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脊髓缺血再灌注损伤是胸腹主动脉手术最严重的并发症之一,术后截瘫发生率高达40%。它可由脊髓肿瘤、脊髓后动脉血栓形成、胸部或腹部水平的主动脉瘤或其它病变的外科治疗所引起,由于手术时需阻断主动脉血流以确保主动脉病变切除和人造血管置换术的安全与顺利实施,可能会影响脊髓供血,引起缺血再灌注损伤,严重者可导致神经功能障碍,甚至发生术后截瘫。因此深入研究脊髓缺血再灌注损伤的保护措施及其作用机制,具有很重要的临床意义。人参皂甙Rd是传统中药中人参皂甙(Gs)的一种单体,目前此药已进入三期临床试验阶段。已有文献报道,人参皂甙Rd可在生物体内发挥多种药理学作用:它可以阻断Ca2+内流;加强神经干细胞向星形胶质细胞的分化;可以显著减少纹状体中3-硝基丙酸诱导的神经元功能障碍和死亡。在肾损伤模型和老龄大鼠模型中,人参皂甙Rd发挥了抗氧化应激的作用;在中枢神经系统中,人参皂甙Rd可以减少培养的星形胶质细胞中氧自由基的形成,也可以减少大鼠皮层神经元中谷氨酸引起的细胞凋亡;在培养的PC12细胞和海马神经元中,人参皂甙Rd都发挥了抗氧化应激作用。因此,我们认为人参皂甙Rd可以保护神经元的缺血性损伤。本文拟从体外和体内两个方面探讨人参皂甙Rd是否对脊髓缺血再灌注损伤具有保护性作用及相关机制,以及人参皂甙Rd发挥神经保护作用时是否存在剂量-效应关系,从而寻找最佳的人参皂甙Rd给药方案,更有效地指导临床应用。实验一人参皂甙Rd保护体外培养的脊髓运动神经元抗谷氨酸的神经毒性作用目的:探讨人参皂甙Rd对体外培养的脊髓运动神经元抗谷氨酸的神经毒性作用的保护作用方法:将培养6d的运动神经元随机分为:对照组(Control):培养基中不加药液;谷氨酸组(Glu):培养基中加入300μmol/L谷氨酸;人参皂甙Rd+谷氨酸组(GSRd +Glu):培养基中预先加入10μmol/L人参皂甙Rd,孵育30min后,再加入300μmol/L谷氨酸;丙二醇+谷氨酸组(Vehicle+Glu),培养基中预先加入等容量丙二醇孵育30min后,再加入300μmol/L谷氨酸。24h后,用相差显微镜观察神经元形态。在培养的第6天,观察培养神经元的生长状况,进行细胞计数和测量,取其平均值。之后进行神经元存活率的测定和培养神经元上清液乳酸脱氢酶(LDH)活性的测定。结果:Glu组存活的脊髓运动神经元数少,偶有突起形成,细胞严重受损;而GSRd +Glu组脊髓运动神经元数目明显增多(P<0.05),并有很多突起,但仍有少数死亡细胞;Vehicle+Glu组神经元形态与Glu组相似;与Control相比,其余三组的脊髓运动神经元存活率均有不同程度下降,以Glu及Vehicle+Glu组下降最明显;与Glu组相比,Control组及GSRd +Glu组的脊髓运动神经元存活率均有明显提高(P <0.05),而Vehicle+Glu组与Control组相比无明显差别;Glu组LDH释放量明显高于Control组及GSRd +Glu组(P<0.05);而Vehicle+Glu组与Glu组间无显著差异。结论:初步证实人参皂甙Rd保护脊髓运动神经元抗谷氨酸的神经毒性作用。实验二人参皂甙Rd对兔脊髓缺血再灌注损伤的保护作用目的:采用兔脊髓缺血再灌注模型,研究人参皂甙Rd对兔脊髓缺血再灌注性损伤的保护性作用。方法:32只雄性新西兰大白兔随机分为4组,每组8只:对照组(Control,n=8),即单纯缺血再灌注组;假手术组(Sham,n=8);人参皂甙Rd处理组(GSRd,n=8),缺血前1h从耳缘静脉注射人参皂Rd20mg/kg;丙二醇组(Vehicle,n=8),缺血前1h从耳缘静脉注射丙二醇2ml/kg。采用肾下主动脉阻断法造成脊髓缺血(20min);术后观察神经功能变化并记录再灌注4h、8h、12h、24h和48h神经功能学评分,再灌注48h处死动物后取脊髓(L5-L7)标本行病理学观察。结果:再灌注后48h,人参皂甙Rd组神经功能学评分和脊髓前角正常运动神经元计数与对照组相比,均存在显著的统计学差异(P <0.05);而与假手术组无统计学差异(P>0.05)。丙二醇组与对照组相比无明显统计学差异(P>0.05)。且每组兔神经功能学评分与其对应脊髓前角正常神经元计数之间有显著相关性(r=0.769. P <0.01)。结论:术前1h静脉注射20mg/kg人参皂甙Rd具有很明显的脊髓保护作用。实验三人参皂甙Rd对兔脊髓缺血再灌注损伤保护作用的量效-关系研究目的探讨人参皂Rd对脊髓缺血性损伤保护作用的剂量-效应关系。方法40只雄性新西兰大白兔,随机分为5组(n=8),对照组:即单纯缺血再灌注组。保护组:即Rd-5组、Rd-10组、Rd-20组和Rd-40组,分别在缺血前1h从耳缘静脉注射人参皂Rd5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg、40mg/kg;采用肾下主动脉阻断法造成脊髓缺血(20min);术后观察神经功能变化并记录再灌注4h、8h、12h、24h和48h神经功能学评分,再灌注48h处死动物后取脊髓(L5-L7)标本行病理学观察。结果再灌注后48h,Rd-5组神经功能学评分和脊髓前角正常运动神经元计数与对照组相比,均无统计学差异(P>0.05);Rd-10组神经功能学评分与对照组相比,无统计学差异(P >0.05),但脊髓前角正常运动神经元计数明显高于对照组(P <0.05);Rd-20组、Rd-40组神经功能学评分和脊髓前角正常运动神经元计数均明显高于对照组(P <0.01),但这二组之间无统计学差异(P <0.05)。且每组兔神经功能学评分与其对应脊髓前角正常神经元计数之间有显著相关性(r=0.769. P <0.01)。结论人参皂甙Rd对脊髓缺血性损伤有保护作用,且呈一定的剂量-效应关系。