上胸段硬膜外阻滞对兔蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的预防作用

【摘要】  目的： 建立兔上胸段硬膜外阻滞（HTEB）模型和蛛网膜下腔出血（SAH）模型,探讨HTEB对SAH后脑血管痉挛（CVS）的预防作用. 方法: 切开置管法制备新西兰兔HTEB模型30只，随机分为3组(n=10)：正常组（N组）、单纯SAH组（S组）和HTEB+SAH组（TS组）. 硬膜外1 g/L罗哌卡因1 mL/h持续给药至实验完毕. 用枕大池穿刺一次注血法(0.5 mL/kg)制成兔SAH模型. 饲养7 d，观测兔日食量；用经颅多普勒(TCD)观察第七日兔基底动脉(BA)痉挛情况；HE染色后光镜观察BA痉挛及病变情况. 结果: ①食量：N组枕大池注入生理盐水后1 d明显减退（P<0.05），2 d后恢复正常；S组枕大池注血后1～3 d和4～7 d均明显减少(P<0.01，P<0.05)；TS组1～2 d明显减少（P<0.01），4 d后恢复. 与N组相比，S组1～2 d和3～7 d均明显减少(P<0.01，P<0.05)；TS组1～3 d减少（P<0.05），4 d后无显著差异（P>0.05）. ②实验第七日TCD测定：S组的收缩期峰值(Vs)、平均血流速度(Vm)较N组明显升高(P<0.05)，搏动指数(PI)、阻力指数(RI)明显降低(P<0.05)；TS组Vs，Vm，PI，RI与N组间差异无统计学意义. ③BA光镜观察：N组未见异常，S组管壁收缩、管腔狭窄，TS组变化程度均轻于S组. 结论： 预先HTEB可减轻兔SAH后CVS.

【关键词】  麻醉 硬膜外 血管痉挛 颅内 蛛网膜下腔出血 基底动脉 兔

　　0引言
 
　　脑血管痉挛（CVS）是蛛网膜下腔出血（SAH）和颅内动脉瘤术后致死或致残的主要并发症之一. 交感神经系统兴奋可能是引起SAH后CVS的发病机理之一［1］. 临床报告应用颈部交感神经节阻滞可以改善和逆转CVS［2］，但难以较长时间维持，需反复穿刺阻滞，增加操作风险. 由于颈部交感神经节的节前纤维起源于T1-5脊髓节段［3］，上胸段硬膜外阻滞(HTEB)可阻滞颈交感神经节，但能否减轻脑血管痉挛尚不清楚. 为此，本研究拟探讨HTEB是否具有预防兔SAH引起CVS的作用.

　　1材料和方法

　　1.1材料

　　1.1.1实验动物健康新西兰大白兔(由南京军区福州总院动物实验室提供),雌雄不拘,体质量1.7～2.3 kg,兔龄5～6 mo.

　　1.1.2药品与设备氯胺酮（批号：国药准字H32022820，江苏恒瑞医药股份公司）,氟哌利多（批号：国药准字H31020895,上海旭东海普药业公司）,罗哌卡因( 批号:X980551,阿斯利康公司),亚甲蓝(批号:国药准字H11020704,北京双鹤药业股份公司), 镇痛泵(100 mL,1 mL/h,扬州邗江双菱医疗器械公司), 硬膜外导管、Ⅱ型腰椎穿刺针(南京宁创医疗设备公司)，监护仪（spacelabs medical, 美国），经颅多普勒(TCD)(TC2021,Nicolet公司提供)，光学显微镜（Olympus BK60,日本）.

　　1.2方法

　　1.2.1模型的制备新西兰大白兔臀部肌注氯胺酮(40 mg/kg)和氟哌利多(1.6 mg/kg)混合液麻醉后, 参照制作兔上胸段硬膜外阻滞模型［4］. 硬膜外导管放置成功后给1 g/L罗哌卡因1 mL作为试验剂量，观察平均动脉压（MAP）变化，以MAP迅速下降确认硬膜外阻滞成功.3 d后无感染、饮食正常的兔采用枕大池穿刺一次注血法制成兔SAH模型［5］. 臀部肌注氯胺酮(40 mg/kg)和氟哌利多(1.6 mg/kg)混合液麻醉后,取兔枕骨下缘0.5 cm背正中线为穿刺点，用Ⅱ型腰椎穿刺针，在第一颈椎与枕骨间隙进针，方向指向右眼外眦，且与地面平行；缓慢进针，出现落空感后停止进针，抽出针蕊可见清亮脑脊液流出；从兔耳正中动脉抽取非抗凝自体血0.5 mL/kg，经穿刺针缓慢注入枕大池(>2 min)，严密观察实验动物呼吸变化，术毕俯卧头低位30℃ 30 min，用绷带固定镇痛泵于受试兔腹侧，把受试兔放回笼子饲养7 d. 实验毕硬膜外导管注入10 g/L亚甲蓝1 mL，解剖硬膜外腔，观测亚甲蓝分布范围，确定硬膜外导管位置，剔除硬膜外导管头端不在T2-4受试兔.

　　1.2.2分组硬膜外阻滞有效的新西兰兔30只，随机分为3组(n=10)：正常组（N组）、单纯SAH组（S组）、HTEB＋SAH组（TS组）. N组硬膜外导管推注生理盐水(NS)1 mL后接镇痛泵持续泵入NS 1 mL/h，30 min后枕大池推注NS 0.5 mL/kg；S组硬膜外推注NS 1mL后接镇痛泵泵入NS 1 mL/h，30 min后制备SAH模型；TS组硬膜外推注1 g/L罗哌卡因1mL后接镇痛泵泵入1 g/L罗哌卡因1 mL/h，30 min后制备SAH模型. 以枕大池注血完毕之时算起,168 h后为7 d. 硬膜外给药持续至实验完毕.

　　1.2.3食量观察标准颗粒饲料、自来水喂养受试兔，室温控制在15℃～25℃. 记录兔日食量.

　　1.2.4循环指标监测监测有创血压（经右耳正中动脉插管）和心电图，记录硬膜外注药前、注药后5，10，15，20，30 min 的MAP、心率和呼吸变化.

　　1.2.5TCD检测基底动脉血流于硬膜外注药前和枕大池注血后7 d，用2 MHz的TCD探头，从兔枕窗探测基底动脉，深度28～30 mm，记录其收缩期峰值(Vs)、平均血流速度(Vm)、搏动指数(PI)、阻力指数(RI)4个参数.

　　1.2.6基底动脉光镜观察TCD基底动脉血流检测完毕后，麻醉兔，耳缘静脉注射空气致死，快速剪开颅骨取脑. 先行大体标本观察，再剪取基底动脉，放入标本杯，40 g/L多聚甲醛浸泡固定2 d，石蜡切片，苏木素伊红(HE)染色，光学显微镜观察基底动脉结构变化.

　　统计学处理：采用SPSS13.0软件进行统计分析，计量资料以 x±s表示，采用重复测量的方差分析，P<0.05为差异有统计学意义.

　　2结果

　　2.1硬膜外阻滞后生命体征变化本实验共用新西兰兔33只,其中3只兔硬膜外推注1 g/L罗哌卡因1 mL后未见MAP和心率（HR）下降，示硬膜外阻滞无效，予以剔除. 余30只兔硬膜外注药后均见MAP和HR下降，其中3 min开始下降，10 min达到最大值，呼吸频率(RR)变化差异无统计学意义（P>0.05），呼吸方式无变化(表1).表1硬膜外给药后MAP，HR，RR的变化(略)

　　2.2解剖观察结果实验毕解剖硬膜外腔确认30只受试兔硬膜外导管开口端位于T2-4；亚甲蓝均匀分布于T1-6椎间隙. S组、TS组脑底面可见血凝块,以基底动脉周围最多,脑底池呈暗红色, N组基底动脉清晰可见,无血凝块形成.

　　2.3各组动物日食量变化三组兔的体质量、实验前日食量差异无统计学意义（P>0.05）. N组枕大池注入生理盐水后1d日食量明显减退（P<0.05），2 d后恢复(P>0.05)；S组枕大池注血后1～3 d(P<0.01)和4～7 d(P<0.05)均明显减少；TS组1～2 d明显减少（P<0.01），4 d后恢复(P>0.05). 与N组相比，S组1～2 d(P<0.01)和3～7 d(P<0.05)均明显减少；TS组1～3 d减少（P<0.05），4 d后差异无统计学意义(P>0.05，表2）.表23组动物日食量的变化 (略)

　　2.4TCD基底动脉血流指标变化三组间Vs，Vm，PI，RI基础值差异无统计学意义（P>0.05）. 第七日：与N组相比，S组的Vs，Vm明显升高(P<0.05)，PI，RI明显降低(P<0.05)；TS组的Vs，Vm和PI，RI与N组差异无统计学意义（P>0.05）；与S组相比，TS组的Vs，Vm明显降低(P<0.05)，PI，RI明显升高(P<0.05). 与实验前相比，S组的Vs，Vm明显升高(P<0.05)，PI，RI明显降低(P<0.05)； TS组的Vs，Vm和PI，RI与N组差异无统计学意义（P>0.05, 表3）.表3各组动物基底动脉TCD指标变化  (略)

　　2.5基底动脉光镜观察N组基底动脉管腔呈舒张状态,内皮细胞平整,胞核呈棱形,紧密贴附于内皮弹力层,平滑肌形态正常,排列整齐（图1A）. S组血管壁增厚，管腔狭小，结构紊乱，内皮细胞变形、肿胀，内弹力膜迂曲皱折，厚薄不均,部分中膜变厚,平滑肌细胞排列紊乱,肌浆纤维样变性,细胞外间质增多,内膜下及外膜炎症细胞侵润（图1B）. TS组血管壁增厚不明显，内弹力膜结构尚完整，没有断裂等现象，平滑肌细胞排列整齐,细胞外间质增多不明显,内膜下及外膜炎症细胞侵润较少（图1C）. 

　　3讨论

　　上胸段硬膜外腔应用局麻药阻滞交感神经节前纤维，引起血压和心率下降，因此把血压下降作为硬膜外阻滞成功的指征之一. 并于实验毕解剖硬膜外腔，观察硬膜外导管的位置和亚甲蓝的分布，证实硬膜外阻滞模型可靠，T1-6神经纤维被阻滞. 由于罗哌卡因阻滞具有运动感觉分离的特点［6-7］，本预试验发现硬膜外注入1 g/L罗哌卡因1 mL 10 min后，血压、心率下降最为明显，呼吸频率及呼吸方式无变化，可见1 g/L罗哌卡因既阻滞交感神经又不影响兔呼吸.

　　支配脑血管的交感神经源于双侧颈交感神经节，其节前纤维与支配心脏的交感神经节前纤维均起自T1-5，经颈交感干上行达颈上、中、下神经节，与节后纤维形成突触. 发自颈上神经节的节后纤维形成颈内动脉丛和颈外动脉丛，星状神经节(包括颈下神经节及T1交感神经节)的节后神经纤维形成椎动脉丛. 颈外动脉丛支配颅脑外血管，颈内动脉丛和椎动脉丛伴随相应动脉，支配同侧脑半球，共同维持脑血管的交感神经张力［8］. SAH后交感神经兴奋，循环系统中儿茶酚胺增加，引起脑血管痉挛和心血管功能紊乱［9］. 上胸段硬膜外应用低浓度局麻药，阻滞T1-5的交感神经节前纤维，即可阻滞支配双侧颈内动脉丛、颈外动脉丛和椎动脉丛的交感神经，使支配脑血管的副交感神经相对兴奋，缓解CVS.

　　TCD 是利用超声多普勒效应从头部生理性的孔或颅骨较薄的部位检测颅底动脉血流变化的一项检查方法，已成为SAH后CVS的常规检查. Vs,Vm反映血流速度，PI是反映脑血管顺应性和血管弹性的指数，由TCD检测到的血流速度参数而得［PI=(Vs?Vd)／Vm］，RI是反映脑血管的阻力状况的指数［RI=(Vs?Vd)／Vs，式中Vd为舒张末期峰值血流速度［10］. CVS时TCD显示收缩期及舒张期高流速状态，这种高流速状态是CVS的TCD特征性改变，其特异性高达90%以上［11］. CVS时，脑血管血流速度增加，若脑血管自动调节功能完好，阻力血管反应性扩张，PI、RI值随血流速度的增快而相应降低.

　　采用枕大池穿刺注射非抗凝自体动脉血法，是蛛网膜下腔出血之脑血管痉挛常用的动物模型. 本组实验兔解剖显示，S组和TS组脑底面可见血凝块，以基底动脉周围明显，脑底池呈暗红色，而N组无明显异常；实验第七日TCD测定S 组的Vs,Vm分别比N组明显增快，PI,RI比N组明显降低，符合CVS时TCD的表现；S组的食量也明显减少. 证实本文制作的蛛网膜下腔出血模型确切，可以引起兔的基底动脉痉挛并产生食欲的变化. TS组与S组相比Vs,Vm明显降低，PI,RI明显升高，且食量也明显改善. 提示上胸段硬膜外持续阻滞可有效减轻蛛网膜出血引起的脑血管痉挛.

　　基底动脉的光镜形态学观察与报道研究结果一致［12-13］,TS组脑基底血管变化明显较S组轻，说明HTEB可以通过保护血管内皮细胞的功能，改善CVS的程度.

　　综上，HTEB明显改善SAH后颅底大血管血流情况，改善CVS兔的预后，与其抑制交感神经张力改善脑部血管血流动力学指标和保护血管内皮细胞、平滑肌细胞的作用有关. 其机制有待进一步研究.

【文献】
  　　［1］Bunc G, Kovacic S, Strnad S. The influence of noradrenergic blockade on vasospasm and the quantity of cerebral dopamine beta?hydroxylase following subarachnoid haemorrhage in rabbits［J］. Wien Klin Wochenschr,2003,115(18):652-659.

　　［2］Treggiari MM, Romand JA, Martin JB, et al. Cervical sympathetic block to reverse delayed ischemic neurological deficits after aneurysmal subarachnoid hemorrhage［J］. Stroke,2003,34(4):961-967.

　　［3］Moss J, Renz CL. The autonomic nervous system［A］// Miller RD. Anesthesia［M］.1st ed. Harcout Asia:Churchill Livinstone.2001:526-528.

　　［4］陈志扬，薛张纲，蒋豪．全麻复合胸段硬膜外阻滞对兔实验性心肌梗塞应激反应的影响［J］．中华麻醉学杂志，2000，20(11):684-686.

　　［5］沈伟，余绍祖，范华燕．降钙素基因相关肽及内皮素在实验性蛛网膜下腔出血后急性与迟发性脑血管痉挛中的作用［J］. 临床神经病学杂志,2003,16(4):221-223.

　　［6］Scoott D，Lee A，Fagan D，et a1. Acute toxicity of ropivacaine compared with that of bupivacaine［J］．Anesth Analg,1989，65(5)：563-569.

　　［7］陈绍洋,熊利泽,王强,等. 上胸段硬膜外阻滞应用罗哌卡因3.75 g·L-1对肺通气功能的影响［J］. 第四军医大学学报,2002,23(15):1376-1378.

　　［8］Tuor UI. Local distribution of the effects of sympathetic stimulation on cerebral blood flow in the rat［J］. Brain Res,1990,529(1):224-231.

　　［9］Naredi S, Lambert G, Eden E, et al. Increased sympathetic nervous activity in patients with nontraumatic subarachnoid hemorrhage［J］. Stroke,2000,31(4):901-906.

　　［10］顾慎为．经颅多普勒的检测与临床［M］．上海：复旦大学出版社，2001：69-72．

　　［11］Nelson RJ, Perry S, Hames TK, et al. Transcranial　Doppler ultransound studies of cerebral autoregulation and subarachnoid hemorrhage in the rabbit［J］. J Neurosurg,1990,73(4):601-610．

　　［12］宋锦宁,陈五岭，梁琦. 实验性蛛网膜下腔出血后兔脑血管内皮素受体A的表达及意义［J］. 第四军医大学学报,2007，28（15）：1401-1404.