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【研究背景、目的】弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury, DAI),也称“弥漫性轴突损伤”,是外力引起的广泛性脑白质轴索损伤。脑外伤死亡病人中,DAI占29%~43%。DAI以头部外伤后意识障碍为其典型表现,无脑挫裂伤等常见的局灶性损伤症状和体征,CT、MRI等常见影像学检查不能直接显示轴索损伤,目前DAI尚无统一的诊断标准。虽然近20年来对颅脑损伤研究有了很大进展,诊断技术及治疗措施也在不断完善,但颅脑损伤的病死率及致残率仍未见明显下降。大量的研究显示DAI与Ca2+超载、轴浆运输障碍、线粒体损伤、轴索的细胞骨架破坏、自由基、炎症因子等有关。其中Ca2+超载被认为是导致轴索损伤瀑布反应过程中的中枢环节。在治疗上,DAI迄今尚无特异方法能够阻断DAI进展,因此预后较差。DAI临床及基础研究的进展缓慢也限制了其在法医鉴定中的应用,实际检案中DAI应用较少,目前仍然是法医学鉴定的难点及争议的焦点。因此,本研本实验拟通过在动物模型中使用Ca2+拮抗剂尼莫地平(Nimodepine,ND)阻断来观察其对轴索和血管损伤的影响来探讨Ca2+在DAI发病中确切作用及机制,以期为DAI临床诊治及法医学应用提供研究基础。【材料和方法】将28只雄性SD实验大鼠随机分为对照组、实验组及干预组。参照Marmarou实验动物模型,建立大鼠DAI模型,实验组及干预组打击后分别在12h、24h及72h处死,对照组为假手术组(大鼠未进行打击),实验组及干预组为直线加速度打击负荷组,实验组打击后不作处理,干预组打击并加用尼莫地平(Nimodipine,ND)进行干预。每组每个时间点4只。用过量10%水合氯醛腹腔麻醉处死,开颅取脑,打开颅腔取出大脑、小脑及脑干,沿正中矢状面将大脑、脑干及小脑分为左、右两半,其中一半脑用于脑湿干比例测定,另外一半脑用于组织形态学及免疫组化观察:(1)取一部分脑组织称重后放入烤箱内(85℃)烘烤24小时,在烘干后再次进行脑称重,进行脑湿干比例计算;(2)另一半脑组织用4%多聚甲醛固定24h,然后进行脱水、透明、包埋等制成石蜡切片,用苏木素-伊红(HE)染色、β-APP及vWF免疫组织化学染色进行组织学及免疫组化观察。【结果】实验组及干预组脑组织湿干比例呈先升高后降低的趋势,脑组织含水量最高值出现在打击后24h,此后脑组织含水量呈下降趋势;给予Nimodepine(ND)干预后,脑水肿成下降趋势,但仍然高于对照组:实验组与干预组HE染色见轴索变粗、扭曲、肿胀、断裂且随时间呈逐渐加重趋势,干预组给予ND干预后轴索损伤程度有所减轻,但仍高于对照组;实验组与干预组各时间点β-APP免疫组织化学染色见β-APP表达随时间延长表达增强,干预组给予ND干预后β-APP表达有所减少,但仍高于对照组;vWF表达部位位于蛛网膜下腔、脑实质血管内皮细胞及脑干部位轴索,打击后vWF表达明显增强,24h尤其明显,脑实质血管内皮细胞阳性表达较强的区域与脑水肿严重区域较一致,尼莫地平干预减轻vWF表达,特别是脑实质血管的表达显著减轻。【结论】本研究模拟Marmarou动物模型构建DAI模型,观察打击后出现脑水肿、轴索损伤并见点灶状蛛网膜下腔出血;运用钙离子拮抗剂ND干预后可以减轻脑水肿和轴索损伤并血管损伤局限化,提示钙离子信号在弥漫性轴索损伤中有重要作用;脑水肿在打击后24h达到高峰,推测创伤后24h可能是治疗弥漫性轴索损伤的较佳时间窗。