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目的:低血糖后过快的升糖速度可以引起葡萄糖再灌注性脑损伤,其机制还不十分清楚,本研究旨在探讨胰岛素诱导大鼠低血糖后,不同血糖升高速度引起大鼠低血糖后葡萄糖再灌注性脑损伤的机制。方法:采用正常雄性SD大鼠36只,其体重控制在200g-300g,我们采用简单随机抽样分组的方式将36只实验大鼠分入6个组别,即空白组,假手术组,4组实验组,每个组别均有SD大鼠6只。空白组为不经过任何处理的大鼠,假手术组使用腹腔注射胰岛素方式的同时股静脉泵注25%葡萄糖,持续血糖监测并维持大鼠血糖在5.5mmol/L上下,4组实验组先经股静脉泵注胰岛素诱导低血糖后,使用推注泵按不同的速率泵注25%的葡萄糖,依据1小时后血糖升高的不同水平将4个组别分为1.0~3.0mmol/L组、3.0~6.0mmol/L组、6.0~9.0mmol/L组和>9.0mmol/L组。我们使用Western Blot电泳方法分析并检测4个不同组别之间凋亡蛋白Bax及Bcl-2在各自大鼠皮层及海马神经细胞上积分光密度的比值,采用BD流式细胞仪技术检测4个不同组别之间大脑皮层及海马神经细胞内Ca2+的荧光强度的变化。使用双抗体夹心Elisa方法检测大脑皮层及海马神经细胞中α酮戊二酸脱氢酶(α-KGDHC)及聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶-1(PARP-1)在葡萄糖再灌注1小时及6小时后的含量及随时间的变化。应用SPSS18.0软件进行数据分析处理,P<0.05时差异有统计学意义。结果:(1)凋亡蛋白Bax/Bcl-2比值变化:与空白组及假手术组比较,4组实验组皮层及海马的Bax/Bcl-2比值明显升高,有显著的统计学差异(皮层:F=265.8,P<0.05,海马:F=42.67,P<0.05),四组实验组中>9.0mmol/L组Bax/Bcl-2表达比值最大,1.0~3.0mmol/L组次之,与其他两组实验组之间有显著的统计学差异(皮层:F=212.1,P<0.05,海马:F=27.38,P<0.05),(2)钙离子荧光强度变化:与空白组及假手术组比较,4组实验组的钙离子的平均荧光强度明显升高,有显著的统计学差异(皮层:F=79.80,P<0.05,海马:F=355.0,P<0.05),四组实验组中>9.0mmol/L组的钙离子平均荧光强度最大,1.0~3.0mmol/L组次之,与其他两组实验组之间有显著的统计学差异(皮层:F=50.08,P<0.05,海马:F=71.13,P<0.05)。(3)α酮戊二酸脱氢酶:葡萄糖再灌注1小时后,在皮层和海马组织中,1-3mmol/L组,空白组,假手术组之间α-KGDHC浓度没有显著性的差异,其他3个实验组与空白组有显著性的差异,在皮层中,后三组实验组相互比较有显著性的差异(F=10.68,P<0.05),使用SNK-q两两比较,其中>9mmol/L组α-KGDHC浓度最低。在海马中,后三组实验组之间无显著性的差异(F=1.565,P>0.05)。葡萄糖再灌注6小时后,1-3mmol/L组水平降低,其他三组水平升高(除皮层的6-9mmol/L组)。(4)聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶-1:在皮层与海马中,空白组与假手术组之间没有差异,4个实验组与空白组比较有显著性的差异,其中在皮层中,1-3mmol/L组,3-6mmol/L组之间没有显著性的差异,6-9mmol/L组次之,>9mmol/L组相对其他三个实验组都有显著性差异,PARP-1的浓度是最低的,在海马组织中,1-3mmol/L组与3-6mmol/L组之间没有显著性的差异,6-9mmol/L组与>9mmol/L组之间没有统计学差异,PARP-1的浓度是最低。葡萄糖再灌注6小时后,除了皮层的1-3mmol/L组,其余PARP-1浓度都有所升高。结论:升糖速度引起低血糖葡萄糖再灌注脑损伤的机制与凋亡基因Bax及Bcl-2的表达、细胞内钙离子超载、α-KGDHC及PARP-1酶的改变有关。