高张盐水后处理对脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗死范围的影响

赖永东 金文香 何荣芝

【摘要】目的高张盐水后处理对脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗死范围的影响。方法

清洁级雄性SD大鼠60只，随机分为4组。 A组：假手术组；B组：缺血再灌注组；C组：4.2%NaCl组；D组：高张盐水组（7.5%NaCl）。采用线栓法制作局灶性脑缺血再灌注模型，恢复脑血流1.5 min时，经股静脉注射4 ml/kg的4.2%NaCl(C组)或7.5%NaCl(D组)， A组和B组不给任何药物。再灌注22 h后，测定脑含水量和脑梗死范围。结果

经高张盐水后处理后，C组和D组梗塞范围较B组下降明显，C组p<0.05， D组p<0.01; C组和D组脑含水量较B组下降明显，p<0.05。结论高张盐水后处理能够减少脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗死范围和脑含水量。

【关键词】脑缺血再灌注损伤 高张盐水 脑梗死范围

doi:10.3969/j.issn.1671-332X.2014.11.007

在颅脑外科手术中如牵拉、压迫、结扎部分血管的过程不可避免地会导致脑组织缺血，脑缺血再灌注损伤是一种以氧化应激反应亢进、造成缺血的组织器官可逆性缺血损伤加重，或促进可逆性损伤转化为不可逆行损伤的病理过程，对患者生命和神经功能的威胁很大。高张盐水(Hypertonic Saline,HS)是指渗透压超过人体正常值,浓度大于0.9%的氯化钠溶液。早期主要用于治疗低钠血症及由此引起的气道高反应性测定、抗休克等的治疗。在神经外科领域,自1919年weed等人发现应用30%氯化钠溶液后大鼠脑体积缩小,80年代中期及90年代,人们通过大量的动物实验及临床研究发现高张盐水具有降低颅内压、改善脑灌注等作用,而且副作用较少,有着十分重要的使用价值。近来又发现其具有抗炎性反应和脑缺血再灌注损伤的脑保护方面的作用。药物后处理不同于传统的缺血预处理、药物预处理，而是器官保护的新策略，跟缺血后处理一样,药物后处理也具备器官保护作用。而是在缺血后进行的一种药物干预的治疗措施,更具有实践性、科学性、伦理性,在器官保护方面有着更重要的意义和前景。

1材料与方法

1.1实验分组

清洁级雄性SD大鼠60只，体重280～350　g，由广州医学院动物实验中心提供，随机分为4组(n=15)。 A组：假手术组，不阻断大脑中动脉起始处，不给予药物干预。B组：缺血再灌注组，不给予药物干预。C组：4.2%NaCl组。D组：高张盐水组即7.5%NaCl组。

1.2动物模型制作

术前禁食12 h，腹腔注射10%水合氯醛300～350 mg/kg，分离暴露双侧颈总动脉，于颈总动脉分叉切口处向颈内动脉插入栓线，放置到大脑前动脉起始部，插入深度为18 mm左右，结扎颈内动脉。缺血2 h后，拔出尼龙线，恢复右侧大脑中动脉血流。A组只把栓线插入到颈内动脉6 mm，不阻断大脑中动脉的血流。恢复脑血流1.5 min时，经股静脉注射4 ml/kg的4.2%NaCl(C组)或7.5%NaCl(D组)，注射时间5 min，A组和B组不给任何药物。

1.3取材和指标测定

1.3.1神经功能障碍测定再灌注22 h时进行神经功能障碍评分(NDS)：无神经功能缺损表现为0分；轻度局灶性神经功能缺损，即提尾悬空时不能伸展左前肢为1分；中度局灶性神经功能缺损，即行走时向左侧转圈为2分；重度局灶性神经功能缺损，即行走时向左侧倾倒为3分；不能自发行走伴意识障碍为4分。1～3分说明模型成功。

1.3.2脑梗死面积与脑含水量测定大鼠在再灌注后22 h在深麻醉下断头取脑，以2.7 mm间隔将大脑由额向枕切成六个切片。将第三个切片放入2%TTC溶液染色，分离梗死组织和正常组织，分别称重，计算梗死面积占第三切片的湿重百分率。同时将梗死侧半球脑组织置160 ℃烤干至恒重，计算大脑半球含水量：（湿重—干重）／湿重×100%

1.4统计学处理

所有数据均以均数±标准差（±s）表示。应用spss 13.0统计软件进行统计分析，组内比较采用重复测量数据的方差分析，组间比较采用单因素方差分析，p<0.05为差异有统计学意义。

2结果

各组大鼠再灌后22 h神经缺陷评分:同B组比较，C组和D组神经缺陷评分及梗死范围较B组下降明显，C组p<0．05， D组p<0．01; C组和D组脑含水量较B组下降明显，p<0．05，与A组比较，B组和C组、D组的脑含水量明显增多，B组p<0．01，C组和D组p<0．05。

3讨论

脑缺血后相当部分的血管能自然再通或溶栓治疗后血流恢复再通，并至少使部分可逆的损伤组织的功能得到恢复。但血流恢复后有部分受损的脑细胞继续死亡，这种作用我们称作“再灌注损伤”，局灶性脑缺血再灌注损伤发病机制及治疗药物的研究已为人们所关注。在缺血性脑损伤研究中，经常采用的动物模型有全脑和局灶性脑缺血模型［1］。研究已表明，大鼠大脑中动脉闭塞后在急性期脑梗死范围最大，大鼠神经行为缺失症状严重，并且伴有较为严重的脑水肿。

目前控制脑水肿,降低颅内压的方法很多,常用的有渗透性利尿剂、袢利尿剂、过度通气、亚低温治疗、苯巴比妥钠、脑室外引流脑脊液等,其中以甘露醇、山梨醇等药物为主的渗透疗法是目前临床上最常用的。高张盐水治疗脑水肿颅内高压，国外近年来有不少报道［2-3］，高张盐水也是通过高渗性脱水, 但其没有甘露醇心肾损害及“反跳”作用, 过往多认为其作用弱, 近年来有临床实验认为其脱水作用与甘露醇相若。但国内目前关于高张盐水在颅内高压的治疗尚未见报道。BACHER等［4］通过MRI检查,发现在大鼠体内注射7.5%高张盐水后,大鼠脑组织中的水含量明显减少。

高张盐水还具有改善脑部血液流变学状态从而改善脑氧代谢的作用，脑损伤后脑细胞微环境中炎性因子聚集与血液流变学变化互为因果,导致继发性脑损伤发生［5］，渗透脱水增加血容量,使血液稀释及血液粘滞度下降,改善和维持平均动脉压,增加心排出量,从而改善脑灌注压。作用于微循环的血管内皮细胞,逆转内皮细胞水肿,抑制白细胞激活、吸附,调节炎性反应，颅脑脑损伤患者初期往往继发严重的炎症性反应,导致二次损伤。RIZOLI S B等［6］通过体外细胞试验证实了高张盐水可通过降低中性粒细胞与巨嚼细胞的活性来抑制肿瘤坏死因子-a、白介素-6与细胞點附因子表达,从而抑制炎症反应的发生。通过出血性休克模型动物实验发现,脑出血后发生的嗜中性粒细胞聚集与渗透可诱导多重炎症反应,导致组织损伤与器官功能失调,抑制嗜中性粒细胞活性可能通过恢复微循环的完整性与稳定微循环功能而改善脑组织供氧与灌注［7］。高张盐水还促进内皮源性释放因子和各种内皮素释放,降低肾上腺素、去甲肾上腺素和血管紧张素浓度,解除血管痉挛,使血管直径增大,同时可使红细胞变形性增加,改善区域脑灌注,从而减轻脑水肿,降低颅内压,预防继发性颅脑损伤。高张盐水能刺激心房利钠肤的释放,抑制血管加压素的分泌,从而起到增加脑血流量的作用。

近年来研究发现［8］颅脑损伤后普遍存在低钠状态，高张盐水对脑神经化学内环境有重要影响,它通过增加细胞外Na+浓度有助于恢复Na+的主动运输及正常膜静息电位,并重新建立正常的钠/谷氨酸共转运,恢复细胞内谷氨酸正常水平,同时还能通过钠/钙交换而去除细胞内的钙,从而阻断了神经元继发性损伤的恶性反馈过程。

何荣芝等［9］的实验结果表明，高张盐水可以明显减少缺血再灌注后脑组织TNF-α的含量，切断TNF-α 和NF-κB之间的恶性循环，最终可以减少神经元的凋亡。

大量研究已经证明高张盐水在防治脑水肿、降低脑卒中所引起的脑出血方面是安全有效的,可是据现有的资料对以何种浓度、何种给药时机和剂量,持续给药多长时间,要达到什么样的效果,还没有明确定论, 本研究采用的线栓法大脑中动脉阻断法制备的大鼠局灶性脑缺血再灌注模型具备操作简便、稳定可靠的特点［10］，我们从中观察到再灌注后静注4.2%NaCl组和7.5%NaCl可减少脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗死范围和脑含水量，证明高张盐水在脑缺血再灌注后给药具有脑保护作用。

参考文献

［1］ZAUSINGER S,HUNGERHUBER E,BAETHMANN A,et al.Neurological impairment in rats after transient middle cerebral artery occlusion:a com parafive study under various treatment paradigms［J］.Brain Res,2000,863(1-2):94-105.

［2］SCHWARZ S, GEORGIADIS D, ASCHOFF A, et al. Effects of Hypertonic(10%) Saline in Patients With Raised Intracranial Pressure After Stroke［J］. Stroke,2002,33(1):136-140.

［3］RENAUD V,JACQUES A,LAURENT T, et al.Isovolume hypertonic solutes(sodium chloride or mannitol) in the treatment of refractoryposttraumatic intracranial hypertension: 2 mL/kg 7.5% saline ismore effective than 2 mL/kg 20% mannitol［J］.Crit Care Med,2003,31(6):1683-1687.

［4］BACHERA,WEIJ,GRAFEMR,et al.Serial determinations of cerebral water content by magnetic resonance imaging after an infusion of hypertonic saline［J］. Cirt Care Med,1998,26(l):108.

［5］姚志刚,孙晓立,习志强,等.高渗盐水对重型颅脑损伤后患者血液流变学的影响［J］.山东医药,2008,48(38):88-89.

［6］RIZOLI S B,KAPUS A, FAN J,et al. Immunomodulatory effects of hypertonic resuscitation onthe development of lung inflammation following hemorrhagic shock［J］.J Immunol,1998,161(11):6288-6296.

［7］HASSOUN H T, KONE B C,MERCER D W, et al.Post-injury multiple organ failure: the role of the gut［J］.Shock,2001,15(1):1-10.

［8］张文川,郑履平.颅脑外伤急性期血中利钠因子和ADH浓度变化及意义［J］.中华创伤杂志,1996,12(2):95-96.

［9］何荣芝,黄焕森,常业恬,等.高张盐水在局灶性脑缺血再灌注损伤中的作用和机制［J］.中华神经医学杂志,2009,8(6):560-562.

［10］简超君,谈杰超,陈永林,等.线栓法制备大鼠局灶性脑缺血再灌注模型的体会［J］现代医院,2011,11(3):18-20.