脑缺血是一种常见疾病,具有高发病率、高死亡率和高致残率的特点,严重危害人类健康。脑组织维持正常代谢活动,需氧量巨大,但脑本身的无氧代谢能力及能量贮备能力极差,所需要的能量几乎全部来自葡萄糖的有氧代谢。在脑缺血、缺氧状态下,脑动脉床内所含的氧仅够供脑消耗几秒钟,可使有氧代谢很快转化为无氧代谢,ATP生成的效率仅为正常时的1/18,因而脑缺血后常伴有脑细胞的能量降低、自由基和兴奋性氨基酸增多、钙离子超载以及细胞结构破坏等一系列病理生理反应。Na⁺, K⁺-ATPase是广泛存在于哺乳动物细胞膜上的一种ATP依赖性离子转运体,主要功能是维持细胞内外的离子平衡。脑组织Na⁺, K⁺-ATPase主要存在于突触膜（SPM）和微血管的内皮细胞（CMV）,在血管紧张度的维持和调节中有着重要作用。脑缺血发生后由于ATP的生成减少,Na⁺, K⁺-ATPase活性降低,使细胞内外离子平衡被打破。其中,细胞外液中K⁺在短时间内的骤然升高,可刺激血管平滑肌细胞去极化,开放钠离子通道使细胞内Na⁺进一步升高而逆转Na⁺/Ca²⁺交换,开放电压依赖性钙通道（VDCC）而使Ca²⁺内流增加,二者均可导致细胞内Ca²⁺超载,从而增强细胞对缩血管物质的敏感性,引起血管收缩。但目前对缺氧所致的血管损伤的研究多集中在肺和肾小血管的缺氧性损伤,认为缺氧引起的肺血管收缩主要与体液因素、交感神经作用及对血管平滑肌的直接作用有关。本实验拟在大鼠脑基底动脉,通过观察缺氧前后血管直径的变化,探讨缺氧对脑血管收缩的影响以及Na⁺, K⁺- ATPase在其中的作用。目的:采用大鼠离体血管基底动脉,观察缺氧前后血管直径的变化以及Na⁺, K⁺-ATPase抑制剂对其影响,从而探讨Na⁺, K⁺-ATPase是否参与缺氧诱发的脑血管收缩。方法:取大鼠,腹腔注射10%水合氯醛,待动物深度麻醉后快速断头取脑,将脑组织连同基底动脉一并浸泡于预冷的（4℃）PSS液中（浓度mmol/L: NaCl 119, KCl 4.7, CaCl₂ 2.5, MgSO₄·7H₂O 1.17, NaHCO₃ 25, KH₂PO₄ 1.18, ECTA 0.027, Glucose 5.5）,去除软脑膜,分离出基底动脉。选取约5⁸mm无分枝的一段血管,置于装满4℃PSS液的微血管直径测定仪器浴槽中,将血管一端固定在浴槽中与压力感受器P1相连的玻璃电极上,冲洗血管内腔,再用同样的方法将血管另一端固定在浴槽中与压力感受器P2相连玻璃电极上。该电极连有一个阻力传感器,可以读取血管纵轴方向的阻力。浴槽底部连有成像系统,血管直径和血管两端压力的变化情况通过myoview acquisition软件处理后可显示在微机上（如Fig.1,Fig.2所示）。开启加热系统,将浴槽内温度缓慢升高到37±0.5℃,并持续通以95%O₂⁺5%CO₂混合气体,分别记录灌流PSS液、缺氧PSS液、K-PSS液、缺氧K-PSS液、Oua-PSS液、缺氧Oua-PSS液、Oua-K-PSS液、缺氧Oua-K-PSS液、无钾PSS液及缺氧无钾PSS液后5、10、15、30和60min时血管血管直径的变化。结果:1血管稳定性研究在无外界刺激下,本研究所用大鼠基底动脉血管直径在持续灌流5min、10min、15min、30min和60min后无明显改变（P>0.05）,且间隔1h先后两次给予高K-PSS液后,血管收缩后的相对直径（RD）分别为:58.09±0.53和58.49±0.74,二者之间也无显著性差别（P>0.05）,提示在本实验条件下,该基底动脉的反应活性至少可以稳定60min。2缺氧对基底动脉直径的影响缺氧灌流5 min后,基底动脉即出现收缩,可使血管直径由151.33±23.00μm缩小至146.17±23.17μm,其变化幅度虽然仅有3.52%（从100.0%降至96.40%）,却已具有统计学显著意义（P<0.05）,提示缺氧可引起脑血管收缩。当缺氧灌流15 min时此收缩达到高峰（140.33±21.00μm,92.76）,再继续缺氧灌流,无论30 min或60 min,均未见血管进一步收缩（P>0.05）。3缺氧对高K⁺预刺激基底动脉直径的影响用高K-PSS液灌流大鼠基底动脉,可使其产生明显收缩,血管直径可由132.00±20.80μm缩小至107.41±19.04μm,其变化幅度为18.88%（P<0.01）。在此基础上再给予无氧高K-PSS液灌流,缺氧5分钟即可使基底动脉进一步收缩,且收缩幅度随着缺氧时间的延长而进一步加大。但缺氧对正常或高K⁺预刺激基底动脉的直径变化幅度的影响并无显著区别（P>0.05）。4哇巴因对基底动脉直径的影响哇巴因为Na⁺,K⁺-ATP酶的抑制剂,在有氧情况下,哇巴因(10^-9～10^-4 mol/L)可浓度依赖性引起基底动脉收缩,10^-8 mol/L即可显著缩小血管直径的变化幅度（P<0.01）)。但10^-6、10^-5和10^-4 mol/L三个剂量收缩血管的幅度与5×10^-7mol/L相比并无明显差异（P>0.05）,提示哇巴因5×10^-7mol/L已使血管达最大收缩（69.98±8.45）。但将此有氧的含哇巴因PSS液改用无氧的含相应浓度哇巴因PSS液灌流时,缺氧仍可使10^-8和10^-7 mol/L哇巴因预刺激的基底动脉进一步收缩（P<0.01）,而对5×10^-7mol/L哇巴因预刺激已达最大收缩的血管直径则无明显影响（P>0.05）,提示缺氧诱发的脑血管收缩可能与Na⁺,K⁺-ATP酶的抑制程度有关。5哇巴因对高K⁺预刺激基底动脉直径的影响用有氧的含10^-8 mol/L和10^-7 mol/L哇巴因的高钾PSS液灌流血管,可使基底动脉直径由原来的189.00±8.00μm和199.33±12.89μm收缩到108.50±7.00μm和94.6±5.56μm,其变化幅度分别为42.62%和52.35%（P<0.01）;但将此有氧的含哇巴因的高钾PSS液改用无氧的含相应浓度哇巴因的高钾PSS液灌流时,则缺氧不再使10^-8和10^-7 mol/L哇巴因和高钾预刺激的基底动脉进一步收缩（P>0.05）,提示高K可提高Na⁺,K⁺-ATP酶对哇巴因的亲和力,使10^-8和10^-7 mol/L的哇巴因即可完全抑制Na⁺,K⁺-ATP酶而使血管达到最大收缩,进一步提示缺氧诱发的脑血管收缩可能与Na⁺,K⁺-ATP酶的抑制程度有关。6无钾PSS液对基底动脉直径的影响无钾PSS液可取消Na⁺,K⁺-ATP酶的活性。用含氧无钾PSS液灌流5 min后,基底动脉即达最大收缩,可使血管直径由194.20±19.84μm缩小至113.60±17.92μm,其变化幅度为41.74%±3.23%（P<0.01）;改用无氧无钾PSS液灌流后,基底动脉仍在5 min内即达最大收缩,变化幅度为41.53%±3.84%（P<0.01）,与前者相似。这些结果进一步提示,Na⁺,K⁺-ATP酶参与了缺氧诱发的脑血管收缩。结论:缺氧可引起脑血管收缩,脑血管上的Na⁺,K⁺-ATP酶可能参与了这种缺氧诱发的脑血管收缩。其机制可能与缺氧导致的Na⁺,K⁺-ATPase活性降低有关。