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背景脑血流的突然减少或中断,引起脑卒中。脑卒中后脑血流的变化直接影响脑卒中预后,那么预运动影响缺血后脑血流的机制可成为脑卒中一级预防的研究方向。其中内皮素-1,作为最强缩血管物质,在调节血流机制中起着重要作用。目的本文旨在通过激光散斑成像(LSI)技术研究预运动对脑缺血再灌注后脑血流的影响,同时检测预运动对内皮素-1(ET-1)浓度的调节,从分子机制探索预运动与缺血再灌后脑血流的关系,进而深入探讨预运动对脑缺血再灌注具有脑保护的机制。方法选取清洁级成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(体重250-280 g),随机分成3组:预运动组(pre-treadmill),模型组(ischemic),假手术组(sham)。预运动组采用电动跑台对其进行为期2周的运动干预,模型组及假手术组则自由活动2周,之后预运动组和模型组进行大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)手术,假手术组则进行类似MCAO的假手术操作。在缺血90分钟后实现再灌注(reperfusion)。分别在手术前(baseline)、缺血90min(MCAO期),和再灌后1小时(hour,缩写为h,简称Rep-1h,以此类推),2h,3h,24h用激光散斑成像检测大鼠大脑皮层相对血流速度的变化。在再灌注0h、3h、24h时颈静脉采集血样,采用ELISA方法检测大鼠血浆ET-1浓度;在再灌注24h时进行神经行为学评分、脑梗死体积检测,检验神经功能损伤情况。结果1.大脑皮层血流灌注结果(n=8):1.1.毛细血管相对灌注比:与缺血前比较,缺血90min时预运动组和模型组毛细血管相对灌注速度均下降60%以上(P<0.05)。与模型组相较,预运动组在缺血再灌注1h、2h、3h时,毛细血管相对灌注速度下降(P>0.05),在缺血再灌注24小时,毛细血管相对灌注速度上升(P<0.05)。相较于Rep-1h,模型组再灌2h、3h、24h毛细血管相对灌注速度下降(P>0.05);预运动组再灌2h、24h时毛细血管相对灌注速度上升(P>0.05),再灌3h时,毛细血管相对灌注速度略下降(P>0.05)。1.2.动脉相对速度比:与模型组相较,预运动组在缺血再灌注1h、2h、3h时,动脉相对血流速度下降(P<0.05),在缺血再灌注24h,动脉相对血流速度下降(P>0.05)。相较于Rep-1h,模型组再灌2h、3h动脉相对血流速度下降(P<0.05);再灌24h时,动脉相对血流速度下降(P>0.05);预运动组再灌2h、3h时动脉相对血流速度下降(P>0.05),再灌24h时,动脉相对血流速度上升(P>0.05)。1.3.静脉相对速度比:与模型组相较,预运动组缺血再灌注1h、2h、3h时,静脉相对血流速度下降(P<0.05),在缺血再灌注24h,静脉相对血流速度下降(P>0.05)。相较于再灌1h,模型组再灌2h、3h静脉相对血流速度下降(P>0.05);再灌24h,静脉相对血流速度下降(P>0.05);预运动组再灌2h、3h静脉相对血流速度下降(P>0.05),再灌24h,静脉相对血流速度上升(P>0.05)。2.ET-1表达量(n=6):与假手术组比较,预运动组ET-1浓度在再灌注Oh、3h、24h时下降(P<0.01),模型组ET-1浓度在再灌注Oh、24h时降低(P<0.01),再灌注3h时上升(P>0.05)。与模型组比较,预运动组ET-1浓度在再灌后Oh、3h、24h下降(P<0.01)。再灌后3h、24h分别与再灌Oh比较,模型组再灌3h时ET-1浓度上升(P<0.01),而在再灌24h时ET-1浓度下降(P<0.05);预运动组再灌3h时ET-1浓度上升(P>0.05),再灌24h时ET-1浓度下降(P>0.05)。3.神经行为学评分:预运动组(2.33 ± 0.21分)和模型组(3.33 ± 0.21分)行为学评分,前者比后者有明显神经行为学改善(n=8,P<0.01)。4.脑梗死体积:预运动组的脑梗死体积(138.8±11.75mm3),相较于模型组(180.8±5.25mm3)明显减少(n=8,P<0.05),而假手术组(0.0±0.0mm3)没有明显的缺血再灌后脑梗死情况。结论1.预运动能够平稳缺血再灌注急性期脑血流,改善缺血后脑血流灌注,可能是改善脑缺血再灌注损伤的直接原因。2.预运动改善缺血再灌注后脑血流,可能与下调ET-1表达有关。