结扎兔基底动脉后对呼吸和血压的影响

                作者：张翠英 卢彦珍 范毅敏 王黎敏 尚改萍 

【摘要】  　　目的：观察结扎兔基底动脉后呼吸和血压的变化，为进一步探讨基底动脉供血障碍影响呼吸和循环等功能活动的机制和防治措施提供依据。方法：以兔为实验对象，采用单点结扎的方法在基底动脉起始部结扎，分别用膈肌放电和股动脉血压为指标，动态观察呼吸和血压的变化。结果：结扎基底动脉2 h后，兔呼吸活动发生明显改变，表现为吸气时程(TI)缩短（P＜0.05），呼气时程(TE)缩短（P＜0.01），呼吸频率 (RF)加快（P＜0.05)，与对照组相比均有显著差异；平均动脉压(MBP)与对照组相比，无显著差别(P＞0.05)。结论：单点结扎基底动脉起始部可以引起延髓缺血性损伤，并可导致呼吸功能发生改变。

【关键词】  基底动脉　延髓　缺血　呼吸　血压；兔

    Abstract  Objective：To investigate the effects of ligating basilar artery trunk on respiration and blood pressure,and to give evidences on how medullary ischemia affected respiration and circulation and give some advices on how to protect against it.Methods：In the rabbits of the experimental group,the beginings of the basilar artery trunk were ligated and the electromyogram of the diaphragm and the blood pressure of the femoral artry were investigated.Results： Both the inspiratory duration (TI)(P<0.05) and expiratory duration (TE)(P<0.01) were shortened,and respiratory frequency(RF) increased(P<0.05),but mean blood pressure(MBP) was changeless compared with control group(P>0.05).Conclusion：Ligating the basilar artery trunk might induce medullary focal ischemia damage that resulted in the changes in the respiratory function.

    Key words  Basilar Artery；Medulla；Ischemia；Respiration；Blood pressure；Rabbit

    椎基底动脉供血障碍是临床上常见的脑血管病之一，但目前对椎基底动脉系统供血障碍的实验研究较少。延髓是维持生命活动的循环、呼吸等活动的基本中枢所在，延髓受损可直接威胁生命。本研究通过结扎兔基底动脉主干观察延髓缺血对呼吸和动脉血压的影响，为进一步探讨椎基底动脉供血障碍影响呼吸、循环功能活动的机制和防治措施提供依据。

    1  材料和方法

    1.1  实验动物分组与延髓缺血模型的制备

    实验选用健康大耳白兔（太行制药厂动物中心提供）12只，体质量2.3 kg～2.6kg，雌雄不限，随机分为手术对照组（5只）和实验组（7只）。分离股动脉记录动脉血压，胸骨剑突下分离膈肌脚，记录膈肌放电。动物用25%氨基甲酸乙酯（4 mL/kg）耳缘静脉注射麻醉，仰卧位固定，行气管插管，在气管插管上方分离气管和食管，双结扎，于两结扎点之间切断气管和食管；分离肌肉组织，于枕骨基底部正中开一约2.0 cm×1.5 cm的骨窗，暴露基底动脉及其分支，小心分离血管。手术对照组不结扎血管，实验组于基底动脉起始处结扎血管，实验过程中动物直肠温度维持在(37±0.5)℃。

    1.2  呼吸和血压的观察

    膈肌肌电和股动脉血压用BL-420生物信号处理系统（成都泰盟科技公司出品）记录并分析。以膈肌肌电为呼吸指标，观察吸气时程（TI）、呼气时程（TE）和呼吸频率（RF）的变化；以股动脉血压为指标，观察平均动脉血压（MBP）的变化。分别于结扎血管前15 min、10 min、5 min各记录一次，取三次的均值作为对照值；结扎血管后10 min、20 min、30 min、1 h各记录一次，以后每1 h记录一次，每次记录30 s，观察到结扎血管后6 h。TI和TE以结扎前后变化率与对照组进行比较，变化率=（结扎血管后各时点观察值-结扎血管前观察值）/结扎血管前观察值×100%。

    1.3  统计学处理

    同一组动物各时点的TI和TE的变化率、RF、MBP分别取平均值，用均数±标准差（mean±s）表示。两组各时点TI和TE变化率、RF及MBP采用SPSS10.0软件中重复测量的方差分析进行比较。

    2  结果

    2.1  延髓缺血对呼吸的影响

    实验组动物分别在结扎血管2 h～3 h后，出现TI缩短（见图1,P＜0.05）、TE缩短(见图1,P＜0.01），RF增大(见表1，P＜0.05)，持续到结扎血管后6 h（见图2，P＜0.01）。

    2.1  延髓缺血对血压的影响

    MBP与对照组相比虽有差异，但差异无统计学意义（见表1，P＞0.05）。表1  各观察时点的MBP和RF值(均数±标准差) * P＜0.05, **P＜0.01 compared with control.

    3  讨论

    3.1  基底动脉缺血模型的建立

    延髓血供复杂,解剖部位较深,建立延髓缺血模型相对困难，因此关于延髓缺血的研究较少。Yamada等［1］较早用沙土鼠制作了短暂性脑干缺血模型，但因沙土鼠缺乏willis环，造成缺血范围大，包括延髓、脑桥、小脑、大脑皮层等部位，而且与人类脑干血供情况差异较大。Shiroyama等［2］对大鼠用插线法制作了脑干缺血再灌注模型，但手术操作复杂，成功率较低。Nakahara等［3］对猫用导管栓塞技术造成脑干缺血，但栓子栓塞部位无法精确控制，使缺血区域不能恒定。李学佩等［4］在豚鼠用基底动脉下穿丝线，上压金属球法建立了椎基底动脉脑缺血模型，但金属球压迫基底动脉不易完全阻断血流，而且还容易压迫血管旁的脑组织。庄旭等［5］在猫用分段结扎基底动脉法建立了脑干缺血模型，虽然缺血区域恒定，但因阻断了基底动脉主干与willis环的血流，与临床基底动脉供血障碍的情况差别较大，而且动物来源相对不足，费用较大。本实验中，我们选用家兔为实验对象，动物来源较丰富，价格较低廉，脑循环的解剖结构与大鼠、小鼠相似，而且动物体积大，手术易于操作，提高了制作模型的成功率；基底动脉起始部单点结扎，由于未阻断Willis环对延髓的侧支供血，与临床椎基底动脉供血障碍非常接近。结果表明这一方法建立的模型更适用于研究椎基底动脉供血障碍时各种功能的改变及措施的综合效果。

    3.2  结扎基底动脉对呼吸和血压的影响

    延髓内存在呼吸、循环等维持生命的基本中枢。目前普遍认为基本呼吸节律的形成是由于延髓中各类呼吸相关神经之间形成的神经作用的结果［６］。实验中结扎基底动脉后，所有动物均未死亡，说明延髓血管之间存在丰富的吻合支，这对于脑局灶性缺血时对基本生命中枢的保护具有重要意义。实验组动物出现TI、TE缩短，RF增加，可能是由于缺血损伤了呼吸中枢网络中某些呼吸相关神经元的功能所致，缺血期间神经元受损可能由于①神经毒性物质（如兴奋性氨基酸、GABA、5-HT、腺苷等）堆积。例如缺血时突触部位谷氨酸释放增加而摄取减少，过量的谷氨酸可激活多种谷氨酸受体，使K+外流，Na+和Ca2+内流，Na+内流使水进入细胞进而导致水肿；Ca2+内流可激活多种有害的Ca2+依赖性信号通路；②缺氧时ATP含量减少，线粒体不能进行氧化磷酸化，乳酸堆积；同时也可激活呼吸神经元的ATP敏感性钾通道（KATP），使呼吸神经元膜电位超极化；③缺氧时还可产生氧自由基，对质膜、细胞器等破坏［７］。实验中结扎基底动脉后，动物的MBP未见降低，与庄旭等的结果不一致，可能是因为他们的双点结扎对延髓吻端心血管中枢的侧支循环的建立和代偿作用影响更大，或者是猫与兔的种属差异导致的结果。对于基底动脉供血障碍时呼吸血压效应的确切机制还有待进一步研究。

【】
  　　［１］ Yamada K,Hayakawa T,Yoshimine T.et al.A new model of transient hindbrain ischemia in gerbils.J Neurosurg,1984,60:1　054～1　058.

［２］ Shiroyama Y,Nagamitsu T,Yamashita T.et al.Changes in brain stem blood flow under various grades of brain stem ischemia.Tohoko J Exp Med,1991,164:237～246.

［３］ Nakahara T,Oki S,Muttaqin Z.et al.A new model of brainstem ischemia by embolization technique in cats.Neurosurg Rev,1991,14:221～229.

［４］ 李学佩,马芙蓉,王 伟,等.椎基底动脉脑缺血动物模型.北京医科大学学报,1995,27(6):427～429.

［５］ 庄 旭,郭俊霞,张承武,等.阻断猫基底动脉引起的延髓缺血和呼吸血压效应的研究.应用生杂志,2003,19(4):323～327.

［６］ 姚 泰主编.生理学.第6版.北京:人民卫生出版社,2003:158～161.

［７］ Daniel Zemke,Jeremy L，Smith,et al.Ischemia and Ischemia Tolerance in the Brain. Int J Cerebrovasc Dis 2006,14(3):190～196.