缺血预处理对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的影响
【摘要】 目的：探讨缺血预处理对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的的保护作用。方法：SD大鼠60只，随机分为假手术组、模型组、预处理组。建立大鼠局灶性（MCAO）脑缺血再灌注损伤模型，预处理组24h前先行20min的缺血预处理,再缺血2h再灌注24h;假手术组不阻断血流,模型组未做缺血预处理。比较各组的神经功能评分、脑匀浆LDH、CK及MAD含量。结果：模型组神经功能障碍高于预处理组（P<0.01)，模型组和预处理组大鼠脑缺血再灌注后脑匀浆LDH、CK明显低于假手术组（P<0.01)，脑匀浆MAD明显高于假手术组（P<0.01)，模型组大鼠脑缺血再灌注后脑匀浆LDH、CK明显低于预处理组（P<0.05)，模型组大鼠脑缺血再灌注后脑匀浆MAD明显高于预处理组（P<0.05)。结论：缺血预处理对模型局灶性脑缺血再灌注损伤具有保护作用。
【关键词】 缺血预处理； 脑缺血； 再灌注损伤； 肌酸激酶； 乳酸脱氢酶； 丙二醛
乳酸脱氢酶（LDH）和肌酸激酶（CK）从脑组织中溢出，丙二醛（MAD）在脑组织中的增加，对脑组织的损伤程度的评价有很高的价值。本实验通过观察脑缺血预处理后缺血再灌注大鼠LDH、CK、MAD的变化，旨在探讨脑缺血预处理对脑的保护作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组
健康雄性（Sprague?Dawley, SD)大鼠60只，体重200～250g，由三峡大学实验动物中心提供。随机分为3组，即预处理组、模型组、假手术组，每组20只动物。
1.2 脑缺血动物模型制备
参照Longa法［1］及其他改进方法［2］制作大鼠MCAO模型。预处理组将大鼠以10%水合氯醛（300mg/kg)腹腔注射麻醉，脱毛，消毒，行颈部正中切口，钝性分离，暴露右颈总动脉（CCA）及其分支颈外动脉（ECA）和颈内动脉（ICA），结扎并切断ECA。在ECA残端剪一小口，将尼龙线（长4cm，直径0.20～0.25mm），自ECA插入经CCA导入ICA缓慢入颅，通过CCA分叉处约（18.5±0.5）mm，当感到有明显阻力时停止，栓塞右大脑中动脉20min，拉出尼线至ECA，结扎残端，使血流再灌注。线栓尾端埋在皮下，缝合切口，术后动物保温（20～22℃）喂养24h。再次以10%水合氯醛（300 mg/kg)腹腔注射麻醉，将线栓再次推进到第一次插线深度，阻断血流2h后退出，24h后取材。模型组第一次将线栓前推5mm，不阻断血流，其他同预处理组。假手术组两次均不阻断血流，其余方法同上。
1.3 缺血后神经功能评分标准
再灌注24h后，分别采用5分制进行神经功能评分。0分：无明显神经病学症状；1分：不能完全伸展左前肢；2分：行走时向左侧转圈；3分：站立行走时向左跌倒；4分：无自主行为活动及意识水平下降。积分越高，说明大鼠行为障碍越严重。
1.4 脑匀浆LDH、CK及MAD的测定
断头取脑，去除小脑和脑干，精确称重后用4℃生理盐水配制成10%脑组织匀浆，经分级离心后取上清液，用自动生物化学分析仪分别测定LDH、CK、MAD。测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，检验步骤严格按照试剂盒操作程序进行。
1.5 统计学处理
实验结果以x±s表示，运用SPSS 13.0统计学软件进行Kruskal?Wallis检验，两组间比较用Wilcoxon秩和检验，以P<0.05为有统计学差异。
2 结果
2.1 大鼠神经功能的影响
假手术组大鼠未出现任何神经缺乏体征，评分为0；模型组大鼠出现不同程度的神经功能缺损，包括Hormer’s征、体态变化和追尾征；预处理组大鼠神经功能缺损程度显著改善（P<0.01)。具体结果见表1。
表1 大鼠神经功能评分结果（略）
2.2 脑匀浆LDH、CK及MAD的影响
与假手术组比较，模型组和预处理组大鼠脑匀浆LDH、CK活力有显著下降，MAD含量有显著升高，而缺血预处理可显著抑制LDH、CK活性的下降以及MAD含量的增高。具体结果见表2。
表2 对脑匀浆LDH、CK及MAD含量的影响（略）
注：* 与假手术组比较，P<0.01；* 与模型组比较，# P<0.05。
3 讨论
Kitagawa［3］最早在沙土鼠全脑缺血模型上观察到机体对缺暂的亚致死性全脑缺血的适应性反应能增加神经元对致死性缺血的耐受性，由此提出了脑缺血预处理的概念。Glazier［4］等用局灶脑缺血耐受模型阻闭Wistar大鼠一侧大脑中动脉20min进行预处理，24h后再阻闭双侧颈内动脉10min，4d后发现，原大脑中动脉阻闭区域皮质神经元坏死密度较该侧的其他区域和对侧明显减少，而且对于首次局部缺血以外的同侧海马神经细胞也有保护作用。缺血预处理现象涉及多种缺血方式，短暂全脑缺血可逆转随后持续MCAO引起的局灶性缺血损伤，单次或多次短暂的局灶性脑缺血可对随后较长时间的局灶性脑缺血产生耐受。Hoyte［5］等发现，脑缺血预处理可增加小鼠脑局部血流量，进而对脑缺血起保护作用。
细胞内钙超载与自由基损害是缺血性脑损伤的重要发病机制［6］。脑缺血再灌注后，大量氧自由基产生，导致膜脂质过氧化，细胞膜的结构和完整性遭到破坏，最终使细胞膜的通透性增加，胞浆酶被释放到细胞间隙，使脑组织中的酶活性降低。已知脑组织中广泛存在CK、LDH，有实验及临床观察证明脑缺血时脑组织LDH和CK释放时增加［7，8］。因此，检测脑组织中CK、LDH的含量变化可准确反映脑组织细胞受损的程度。LDH是脑缺血脑血组受损时最敏感的酶，监测LDH的含量变化，可以了解脑缺血的范围和轻重程度。本实验结果显示，大鼠在脑缺血再灌注后，脑组织中LDH、CK含量显著降低，提示脑组织发生损伤，致使酶从细胞内漏出，缺血预处理能显著升调用离组织中LDH、CK含量，提示脑缺血预处理可以减少脑缺血坏死的程度，增加正常神经元的数量，对脑缺血再灌注有保护作用。
氧自由基与脑缺血再灌注损伤有着密切关系。脑缺血再灌注时，大量氧自由基产生，攻击生物膜的不饱和脂肪酸，使膜发生脂质过氧化损伤，进而加剧神经细胞的损害。MAD是脂质过氧化反应的最终产物，MAD水平间接反应了组织受自由基损伤的程度［9］。实验结果显示，大鼠在脑缺血再灌注后，脑组织中MAD含量显著增加，缺血预处理能显著降低脑组织中MAD含量，提示其有抑制脂质过氧化代谢的作用。
神经功能评分的结果表明，缺血预处理对脑缺血再灌注的保护作用与其是相一致的。
【】
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