)現,IL-6對中樞神經系統(tǒng)既有神經保護作用,又有神經毒性作用,正常情況下,神經細胞中低水平IL-6發(fā)揮中樞介導、神經修復等生理作用,但腦出血后IL-6表達異常增高,參與神經細胞的損傷過程[10]。異常升高的IL-6可抑制前列腺素E2的產生,引起血管收縮,加重腦水腫,增加細胞間黏附分子的表達,導致微循環(huán)障礙,加重血腦屏障破壞和神經功能損害[11]。IL-6作為重要的炎癥因子,反映急性腦血管疾病的促炎狀態(tài),可作為患者預后判斷的一個獨立指標[12]。在正常情況下,外周巨噬細胞分泌的TNF-α不能通過血腦屏障,但在腦出血等中樞神經系統(tǒng)受損后,由于血腦屏障的破壞,致使TNF-α可進入中樞神經系統(tǒng)。TNF-α是一種具有廣泛生物學功能的細胞因子,可通過促進凝血、增加內皮細胞通透性及誘導黏附分子或其他炎癥介質的表達,增加血腦屏障的通透性,加重腦損傷[13]。大量研究表明,腦出血后血腫周圍腦組織TNF-α mRNA蛋白表達升高[14-15]。作為鈣離子拮抗劑的尼莫地平,可有效地減輕神經細胞內鈣超載,減輕病灶部位的血管痙攣[16],提高腦出血后局部血流量[17],保護血腦屏障,緩解腦出血后腦水腫,從而保護神經細胞及神經膠質細胞結構和功能。本研究中,腦出血模型組腦含水量升高,IL-6和TNF-α水平亦升高,說明腦出血后,除了引起腦組織水腫,還引起炎癥介質的釋放。尼莫地平組大鼠腦組織含水量及腦組織勻漿中IL-6、TNF-α降低,說明尼莫地平不僅可改善腦水腫,還可抑制炎癥反應。楊燚等[18]研究表明,大鼠腦梗死后出血腦水腫高峰期與IL-6、TNF-α表達高峰時間基本一致,說明IL-6和TNF-α介導了腦梗死后出血腦組織炎癥反應,參與了腦水腫的發(fā)生和神經功能的損害。
綜上,尼莫地平可有效減輕腦水腫,減輕腦出血后異常產生IL-6和TNF-α對腦組織的損害,抑制炎癥反應。但是抑制炎癥反應這一療效是因尼莫地抑制鈣超載引起,還是尼莫地平本身的其他藥理作用,目前尚不清楚,還需要長時間、大樣本、更深入的進一步研究。