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背景和目的:
新生儿低血糖性脑损伤,又称新生儿低血糖性脑病,是导致新生儿期脑损伤较常见的原因,具有较高的发病率与致残率。近年来新生儿期碳水化合物代谢紊乱,引起国内外学者的广泛关注。新生儿低血糖的平均发生率约为3%-11%,在高风险的患几中发病率高达25%-33%。国外数据显示,在正常足月儿中发病率约为1-5%,而在早产儿和小于胎龄儿,低血糖的发生率可达到15-25%左右。国内研究表明,早产儿、低出生体重儿,低血糖的发病率约17.49%-27.08%,小于胎龄儿的发生率为22.22%。在低血糖的早期阶段,大部分健康新生儿由于内分泌调节功能通常不会造成严重的脑损伤,但持续或反复低血糖,则有可能造成视力障碍,认知障碍,枕叶癫痫,脑瘫及其他神经系统后遗症。文献表明,严重的持续性低血糖(>30min)可引起中枢神经系统的神经元坏死,并可以在MRI图像上出现基于脑白质的病变。如果没有及时发现和纠正,低血糖脑损伤可能会导致严重的短期和长期的后果,严重时甚至危及生命,增加社会的负担,影响个人与社会的发展。本研究通过对反应白质髓鞘化指标的MBP、反应细胞凋亡指标caspase-3的检测,旨在探讨在低血糖后不同成熟脑组织的影响及机制,为临床低血糖脑损伤的防治提供依据。
材料与方法:
(1)选取20只SPF级SD大白鼠,动物许可证号为SCXK(豫)2010-0002,体重位于180g-220g之间,将4只雄性大白鼠与16只SD雌性大白鼠按雄性:雌性=1:4的比例同笼,第二日清晨取雌性大白鼠阴道分泌物进行显微镜下观察,以显微镜下看到精子作为雌鼠怀孕的第1天,并做好预测新生鼠出生日期的记录。
(2)把体重约5-6g的新生大鼠,完全随机设计编入3组,每组为16只。A组:为对照组,给予下注射生理盐水,体积与所计算胰岛素注射液的体积相同,注射完后继续放入母鼠笼中正常喂养。B组:为模拟早产脑组(2日龄),自生后第2日(P2)起,P2、P4、P6分别皮下注射胰岛素注射液(剂量为15U/kg)。C组:为模拟足月脑组(9日龄),自新生大鼠9日龄起,P9、P11、P13分别皮下注射胰岛素注射液(按剂量为15U/kg计算)。以注射后0.5h、2.5h分别检测血糖,经尾静脉测微量血糖水平低于2mmol/L为造模成功。
(3)造模成功后,每组随机选取6只大鼠行左心室血动脉血气分析,以除外缺氧缺血造成的损伤,余大鼠放回母鼠笼中正常饲养,至大鼠生长至21日龄时,处死并取脑观察。
(4)常规石蜡包埋,自前额叶起切片,每隔50张留片,一直切至枕叶为止,切片厚度设定为5um,切片后进行MBP、caspase-3免疫组织化学染色观察,分别观察额叶、项叶、枕叶等不同脑区的损伤情况,并进行染色区域的灰度测量。
(5)统计学方法:采用SPSS13.0统计分析软件进行数据分析,多组数值变量资料均采用均数±标准差方法((x)±s)表示,两均数间的比较采用两独立样本t检验,多组变量资料的比较,采用单因素方差分析(One Way ANOVA),组间两两比较行LSD-t检验,以α=0.05为统计学检验标准。
结果:
1.注射胰岛素注射液之后,实验组大鼠的动脉血氧分压平均值分别为57.10±2.2256mmHg、55.6380±1.65mmHg,对照组大鼠动脉血氧分压的平均值为57.47±1.3327mmHg,三者差异无统计学意义(P=0.54)。注射胰岛素后,实验组大鼠的血糖水平分别为1.7814±0.1803mmol/L、1.7314±0.2188mmol/L、1.7414±0.1313mmol/L,与注射前差异有统计学意义(P=0.00)。
2.21日龄时,9日龄大鼠皮层下白质区MBP相比对照组及2日龄组表达明显减少,额叶区、顶叶区及枕叶区的平均灰度值分别为162.174±8.63、154.35±5.66、138.66±5.14;132.39±5.48、112.90±11.51、93.64±7.39;133.63±5.90、119.924-7.80、94.50+4.26,差别有统计学意义(P=0.00)。
3.21日龄时,多个脑区,包括枕叶、额叶、顶叶等不同皮质区均可看到神经元的凋亡,额叶、顶叶、枕叶区各组大鼠caspase-3表达的平均灰度值分别为135.78±5.264、121.45±3.587、97.67±8.396;165.45±5.23、153.76±7.64、127.25±3.505;176.71±3.08、148.52±8.26、145.38±5.788,差异有统计学意义(P=0.00)。
结论:
1.皮下注射胰岛素可诱导出新生鼠低血糖脑损伤模型。
2.与2日龄新生大鼠比较,相对成熟的9日龄新生大鼠低血糖后更易出现脑损伤。
3.严重的持续的反复的低血糖不仅造成皮层的损伤,亦可造成白质的损伤。