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脑是一个对缺氧最敏感的器官,它的活动丰要依靠葡萄糖有氧氧化提供能量,因此一旦缺血时间较长即可引起严重的不可逆性损伤。脑缺血一定时间后恢复血液供应,其功能不但未能恢复,而且出现了更加严重的脑机能障碍,称之为脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injurv,CIRI)。CIRI的机理十分复杂,有多种因素参与其中。目前研究表明,CIRI与自由基的生成、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸毒性、白细胞高度聚集和高能磷酸化合物的缺乏等冈素有关。CIRI引起的脑部疾病不仅严重影响患者的生活质量,而且还给家庭和社会带来巨大的经济负担。目前临床上尚无有效的治疗药物,因此研究CIRI的机制,开发治疗,CIRI药物是目前人们研究的热点之一。
研究发现,咪唑安定能通过降低脑氧代谢率、降低颅内压、减少谷氨酸摄入、激活γ-氨基丁酸(GABA)A受体等作用产生脑保护。既然咪唑安定对脑有保护作用,那么对CIRI是否同样存在保护作用昵?目前,国内关于咪唑安定对大鼠CIRI的脑保护作用及其作用机制的研究尚处于起步阶段。我们的实验利用行为学检查、病理学技术、脑组织生化指标检测及高效液棚色谱法旨在明确咪唑安定对大鼠CIRI是否有治疗作用及其作用机制,为临床用药起到指导作用。
本实验利用血管内线栓法制作大鼠单侧大脑中动脉栓
塞(middle cerebral artery occlusio,MCAO)模型,观察咪唑安定对大鼠CIRI的治疗作用,并对其作用机制进行研究。实验内容如下:
一、咪唑安定对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用
目的:通过对大鼠CIRI神经功能评估、脑梗塞体积测定、海马神经元损伤状况测定,研究咪唑安定对大鼠CIRI的脑保护作用。
方法:参考Longa等的方法制备大鼠CIRI模型。选用60只250~350g健康雄性SD大鼠,随机分为3组:(1)假手术组;(2)模型对照组;(3)咪唑安定组。假手术组的手术操作和其他组相同,只分离血管但不阻断。模型对照组:大鼠脑缺血再灌注前30min,脑缺血再灌注10min和60min,分别腹腔注射生理盐水10ml/kg。咪唑安定组:大鼠脑缺向.再灌注前30min,脑缺血再灌注10min和60min,分别腹腔注射咪唑安定10mg/kg。
1、神经功能缺陷评估,按Zea longa评分标准,大鼠经过24h的脑再灌注后,行神经功能缺陷的检查,按缺陷严重程度评级评分。2、脑组织标本制备,用于HE染色。大鼠断头取脑,4%多聚甲醛固定,常规梯度酒精脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜下观察海马神经元损伤状况,高倍镜下计数海马CA1区的、正常锥体细胞数。
3、脑梗塞体积测定,TTC染色,数码相机摄片,计算机图像分析,得出脑梗死体积。
结果:1、CIRI大鼠经过24h的脑再灌注后,行神经功能缺陷的检查,缺陷程度较严重,多数分布于0级,1级,2级,3级。按Zea longa评分标准,模型对照组和咪唑安定组大鼠评分明显高于假手术组(P<0.05)。咪唑安定组大鼠与模型对照组相比,评分明显降低(P<0.05),说明咪唑安定对CIRI大鼠神经功能有保护作用。
2、HE染色结果 光镜下观察病理切片,假手术组大鼠海马结构正常,有3~4层锥体细胞,排列整齐紧密,细胞胞质丰富,核圆形、无同缩或溶解,核仁清晰可见;模型对照组大鼠海马失去正常结构,锥体细胞大量变性,正常神经元数目较假手术组明显减少(P<0.05);咪唑安定组CA1区正常锥体细胞数较模型对照组明显增多(P<0.05),镜下坏死细胞则明显减少,说明海马损伤效应得到明显缓解。
3、TTC染色结果假手术组大脑组织呈深红色,模型对照组和咪唑安定组均有白色梗塞区域。对大脑海马形态的影响,按脑梗死体积大小排列为:模型对照组>咪唑安定组>假手术组,差异有统计学意义(P<0.05)。
结论:咪唑安定对CIRI大鼠有一定的脑保护作用,能保护CIRI大鼠神经功能,减少海马神经元损伤,减少脑梗死体积。
二、咪唑安定对大鼠脑缺血再灌注损伤保护作用机制研究
目的:通过对CIRI大鼠细胞凋亡检测、脑组织匀浆中SOD,MD八含量的测定及脑组织GABA含量的测定,研究咪唑安定对大鼠CIRI的脑保护作用机制。
方法:参考Longa等的方法制备大鼠CIRI模型。选用80只250~350g健康雄性SD大鼠,随机分为4组:(1)假手术组;(2)模型对照组;(3)咪唑安定组;(4)咪唑安定联合氟马西尼组。假手术组的手术操作和其他组相同,只分离血管但不阻断。模型对照组:大鼠脑缺血再灌注前30min,脑缺血再灌注10min和60min,分别腹腔注射生理盐水10ml/kg。咪唑安定组:大鼠脑缺血再灌注前30min,脑缺血再灌注10min和60min,分别腹腔注射咪唑安定10mg/kg。咪唑安定联合氟马西尼组:大鼠脑缺血再灌注前30min,脑缺血再灌注10min和60min,分别同时腹腔注射咪唑安定10mg/kg和氟马西尼1mg/kg。1、TUNFL法检测细胞凋亡,在光镜400倍视野下随机选取5个视野,分别计数阳性细胞(镜下核染色呈棕黄色者)数和阴性细胞数并取其平均值,计算凋亡细胞百分率[凋亡细胞百分率=阳性细胞数/(阳性细胞数+阴性细胞数)×100%]。2、脑组织匀浆中生化指标的测定,按试剂盒操作说明测定脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量。3、高效液相色谱法测定大鼠脑组织GABA含量。
结果:1、TUNEL法检测细胞凋亡,咪唑安定组凋亡细胞较模型对照组明显降低(P<0.05);咪唑安定联合氟马西尼组与模型对照组相比无明显差别(P>0.05)。2、对脑组织中生化指标的影响,缺血再灌注组SOD活性与假手术组相比无明显筹别(P>0.05),而脑组织MDA含量最著增加(P<0.05)。咪唑安定组脑组织MDA含量与缺血再灌注组相比明显下降(P<0.05)。3、高效液相色谱法测定大鼠脑组织GABA含量,咪唑安定组的GABA含量明显小于模型对照组(P<0.05);咪唑安定联合氟马西尼组的GABA含量与模型对照组相似,无统计学差异(P>0.05)。
结论:咪唑安定对大鼠CIRI有保护作用,其作用机制是咪唑安定与中枢神经系统的GABA<,A>受体的Bz调节点结合,引起GABA<,A>受体构象改变,增强受体与GABA的亲和力及增加氯通道的开放频率,使氯离子进入细胞内,形成神经细胞膜的超极化状态,抑制中枢神经系统的兴奋性,对CIRI大鼠起到保护作用。