论文部分内容阅读
【摘要】目的证明泊洛沙姆188(Poloxamer188)对脑损伤大鼠脑组织产生保护作用。方法建立大鼠急性硬膜下血肿模型,将大鼠模型随机分成两组:对照组和P188治疗组。按30 min、2 h、6 h、12 h 时间点监测颅内压,同样时点取大鼠受压迫区脑组织,测定其含水量。最后用统计学方法对比各组间的统计学差异,对结果进行分析和讨论。结果对照组30 min 与该组 2 h、6 h 时间段比有统计学意义(P<0.05),与12 h 比较无统计学意义;P188治疗组12 h 时较同一时间段模型组有统计意义(P<0.05)。各组脑组织含水量与时间成正比关系。对照组与P188 治疗组12 h脑组织含水量有统计学意义(P<0.05)。结论颅脑损伤早期,颅内压、脑含水量呈正相关关系; 静脉注射P188能够减少大鼠急性硬膜下血肿模型脑组织含水量,降低颅内压,提示颅脑损伤后P188可以透过血脑屏障。
【关键词】
泊洛沙姆188;颅内压;脑组织含水量;神经细胞保护
The study of Poloxamer 188’s protection effect on nerve cell
LIN En,LAI RunLong,WU Gang.Dept.of Neurosurgery,Affiliated First Hospital of Shantou University Medical College ShanTou 515041,China
【Abstract】ObjectiveTo prove that P188 can protect brain tissue of brain injured rats.MethodsTo establish the acute subduaral hematoma rat as the model.All rats were randomly assigned into 2 groups:Control class and P188 treat class.Monitor ICP(intracranial pressure) and Determine liquid water content at 30 min,2 h,6 h,12 h.Finally,make the contrast of statistics differences among all the groups through the method of statistics,and provide analysis and discussion on the results.ResultsThere is statistics meaning for the comparisons of 30 min,2 h and 6 h inside the Control class(P<0.05),and it is statistically meaningless to compare with 12 h.12 h of p188 class is statistically meaningful when comparing with 12 h of model class(P<0.05).It shows that the water content of every classe brain tissue change with the time changing and it is direct ratio.Liquid content of control class at 12 h is statistically meaningful when compare with P188 class(P<0.05).ConclusionAt the early period of craniocerebral injury,ICP and liquid content of brain is direct ratio.IV P188 can reduce liquid content,bring down ICP in the acute subduaral hematoma rat as the model.This result points out P188 can across blood brain barrier.
【Key words】
Poloxamer188; ICP(intracranial pressure);Liquid content of brain tissue; Nerve cell protection action
重型颅脑损伤发病率100~150/10万,死亡率高达30%~50%,其中颅内血肿、继发脑水肿等因素造成的颅内压增高是主要的原因。虽然标准外伤去大骨瓣减压术、脱水药、亚低温等治疗方法为减少脑水肿,预防继发性脑损伤发挥重要的作用,但在临床及实验中也发现部分恶化型颅内压增高在大骨瓣减压后仍然继发顽固性的脑水肿。如何提高重型颅脑损伤的疗效是临床急需解决的难题,而寻找更好的神经细胞保护方法则是防治继发性脑损害的关键。泊洛沙姆188(P188)是极少可以静脉注射使用的表面活性剂之一,目前认为该类药物对细胞的保护作用有:阻止部分有害分子蛋白与细胞膜受体结合;阻止脂质化过氧反应;对氧自由基有清除作用。本研究应用大鼠急性硬膜下血肿模型,分组测定颅内压与脑组织的含水量,着重探讨颅脑损伤后早期颅内压、脑含水量二者的相关性,旨在证明泊洛沙姆188对脑损伤大鼠脑组织产生保护作用。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1实验动物健康清洁级成年SD(SpragueDawley)大鼠48只,雌雄不拘,体重250~300 g。
1.1.2主要仪器医用高速电钻,分析天平,BL402信号分析系统,恒温干烤箱。
1.2方法
1.2.1急性硬膜下血肿大鼠动物模型建立[1]取出大鼠,称重并记录。麻醉后,刺痛反应消失,立即解剖右股静脉备用。将大鼠俯卧固定在动物架上,头部剃毛后沿正中线切开头皮,剥离骨膜,右顶骨正中钻孔,直径2.5 mm,立刻抽取右股静脉血0.4 ml,将预先做好的“T”型针头刺破硬膜,置入硬膜下腔,将血缓慢注入硬膜下腔后,使用快速凝固胶水及牙科用粘固粉(可用医用骨蜡代替)封闭钻孔及固定针头。注射时间为8 min,速度 0.05 ml/min,注射过程密切观察大鼠呼吸节律、心率变化情况。注射结束后,“T”型针头立刻转接测颅内压装置,持续监测颅内压变化情况。
1.2.2颅内压监测颅内压监测根据George Paxinos和Charles Watson的大鼠脑解剖图谱,在行大鼠急性硬膜下血肿模型制作前,将穿刺针与压力传感器连接,针内注满生理盐水并与微压注射器连接;以Bregma点后1.0 mm,左1.4 mm为中心钻孔,直径2.0 mm作为穿刺测压孔,穿刺深度3.0 mm。压力传感器连接多道生理监测仪,并动态观察与记录。实验30 min,2 h,6 h,12 h各时间段取颅内压均值,进行组间统计学比较。
1.2.3测定脑含水量建立大鼠急性硬膜下血肿模型,各组大鼠在实验30 min,2 h,6 h,12 h 各时间段分别过量麻醉处死,快速断头取脑,用干湿重法测定脑含水量,进行组间统计学比较。
1.2.4统计学方法结果以均数±标准差(x±s)表示,用SPSS10.0 及Excel 软件进行统计处理。采用方差t检验进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1颅内压监测结果对照组30 min 与该组 2 h、6 h 时间段比有统计学意义(P<0.05),与12 h 比较无统计学意义;P188治疗组12 h 时较同一时间段模型组有统计意义(P<0.05)。见表1。
2.2脑含水量变化各组脑组织含水量与时间成正比关系。对照组与P188 治疗组12 h脑组织含水量有统计学意义(P<0.05)。见表2。
表1
各组脑组织颅内压变化(x±s,n=5)
分组
颅内压(mm Hg)
30 min2 h6 h12 h
对照组6.52±0.314.59±0.325.55±0.316.52±0.30
P188治疗组6.48±0.394.60±0.384.53±0.324.98±0.32
表2
各组脑组织含水量变化(x±s,n=5)
分组
含水量(%)
30 min2 h6 h12 h
对照组69.28±0.4172.43±0.4373.95±0.4279.41±0.45
P188治疗组68.98±0.3670.55±0.3572.80±0.3673.43±0.45
3讨论
研究发现,对照组在注入自体血液30 min内出现颅高压峰值,此阶段颅内压与注血速度、注血量成正比,此阶段所产生颅高压应该与注入血液多少有关。30 min~2 h期间颅内压缓慢下降,此阶段前期注入的血液在大鼠硬膜下腔缓慢扩散,对应的恰好是颅内压逐渐降低。此后硬膜下腔血液凝固释放出各种凝血酶、各种炎症因子及血肿压迫一段时间后造成脑组织细胞缺氧,水肿及血液本身对血管的刺激因素[2,3],引起血管痉挛,更加重脑组织缺血、缺氧,进一步加重脑水肿形成,使颅内压在注血2 h后又出现升高的趋势,本实验数据证实了这个过程。从实验数据提示:P188治疗组颅内压在注血6 h~12 h期间无明显升高,且较对照组同一时间段明显降低。从脑组织含水量实验数据显示,对照组脑组织含水量基本变化不大,模型组提示脑组织含水量随实验时间而递增; P188 治疗组脑组织的含水量在12 h时也较对照组明显降低。结合颅内压、含水量数据分析得知:P188治疗后颅内压及脑含水量都有降低的趋势。
脑水肿的发生机制十分复杂,相关因素很多。如:血脑屏障破坏、微循环障碍、脑内自由基增加、血栓素A2(TXA2)及前列环素(PGI2)的变化、神经递质与神经肽类的变化、神经细胞钙超载等,均影响脑水肿的发生发展。本研究的模型在注入自体血后大致分为几个阶段[4],最初血肿只是压迫作用和占位效应,而后内凝血级联反应激活和凝血酶释放,红细胞破碎和血红蛋白诱发的神经毒性作用。在此过程中,血液凝固后释放的凝血酶及红细胞破碎后释放血红蛋白对继发性炎症反应发挥关键作用[5]。血液凝固释放出的凝血酶通过受体途径激活反应细胞,使之产生并释放大量的IL1α、IL1β、TNFα、TGFβ、NO、谷氨酸盐、氧自由基等细胞因子,及毒性物质破坏血脑屏障,释放出的血红蛋白通过其降解产物又进一步参与了迟发性脑水肿形成[6]。使用P188 治疗过程是:注射自体血的模型产生占位效应引起颅内压升高,而后凝血级联反应激活和凝血酶释放,继发性炎症反应及免疫补体反应,产生大量细胞因子,引起细胞水肿含水量增多并破坏了血脑屏障完整性,血脑屏障通透性的增大使P188得以渗透,作用于区域内的神经细胞,减少脑水肿形成[79],从而出现了P188治疗后颅内压及脑含水量都有降低的趋势。
综上所述,泊洛沙姆188治疗急性硬膜下血肿大鼠模型的研究显示,泊洛沙姆188 能减轻压迫区域颅内压及脑组织含水量,提示颅脑损伤后P188可以透过血脑屏障。
参考文献
[1]Miller JD,Bullock R,Graham DI,et al.Isehemic brain damage in a model of acure subdural hematoma.Neurosurgery,1990,27(3):433439.
[2]Kevin R,Lee KR,Kawai N,et al.Mechanisms of edema formation after intracerebral hemorrhage:effects of thrombin on cerebral blood flow,blood brain barrier permeability and cell survival in rat model.Neurosurgery,1990,27(3):433439.
[3]Xi G,Keep RF,Hoff JT.Erythrocytes and delayed brain edema following intracerebral hemorrhage in rats.J Neurosurg,1998,89:991996.
[4]Xi G,Keep RF,Hoff JT.Pathophysiology of brain edema formation.Neurosurg Clin N Am,2002,13(3):371383.
[5]Wu J,Hua Y,Keep R,et al.Oxidative brain injury from extravasated erythrocytes after intracerebral hemorrhage.Brain Res,2002,953(1~2):4552.
[6]Huang FP,Xi G,Keep RF,et al.Brain edama after experimental intracerebral Hemorrhage:role of hemoglobin degradation products.J Neurosurg,2002,96(2):287293.
[7]Moghimi SM,Hawley AE,Christy NM,et al.Surface engineered nanospheres with enhanced drainage into lymphatics and uptake by macrophages of the regional lymph nodes.FEBS Lett,1994,25(1):344346.
[8]Miura H,Onishi H,Sasatsu M,et al.Antitumor characteristics of methoxypolyethylene glycolpoly(DLlactic acid)nanoparticles containing camptothecin.Control Release,2004,15(3)97101.
[9]Kilinc D,Gallo G,Barbee K.Poloxamer 188 reduces axonal beading following mechanical trauma to cultured neurons.Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc,2007,14(1):539541.
【关键词】
泊洛沙姆188;颅内压;脑组织含水量;神经细胞保护
The study of Poloxamer 188’s protection effect on nerve cell
LIN En,LAI RunLong,WU Gang.Dept.of Neurosurgery,Affiliated First Hospital of Shantou University Medical College ShanTou 515041,China
【Abstract】ObjectiveTo prove that P188 can protect brain tissue of brain injured rats.MethodsTo establish the acute subduaral hematoma rat as the model.All rats were randomly assigned into 2 groups:Control class and P188 treat class.Monitor ICP(intracranial pressure) and Determine liquid water content at 30 min,2 h,6 h,12 h.Finally,make the contrast of statistics differences among all the groups through the method of statistics,and provide analysis and discussion on the results.ResultsThere is statistics meaning for the comparisons of 30 min,2 h and 6 h inside the Control class(P<0.05),and it is statistically meaningless to compare with 12 h.12 h of p188 class is statistically meaningful when comparing with 12 h of model class(P<0.05).It shows that the water content of every classe brain tissue change with the time changing and it is direct ratio.Liquid content of control class at 12 h is statistically meaningful when compare with P188 class(P<0.05).ConclusionAt the early period of craniocerebral injury,ICP and liquid content of brain is direct ratio.IV P188 can reduce liquid content,bring down ICP in the acute subduaral hematoma rat as the model.This result points out P188 can across blood brain barrier.
【Key words】
Poloxamer188; ICP(intracranial pressure);Liquid content of brain tissue; Nerve cell protection action
重型颅脑损伤发病率100~150/10万,死亡率高达30%~50%,其中颅内血肿、继发脑水肿等因素造成的颅内压增高是主要的原因。虽然标准外伤去大骨瓣减压术、脱水药、亚低温等治疗方法为减少脑水肿,预防继发性脑损伤发挥重要的作用,但在临床及实验中也发现部分恶化型颅内压增高在大骨瓣减压后仍然继发顽固性的脑水肿。如何提高重型颅脑损伤的疗效是临床急需解决的难题,而寻找更好的神经细胞保护方法则是防治继发性脑损害的关键。泊洛沙姆188(P188)是极少可以静脉注射使用的表面活性剂之一,目前认为该类药物对细胞的保护作用有:阻止部分有害分子蛋白与细胞膜受体结合;阻止脂质化过氧反应;对氧自由基有清除作用。本研究应用大鼠急性硬膜下血肿模型,分组测定颅内压与脑组织的含水量,着重探讨颅脑损伤后早期颅内压、脑含水量二者的相关性,旨在证明泊洛沙姆188对脑损伤大鼠脑组织产生保护作用。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1实验动物健康清洁级成年SD(SpragueDawley)大鼠48只,雌雄不拘,体重250~300 g。
1.1.2主要仪器医用高速电钻,分析天平,BL402信号分析系统,恒温干烤箱。
1.2方法
1.2.1急性硬膜下血肿大鼠动物模型建立[1]取出大鼠,称重并记录。麻醉后,刺痛反应消失,立即解剖右股静脉备用。将大鼠俯卧固定在动物架上,头部剃毛后沿正中线切开头皮,剥离骨膜,右顶骨正中钻孔,直径2.5 mm,立刻抽取右股静脉血0.4 ml,将预先做好的“T”型针头刺破硬膜,置入硬膜下腔,将血缓慢注入硬膜下腔后,使用快速凝固胶水及牙科用粘固粉(可用医用骨蜡代替)封闭钻孔及固定针头。注射时间为8 min,速度 0.05 ml/min,注射过程密切观察大鼠呼吸节律、心率变化情况。注射结束后,“T”型针头立刻转接测颅内压装置,持续监测颅内压变化情况。
1.2.2颅内压监测颅内压监测根据George Paxinos和Charles Watson的大鼠脑解剖图谱,在行大鼠急性硬膜下血肿模型制作前,将穿刺针与压力传感器连接,针内注满生理盐水并与微压注射器连接;以Bregma点后1.0 mm,左1.4 mm为中心钻孔,直径2.0 mm作为穿刺测压孔,穿刺深度3.0 mm。压力传感器连接多道生理监测仪,并动态观察与记录。实验30 min,2 h,6 h,12 h各时间段取颅内压均值,进行组间统计学比较。
1.2.3测定脑含水量建立大鼠急性硬膜下血肿模型,各组大鼠在实验30 min,2 h,6 h,12 h 各时间段分别过量麻醉处死,快速断头取脑,用干湿重法测定脑含水量,进行组间统计学比较。
1.2.4统计学方法结果以均数±标准差(x±s)表示,用SPSS10.0 及Excel 软件进行统计处理。采用方差t检验进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1颅内压监测结果对照组30 min 与该组 2 h、6 h 时间段比有统计学意义(P<0.05),与12 h 比较无统计学意义;P188治疗组12 h 时较同一时间段模型组有统计意义(P<0.05)。见表1。
2.2脑含水量变化各组脑组织含水量与时间成正比关系。对照组与P188 治疗组12 h脑组织含水量有统计学意义(P<0.05)。见表2。
表1
各组脑组织颅内压变化(x±s,n=5)
分组
颅内压(mm Hg)
30 min2 h6 h12 h
对照组6.52±0.314.59±0.325.55±0.316.52±0.30
P188治疗组6.48±0.394.60±0.384.53±0.324.98±0.32
表2
各组脑组织含水量变化(x±s,n=5)
分组
含水量(%)
30 min2 h6 h12 h
对照组69.28±0.4172.43±0.4373.95±0.4279.41±0.45
P188治疗组68.98±0.3670.55±0.3572.80±0.3673.43±0.45
3讨论
研究发现,对照组在注入自体血液30 min内出现颅高压峰值,此阶段颅内压与注血速度、注血量成正比,此阶段所产生颅高压应该与注入血液多少有关。30 min~2 h期间颅内压缓慢下降,此阶段前期注入的血液在大鼠硬膜下腔缓慢扩散,对应的恰好是颅内压逐渐降低。此后硬膜下腔血液凝固释放出各种凝血酶、各种炎症因子及血肿压迫一段时间后造成脑组织细胞缺氧,水肿及血液本身对血管的刺激因素[2,3],引起血管痉挛,更加重脑组织缺血、缺氧,进一步加重脑水肿形成,使颅内压在注血2 h后又出现升高的趋势,本实验数据证实了这个过程。从实验数据提示:P188治疗组颅内压在注血6 h~12 h期间无明显升高,且较对照组同一时间段明显降低。从脑组织含水量实验数据显示,对照组脑组织含水量基本变化不大,模型组提示脑组织含水量随实验时间而递增; P188 治疗组脑组织的含水量在12 h时也较对照组明显降低。结合颅内压、含水量数据分析得知:P188治疗后颅内压及脑含水量都有降低的趋势。
脑水肿的发生机制十分复杂,相关因素很多。如:血脑屏障破坏、微循环障碍、脑内自由基增加、血栓素A2(TXA2)及前列环素(PGI2)的变化、神经递质与神经肽类的变化、神经细胞钙超载等,均影响脑水肿的发生发展。本研究的模型在注入自体血后大致分为几个阶段[4],最初血肿只是压迫作用和占位效应,而后内凝血级联反应激活和凝血酶释放,红细胞破碎和血红蛋白诱发的神经毒性作用。在此过程中,血液凝固后释放的凝血酶及红细胞破碎后释放血红蛋白对继发性炎症反应发挥关键作用[5]。血液凝固释放出的凝血酶通过受体途径激活反应细胞,使之产生并释放大量的IL1α、IL1β、TNFα、TGFβ、NO、谷氨酸盐、氧自由基等细胞因子,及毒性物质破坏血脑屏障,释放出的血红蛋白通过其降解产物又进一步参与了迟发性脑水肿形成[6]。使用P188 治疗过程是:注射自体血的模型产生占位效应引起颅内压升高,而后凝血级联反应激活和凝血酶释放,继发性炎症反应及免疫补体反应,产生大量细胞因子,引起细胞水肿含水量增多并破坏了血脑屏障完整性,血脑屏障通透性的增大使P188得以渗透,作用于区域内的神经细胞,减少脑水肿形成[79],从而出现了P188治疗后颅内压及脑含水量都有降低的趋势。
综上所述,泊洛沙姆188治疗急性硬膜下血肿大鼠模型的研究显示,泊洛沙姆188 能减轻压迫区域颅内压及脑组织含水量,提示颅脑损伤后P188可以透过血脑屏障。
参考文献
[1]Miller JD,Bullock R,Graham DI,et al.Isehemic brain damage in a model of acure subdural hematoma.Neurosurgery,1990,27(3):433439.
[2]Kevin R,Lee KR,Kawai N,et al.Mechanisms of edema formation after intracerebral hemorrhage:effects of thrombin on cerebral blood flow,blood brain barrier permeability and cell survival in rat model.Neurosurgery,1990,27(3):433439.
[3]Xi G,Keep RF,Hoff JT.Erythrocytes and delayed brain edema following intracerebral hemorrhage in rats.J Neurosurg,1998,89:991996.
[4]Xi G,Keep RF,Hoff JT.Pathophysiology of brain edema formation.Neurosurg Clin N Am,2002,13(3):371383.
[5]Wu J,Hua Y,Keep R,et al.Oxidative brain injury from extravasated erythrocytes after intracerebral hemorrhage.Brain Res,2002,953(1~2):4552.
[6]Huang FP,Xi G,Keep RF,et al.Brain edama after experimental intracerebral Hemorrhage:role of hemoglobin degradation products.J Neurosurg,2002,96(2):287293.
[7]Moghimi SM,Hawley AE,Christy NM,et al.Surface engineered nanospheres with enhanced drainage into lymphatics and uptake by macrophages of the regional lymph nodes.FEBS Lett,1994,25(1):344346.
[8]Miura H,Onishi H,Sasatsu M,et al.Antitumor characteristics of methoxypolyethylene glycolpoly(DLlactic acid)nanoparticles containing camptothecin.Control Release,2004,15(3)97101.
[9]Kilinc D,Gallo G,Barbee K.Poloxamer 188 reduces axonal beading following mechanical trauma to cultured neurons.Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc,2007,14(1):539541.