脑出血血肿周围脑组织的糖代谢、氧自由基及血脑屏障的变化与脑水肿形成的关系.pdf

复旦学报(医学版)F u d a n Un i v I Me d S c:2 0 0 2 Ma r.,2 9(2)I N脑出血血肿周围脑组织的糖代谢、氧自由基 及血脑屏障的变化与脑水肿形成的关系夏 鹰 陈 衔 城 季 耀 东 任 惠 民 符 荣 宫护复旦大学附属金山医院神经外科上海2 0 0 5 4 0,附属华山医院冲经外科啥 海MO W)【摘 要】目 的 研究 脑出血(in t m c e r e b m l h e n o r r h a g e,I C H)血肿周 围脑组织的 锗代谢、氧自 由 基及血 脑屏障(b lo s l-b r a i n b a r ri e r,S B B)的变化与脑水肿形成的关系，从而进一步阐明脑水肿形成的机制。方法6 0 只S D雄性大鼠从尾动脉采血1 0 0(,L，在立体定向仪下注人大鼠右侧大脑内 囊处，制成脑出血模型，按脑出血形成的时间分为假手术组、4,8,1 2,1 6,2 4,4 8,7 2,1 2 0,1 6 8 h 组共 1 0 组干湿重法测量脑组织含水量I B B B的通透性采用伊文思蓝法。并测定脑组织M D A(丙二醛),S O D(超氧化物歧化酶)和糖,L D H(乳酸脱氢酶)的水平。结果血肿周围脑组织含水量在 I C H形成4h 就开始升高(P 0.0 5),4 8-7 2 h 达到高峰，5-7d 逐步恢复正常。E B(伊文思蓝)在8 h 开始升高 1 2 h 迅速升高,2 4-4 8 h 到达高峰。S O D,I I D A在 1 2 h 开始变化.7 2 h 最明显。而糖也在7 2 h 达高峰(P 0.0 1).L D H在8 h 开始升高 7 2 h 达到高峰，以后缓慢下降。结论I C H脑水肿形成早期(4-8 h)主 要由于血肿本身释放的毒性物质引起，中 期(2 4-4 8 h)主要是由于B B B 的破坏引起，晚I M(7 2 h)则主要由于血肿周围脑组织代谢紊乱及氧自 由基的损伤引起。关性词飞 U出血:脑水肿书 代谢;氧自由基;血脑屏障【中 国 圈 书 馆 分类 法 分 类号R 7 4 3.3 4八R e l a t i o n s h i p b e t w e e n B r a i n E d e ma F o r m a t i o n a f t e r I n t r a c e r e b r a lH e mo r r h a g e a n d E f f e c t s o f G l u c o s e Me t a b o l i c A l t e r a t i o n,F r e eR a d i c a l R e l e a s e a n d B l o o d-B r a i n B a r r i e r P e r me a b i l i t yX I A Y in g a,C H E N X ia n-c h e n g,j l Y a o-d o n g,R E N H u i-m in,F U R o n g,G O N G Y e (D e p a r t m e n t o f N e u r a su r g e ry,J i n s h a n H o sp i ta l,F u d a n U n r-ti ty,S h a n O w i 2 0 0 5 4 0;D e p a r t m e n t o ,N e u ro s u r g e r y,H u a A a n H o s p i ta l,F u d a n U n iz r r s it y,S h a n g h a i 2 0 0 0 4 0).A b s t r a c t P u r p os e T o s t u d y t h e r n ee c 6 a t ti s n s o f b r a in e d er n a f o r m a t io n fo llo w in g i n t r a c e r e b r a l h m m o r r h a g e(I C H)a n d i ts r e l a t io n s h iP w it h e f f e c ts o f m e t a b o li c a lt e r a t io n,f re e r a d ic a l re le a s e a n d blood-brain b a r r ie r(B B B)p e r m e a b ili t y.N l e d w d s S i x t y a d u l t S D r a ts w e re u s e d a n d e a c h o f th e m w a s s t e r e ta c ti ca ll y i n f u s e d 1 0 0 能 a u t olo g o u s b lo o d ta k e n f r o m r a t ta il a r te r y in t o t h e r ig h t b a s a l g a n g li a.A c co r d in g to th e t im e o f th e I C H t o r r n a ti o n,6 0r a ts d iv id e d i n t o 1 0 g r o u p s:s h a m,4,8,1 2,1 6,2 4,4 8,7 2,1 2 0,1 6 8 h.Wa t e r c o n t e n t,E B,S O D,I v I D A,g l u-.s e a r i l I D H in b r a in t i s s u e a m u u d t h e h a n a t m n a s w e r e m e a s un e d.R e s u l t s T h e b r a i n e d e ma w a s o b v io u s a t 4h.a f t e r I C H,p e a k e d a t 4 8 一 7 2 l o t u a n d g r a d u a ll y r e so lv e d in 5 一 7 d a y s.W h il e B B B p e r m e a b i li t y w a s o b v io u sa t 8 h o u u,r o s e r a p id l y a t 1 2 h o u r a n d p e a k e d a t 2 4 一 4 8 h o u r.T h e c h a n g e o f SOD a n d MD A、o b v io u s a t 1 2h o u r a n d p e a k e d a t 7 2 h o u r.T h e le v e l o f 日 u o os e A g o p e a t e d a t 7 2 h o u r(P 0.0 1).T h e l e v e l o f I AH a l t e r e d a t 8h a i r a n d p e a k e d a t 7 2 h o u r,t h e n d e s c e n d ed g r a d u a ll y.C o n d u s i o r s T h e e a r ly p h a s e(4 一 8 h o u r)o f b r a in a l e-m a fo r m a t io n a f t e r I C H i5 r e l a t e d to th e t o x ici t y r e l m e d f rc r n t h e h a n a m m a s th e m s e lv e s,t h e m id d le p h a s e(2 4 一 4 8h o u r)i s r e la t ed t o t h e B B B d a n a g e,a n d th e la t e p h a m(7 2 l o u r)is re la t e d t o t h e m e ta b o l ic ir n b:+la r tce a n d f re e r a d i-因 t o x i c i t y in t h e b r a in S e y v w r d s】in t r a c e r e b r a l h e m o r r h a g e;b r a in e d a m;m e ta b o l is m:f r e e r a d i c a l;blood-brain L a m e 下 脑出血(I C H)是一种严重危害人们健康的疾病。在我国I C H的发病率约为t 2 0-1 8 0/1 0 万，每年新生病例约1 3 0 万，死亡1 0 0 万，其中一半是在2d 内死 亡U ，而 病情的恶化往往与I C H随后继发的复旦学报(医学版)2 0 0 2 年3月，2 9(2)脑 水 肿 有 关。W a g n e r 等 1 7 1 认为 早 期 将血 肿 清除 可减轻 I C H血肿周围脑水肿及血脑屏障的破坏;C h e r u b i n i 等1 3 认为氧自 由的产生与脑水肿形成有关;W a g n e r 等 f 4 1 还观 察到I C H血肿 周围 脑组 织的代谢变 化;还有人报道一 s-7 l 1 C H凝血过程中 所释放的凝血酶与脑水肿的形成有关。但到目前为止，有关 I C H脑水肿形成的机制以及血肿周围脑组织血脑屏障、代谢、氧自由基的变化与脑水肿形成的关系还不清楚。本实验就是通过研究脑出血血肿周围脑组织血脑屏障、代谢、氧自由基与脑水肿形成的动态变化，从而进一步了解脑水肿形成的机制，为 I C H脑水肿的防治提供实验依据。材 料 和 方 法 实验动物分组 健康雄性S D大鼠6 0 只，由中国科学院上海实验动物中心提供(符合国家二级动物标准)。按脑出血的时间随机分为假手术组,4,8,1 2,1 6,2 4,4 8,7 2,1 2 0,1 6 8 h 组共 1 0 组，每组6 只，体重在3 3 0 一 4 0 0 g 之间。动物模型的制作 1%戊巴比妥钠(4 0 m g/k g)腹腔内注射，大鼠麻醉后，在显微镜下分离尾动脉置人微 导管，抽出1 0 0 K L 新鲜血在立体定向 仪下(江湾II型)注人右侧内囊(中线旁 3二，前囱前0.1 二，深6 二)，制成I C H大鼠 模型 6 1 然后将微 导管连接到呼吸循环监测仪(n ik n k o k e n l i f e s c o p e1 2 型，日本)，监测血压、心率以及呼吸。假手术组步骤同上，只将注射针刺人右侧内囊，但不注血。脑组织样本的采取在预定的时间内，将大鼠处死，以 血肿脑组为中心，将脑组织分为前半、后内、后外3 部分。前半约为2 0 0 m g，用于脑含水量的测定;后内约1 0 0 m g，用于代谢及氧自 由基的测定;后外约为1 0 0 m g 用于 血脑屏障通透性的测定。脑组织含水A的测定按B l l io t 公式;脑组织含水量=(湿重一 干重)/湿重x 1 0 0%。样本取出后置于电子天平称重(精确到0.1 m g)，然后置于1 0 0恒温烘箱4 8 h 后再称干重。血 脑 屏 障 通 透性 的测定 按B e la y e v 法 8 1 使用伊文思蓝(e v e n s b l u e,E B)作为测量血脑屏障通透性的 示踪剂。各组织动物在处死前2 h，按2 0 m g/k g体重自股静脉注人2%的E B液。样本取出后按 3m g/1 0 0 m g 湿脑组织加甲酞胺加盖避光在3 7水浴箱中提取7 2 h，提取液在荧光分光光度仪上(9 6 0型，上海光学仪器三厂)测定荧光强度，激发波长6 2 4 n m，发射波长6 8 3 nn，波宽为1 0 nn，用倍比稀释法制作标准曲线，再根据标准曲线求得脑组织E B的含量，以n g/m g 湿脑组织表示。脑组织氧自由基及代谢的测定样本采取经匀浆离心后，取上清液来测定.MD A,SOD,糖,L D HS O D,h mA代表氧自由基的变化。S O D的活力的高低间接反应的机体清除氧自由基的能力，而:b 1 D A的高低间接反应了机体细胞受自由基攻击的严重程度。S O D活力检测采用黄嘿吟氧化法，其活力以每毫升反应液中 S O D抑制率为 5 0%时为 1 个亚硝酸单位(N U/m L)，再按脑组织中的蛋白含量予以校正，换算成N U/m g 蛋白(N U/m g p r o t),M D A活力检测采用硫代巴比 妥酸法，单位为n m o l/m g p r o .用糖,L D H的变化来反应脑组织代谢情况。采用B e c k m a n全脑自动分析生化仪测量，同时还测量脑组织中蛋白的含量，最后用于测定值的校正。糖的 单位为m m o l 棺p m t,L D H单位为U 馆p r o t,数据处理 各组测定值用王+:表示，用S P S S统计软件作单因 素方差分析(o n e-w a y A N O N,-A)，并对样本作两两比较。结果 生理参数 6 0 只大鼠 正常生理参数(三 十;):血压(1 4.4 士1)k P a，心率(2 2 0上2 3)次/m i n，体温(3 7.3 1 1)IC。各组实验动物正常生理参数无明显差别(A-N O V A)脑组织含水，的变化 脑组织(图 1)含水量在4h即开始变化(P0.0 5),4 8-7 2 h 达到高峰，在5-7d 逐步回落接近正常。0.a 0 L口巴0.7 9.口cc荟 0.7 83 0.7 7 巍豁亦箭岌犷忘节h 4 8 h 节筋 访二 6 8 h C 下。u p图t 血肿周围 脑组织含水.在I C H不同时期的变化悄况 F ig I B a r g r a p h s s h o w i n g a lt e r a t i o n 衅w a t e r c o n t e n t i n p e r i h a n a t mW b r a i n t i s s u e 吐 t e r I(月i n d i f f e re n t p h a c s C o m p a r e d t,6 r h t h e s h a m-t r e a t e d a n im a l s P 0.0 5-“P 0.0 1 脑组织血脑屏障的变化(图2)在8h 开始出现变化，1 2 h 迅速升高，2 4 h 达到高峰，持续到4 8 h后开始下降。脑组织叙自由基和代谢的变化(表1)M D A及Su)的变化在7 2 h 最明显，而糖也在7 2 h 明显升高夏鹰.等 脑出血血肿周围脑组织的箱代谢、氧自由基及血脑屏障的变化与脑水肿形成的关系(P 0.0 1)，而U一妇在8h以后逐步升高，待续到1 2 0h讨论竺不*0 U-上.L上-t 一 L l一止 习以上.J一 上-习-J-上 L S h a m 4 h S h 1 2 h I 6 h 2 4 h 4 8 h 7 2 h 1 2 0 h 1 6 8 h cr o u p图2 血肿周围脑组织E B 在I C H不同时期的变化情况飞 2 肠 r g r a p h s s 卜 n,由 i g a l t e r a ti o n 嘴皿 加p e i h e n a a u a l br a in H a v e a ft er I C H切由 幻 s e n t p h a s e sC o m p a r e d w i t h t h e s h a m-t r e a t e d a n ima l s P0.0 5.*P0.0 1 表 I 血肿周困脑组织S O D,N MA,储、7 9 h I D e p i c l i g g 目 妇 忿 O M苗S O D,N I D A.C l u m s e A N D I 刀 肚加 I C H脑水肿的形成是引起 I C H病情恶化最主要的风险因素，本实验显示 I C H脑水肿为一动态变化的过程，在脑出血后4h 就开始出现(PO.0 5)，4 8-7 2 h 达到高峰，这和临床上I C H病情多在2d内恶化相一致。脑水肿的形成，根据血脑屏障是否受损伤分为 细胞毒性脑水肿及血管源性脑水肿!，一，但引起脑水肿形成的因素可能为各种因素综合的结果，如 I C H凝血过程所释放的各种毒性物质，血脑屏障的破坏、氧自由基的作用以及脑组织代谢的变化等 1 0;本实验显示，I C H脑水肿形成早期(4 一 8 h;，血脑屏障、氧自由基、代谢等都无明显的变化 说明在L D H在I C H不同时期的变化情况p a i h e f n a t o m a l h r a i n ti ss u e a f t e r I C H i s d i f f e re n t p h a s e s改注、国u口囚Gl-(-众 P r o t)G rou pS h v nS O D(W J o g p r o r)卜 习 八(-l/m g p ro I)I 刀H(U爪p mt)姗537俐660脚州4h8h1 2 h1 6h2 4h4 8h7 2 h1 2 0 h1 6 8h3 7 0,5 13 6.03 5 8.1 士2 7.23 3 4.7?3 5.33 3 05 士3 4.7 1 3 巧.4 士 4 2.9(-)2 9 7.6 x 1 3.6 (2 科 5 土3 1.3 12 5 3.7 士1 7.S t 2 6 7 亡 2 4.9 a 13 4 0.2土1 5.82.4 5 土0.1 32.5 2 土0.1 22.胡 土0.0 32.7 6 土 0.1 6(3 f 0.0 8 1 2 13.1 3 二 0.2 7 73.5 7 士 02 8(x;3.8 6 士 0.5 6 i)3.0 9 亡0乃;.12.4 8 士 门0 3(x;1).0 8 1 10.0 0 20.0 8 5上0.0 0 70.0 8 5 士0.0 3 70.0 8 7士 0.0 0 6 0.0 9 二 00 0 6 10-0 8 9 3 0.0 叮仁 刘0.0 9 3 士 0.0 0 2 2 10.0 9 6-_ 0.0 0 6 1 1,0-圈1 3 0.0 1 住 二0.0 8 3士 0.0 0 5:15726 7，二8 I95 生1 引 57 11 1 7,7I=1 5 4 =9 32 2 1.6 s 7-9 6协，9=1 8 1-,Q6 1 9 7.3 r 12 7 1 7.2 z 8 4.7 2;7 7 士2 4 2.1 C o m p a r e d。山th e s h a m-t re a te d a n lr n e l s,1 P 0.0 5,(z P 0.0 1早期I C H脑水肿可能和血肿本身形成过程中所释放的 毒 性物质有关，正如L e e 等 5 1 证实，在I C H出血早期血液凝固过程中所产生的凝血酶在脑水肿形成中 起关键作用。而E B 在1 2 h 升高明显,2 4 一 4 8h 达高峰，说明 I C H中期(2 4-4 8 h)脑水肿的形成主要由于血脑屏障的破坏、通透性增加所致。而和我们在实验前所预料的不同，糖在 I C H脑组织中不但没有降低，反而升高，在7 2 h 达到高峰(P 0.0 5)a研究表明，国产普鲁司特胶囊治疗支气管哮喘具有较好的临床疗效，且不良反应轻微，安全性高，值得临床进一步推广。参考文献支气管哮喘防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗、疗效判断标准及教育管理方案).中华呼e$4#杂志,1 9 9 7,20(5):2 6 1F is h J E,K e n p P,L o c k e y R Fa l.Z a f i r l u k a s t f o r s-pt-ticm i ld m o d e r e t e a a r h t w:a 1 3-w cek m u h ic e n t r e l a d y.C h u T h e r,1 9 9 7,1 9(4):6 7 5N e t io n a l H-,L u V e n d B bd I m ti t t t ce,N.6-1 Ad-F d-l i-,P r o g r a m.(r i Ma ma f o r t h e d ia g t r n rs e n d r r a u a g a n e n t o f a t h-E s cp e n a l r e p v t.N T H P u b l ic a t io n险 9 7 4 0 5 1 C,1 9 9 7 收稿日期 2w1一 0 4一 引)(编辑 张世功