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背景:急性一氧化碳中毒(Acute carbon monoxide poisoning,ACOP)占全世界中毒性急救的第一位,也是我国发病和死亡人数最多的急性职业中毒。ACOP后能引起机体多器官的损害,其中以大脑受累最严重。部分患者经过数天或数周表现正常或接近正常的“假愈期”后,会再次出现以急性痴呆为主的一组神经,精神症状,称为迟发性脑病(delayed encephalopathy after acute carbon monoxide poisoning, DEACMP),为CO中毒最严重的类型,部分患者遗留永久性神经功能损害。由于该病的发病机制尚未呈阐明,临床治疗只能对症,无法从根本上在有效的时间窗内对DEACMP的发生进行预防并阻遏其进展。近年来CO中毒后引起的血管改变日益引起学者的关注。α-肌动蛋白(α-actin)是血管平滑肌细胞(vessel smooth muscle cell, VSMC)中重要的功能蛋白,在VSMC中特异性表达。α-肌动蛋白表达的变化对于提示VSMC结构和功能的改变有重要意义,是VSMC表型转化的标志。当α-肌动蛋白数量减少时,合成型的平滑肌细胞占优势,细胞合成分泌及增值能力十分旺盛,可以导致血管腔狭窄甚至闭塞。Ⅳ型胶原(collagenⅣ)和弹性蛋白(Elastin)是血管壁细胞外基质的重要成分,对维持血管功能有重要作用。许多研究发现多种脑血管疾病中都伴有Ⅳ型胶原和弹性蛋白的变化,如有研究发现在玻璃样变小动脉的中层和外层发现了Ⅳ型胶原的异常堆积。β-淀粉样蛋白在正常神经细胞及非神经细胞中不断分泌,并向细胞外释放,进入血液和脑脊液,在异常情况下沉积在小血管的管壁上,可引起血管淀粉样变性;沉积在大脑实质成为老年斑,可导致阿尔茨海默病的发生。上述几种物质的异常表达不仅引起血管壁结构的异常变化,而且还导致小动脉对神经调节和生化调节的反应能力减弱,从而引起一系列血管疾病。目的:本实验建立在动物实验的基础上,动态观察CO中毒后α-肌动蛋白、Ⅳ型胶原、弹性蛋白、β淀粉样蛋白的表达变化和脑组织病理学的变化。探讨CO中毒后脑组织血管壁结构的变化规律,可能为阐明DEACMP的发病机制提供线索,同时也为DEACMP治疗中的血管干预提供实验依据。方法:健康昆明系雄性大鼠108只,体重180-220g,然后随机均衡分成2组即空气对照组和染毒组,各54只。每组各设9个亚组(时间点):6小时(h)、1天(d)、2d、3d、4d、7d、14d、21d、28d,每个亚组6只大鼠。用单次腹腔注射式染毒法建立CO中毒大鼠模型,对照组腹腔注射等量空气。建立模型后,依各个时间点灌注固定后取苍白球区脑组织。常规HE染色观察脑组织病理及形态学变化,并对小动脉内径和外径进行测量,计算出小动脉硬化指数(SI),比较不同外径小动脉SI的变化;电镜下观察血管壁超微结构的变化;免疫组化法检测不同时间点α-肌动蛋白、Ⅳ型胶原、弹性蛋白、β-淀粉样蛋白的表达变化;数据以均数±标准差表示。统计学处理采用SSPS13.0软件统计,P<0.05有统计学意义,P<0.01有显著统计学意义。结果:1.光镜下,脑组织水肿,血管周围间隙增大,有红细胞溢出。晚期可见小动脉血管内膜变粗糙,管壁不规则增厚,血管腔变狭窄。电镜下,晚期可见血管壁平滑肌细胞数量增多,细胞增大呈椭圆形,细胞内粗面内质网增多。2.染毒组硬化指数早期无明显变化,从第14d开始染毒组外径为30-50μm和50-100μm的小动脉硬化指数明显升高,与对照组比较出现统计学意义(P﹤0.05),至28d达到最高。而外径>100μm的小动脉硬化指数全程变化与对照组比较都无统计学意义。不同外径动脉的硬化指数比较也有统计学差异,外径为30-50μm的血管SI高于其他两种外径的血管(P﹤0.05)。3.与对照组相比,染毒后早期α-肌动蛋白的表达强度下降,至2d时表达强度最低,3d时表达有所升高,至21d时PU值达到最高。染毒组2d、21d、28d的PU值与对照组的差异有统计学意义(P﹤0.05)。4.与对照组相比,染毒组早期Ⅳ型胶原的PU值降低,4d时最低,之后呈上升趋势,至28d达到最高。染毒组4d、21d、28d三个时间点的PU值与对照组的差异有统计学意义(P﹤0.05)。5.与对照组相比,染毒组3d脑实质开始出现β-淀粉样蛋白的阳性表达,7d时表达强度达到最高,之后表达开始下降,至28d时消失。染毒组3d、4d、7d、14d、21d时间点的表达强度与对照组的差异有统计学意义(P﹤0.05)。6.染毒组和对照组的弹性蛋白阳性表达均极低。两者比较后差异无统计学意义(P﹥0.05)。结论:1.CO中毒后大鼠脑小血管壁α-肌动蛋白和Ⅳ型胶原的变化,提示了平滑肌细胞和Ⅳ型胶原的增生,说明了CO中毒后大鼠脑小动脉病理改变为类玻璃样变性,并且小动脉外径越小,血管壁增厚越明显。2.本实验首次发现了CO中毒后大鼠脑组织内β-淀粉样蛋白的动态变化,并且其高峰为染毒后14d,推测CO中毒后的迟发性脑病可能与β-淀粉样蛋白的异常升高有关。