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首页合作平台在线期刊中华实用医药杂志2005年第5卷第7期论著

凝血酶致大鼠脑出血后脑水肿的研究

来源:中华实用医药杂志
摘要:【摘要】目的探讨凝血酶与大鼠脑出血后脑水肿的关系。方法以SD大鼠为研究对象,随机将大鼠分为生理盐水组、脑出血组、凝血酶组。以自体血、凝血酶注入大鼠尾状核,建立脑出血模型,采用干湿重法观察脑水肿情况。每组每时相(4h,12h,24h,48h,72h,7d)各6只大鼠。...

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    【摘要】 目的  探讨凝血酶与大鼠脑出血后脑水肿的关系。 方法  以SD大鼠为研究对象,随机将大鼠分为生理盐水组、脑出血组、凝血酶组。以自体血、凝血酶注入大鼠尾状核,建立脑出血模型,采用干湿重法观察脑水肿情况。每组每时相(4h,12h,24h,48h,72h,7d)各6只大鼠。 结果  脑出血和凝血酶组脑含水量与生理盐水组在4h,12h,24h,48h,72h比P<0.05,而7天这个时相点各组间无明显差异(P>0.05)。脑出血与凝血酶组脑含水量各时相间无明显差异(P>0.05)。 结论  大鼠脑出血后可早期(4h)引起明显脑水肿,其高峰时间为24~48h,3天后脑水肿开始消退,7天后逐渐趋于正常,其中凝血酶在脑水肿中起关键作用。

    【关键词】  脑出血 凝血酶 脑水肿 大鼠
      
    The mechanism of thrombin in brain edema after intracerebral hemorrhage

    Zheng Juan,Cui Guiyun,Shi Hongjuan,et al.

    Department of Neurology,Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College,Xuzhou,Jiangsu221002.
   
    【Abstract】 Objective To investigate the effect of thrombin on brain edema.Methods Rats were divided randomly into saline group,intracerebral hemorrhage group,trombin group.We had respectively injected autologous blood50μl and thrombin5U into the right caudate nucleuses in rats to make two different kinds of animal model.Brain edema was observed using a”dry-wet weighing technique”.Each group and each time(4h,12h,24h,48h,72h,7d)involoved6rats respectively.Results The edema of the brain of the group of intracerebral hemorrhage and thrombin when compared with saline group at4h,12h,24h,48h,72h:P<0.05,on the other hand,there are no dif-ferences among the three groups at7day.The group of intracerebral hemorrhage compare with the group of thrombin P>0.05.Conclusion Intracerebral hemorrhage may result in marked cerebral edema in an early stage(4h)and its peak time occurs at24-48h.The edema would gradually decrease after3day and the brain tissue would return to normal state after7day.Thrombin might play important role in brain edema formation after ICH.

    【Key words】 intracerebral hemorrhage thrombin brain edema rat

    脑出血在脑血管疾病中有较高病死率和致残率,目前尚缺乏有效的内科治疗手段。脑出血手术治疗的利弊也存在着争论。因此,脑出血后脑损伤机制的研究对脑出血的治疗有着非常重要的意义。近年来,有关脑出血后脑水肿产生机制的研究表明:脑出血后凝血时释放的凝血酶可能是脑出血后脑水肿的重要物质基础之一 [1] 。因此,本实验将自体动脉血、凝血酶导入大鼠尾状核,建立脑水肿模型,观察凝血酶与脑出血后脑水肿的关系。

     1材料和方法

    1.1 实验动物和分组 采用健康雄性SD大鼠,体重250~300g,由徐州医学院动物实验中心提供。将108只大鼠随机分为3组。1组:生理盐水组;2组:脑出血组;3组:凝血酶(5U)组。然后观察每个组不同时相点(4h,12h,24h,48h,3d,7d)脑含水量变化,每组每时相点大鼠各6只(n=6)。

    1.2 试剂 鼠凝血酶(由Sigma公司提供)。

    1.3 仪器 动物立体定向仪(江湾Ⅱ型);电子天平(上海天平仪器厂);微量加样器(规格:100μl宁波市镇海玻璃仪器厂)。

    1.4 动物模型制备 参照Yang等 [2] 报道的方法,用10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠(0.35μl/100g体重),按包新民等 [3] 报道方法将其固定在立体定位仪上,头顶正中切口,暴露前囟,参照大鼠立体定位图谱,于坐标前囟前0.2mm,中线向右旁开3mm处钻一直径为1mm的小孔,用固定于立体定位仪上的微量加样器沿进针孔进针,进针深度6.3mm(即尾状核位置),在20min内将50μl自体动脉血,50μl生理盐水和凝血酶(用生理盐水稀释到50μl)以2μl/min的速度注入大鼠右侧尾状核,留针10min后缓慢退出,颅骨小孔用骨蜡封口,所有操作均在无菌下进行,缝后切口,术毕将大鼠放回笼中自由活动进食。

    1.5 脑含水量测定(干湿重法)将动物处死后迅速提取脑做冠状全脑切片(定位切开发现注射部位在右侧尾状核),取含注射部位脑组织做脑含水量测定。脑含水量测定采用干湿重法,称取湿重后,在100℃烘箱内烘干24h至恒重,称取干重,脑含水量(%)=(湿重-干重)/湿重×100%。

    1.6 统计学处理 所有数据以均数±标准差(ˉx±s)表示,各组间差异采用t检验,P<0.05为有统计学意义。

2 结果

各组各时相点脑含水量测定结果见表1。

    表1 各组各时相点脑含水量测定结果 (略)注:脑出血和凝血酶组与生理盐水组同时限比较: * P<0.05;凝血酶与脑出血组同时限比较: △ P>0.05

    3 讨论

    近年研究表明,在脑出血后脑水肿形成的机制研究中,凝血酶、血肿的占位效应、缺血、血肿某些成分的毒性作用、损伤的脑组织产生的各种血管、脑细胞损伤因子等共同参与了脑出血后脑水肿的形成过程,而凝血酶是启动脑水肿形成的“扳机点”。凝血酶是一种血清丝氨酸蛋白酶,由无活性的凝血酶原产生,催化纤维蛋白原转变为纤维蛋白,并影响级联反应中几个不同的凝血步骤 [4] 。自发性脑出血后,凝血酶主要由以组织因子为始动因子的外源性凝血途径产生,一般全血可产生260~360U/ml血浆的凝血酶,而1ml血液仅需1U凝血酶就能在15秒内凝固。研究证明,凝血酶符合神经毒性介质化合物标准:(1)注入大鼠尾状核后产生水肿形成;(2)血液中凝血酶原转变成凝血酶的程度与血肿周围脑水肿量相关联;(3)抑制凝血酶的形成或活化,能明显减轻脑损伤的程度 [1] 。凝血酶有3个相互独立的结合位点 [5] ,即催化位点、阴离子结合位点及肝素结合位点,通过这些位点与其他分子或其受体相互作用。凝血酶受体 [6,7] 是一种蛋白酶活化受体(PAR),含有7个疏水的螺旋状跨膜区域,形成3个胞外环状结构,还有1个胞内C端和胞外N端。凝血酶与受体相互作用并激活受体,产生跨膜信号转导,引起细胞内Ca 2+ 的移动和蛋白磷酸化产生一系列效应 [8] 。小剂量凝血酶未引起脑水肿。Xi GH [9] 的研究表明低浓度凝血酶有保护神经元和星形细胞免于发生低血糖或缺血性死亡的作用,这与神经元胶质细胞上的凝血酶受体活化轴突、树突有关,小剂量还能促进胶质细胞中神经生长因子的合成分泌,调节轴突生长和逆转星形细胞向上皮样星形细胞的转变过程。小剂量凝血酶预处理可明显缩小缺血范围,减轻脑水肿 [10] 大剂量凝血酶对脑细胞则有损伤作用,其具双重作用的原因与浓度和作用时间有关。早期脑水肿(出血24h内)是由于凝血酶对脑细胞的毒性作用,此时血脑屏障(BBB)尚保持完整,这种作用通过凝血酶受体传递,引起神经元轴突、树突和胶质细胞突起的回缩,造成细胞损伤 [11] 。在脑出血模型中紧邻血肿的脑代谢增高,局部血流下降,从而使细胞的能量代谢发生障碍,细胞内外Na + /K + 分布异常,形成细胞毒性水肿。后期脑水肿(24h以后)则由于凝血酶造成的血脑屏障破坏 [2] 。凝血酶可能通过激活其受体使毛细 血管内皮细胞发生收缩,细胞间隙增大,紧密连接开放。抑制凝血酶及其受体的作用可降低BBB的通透性,减轻凝血酶诱发的水肿。本实验研究显示:凝血酶(5U)产生明显脑水肿,注射4h后局部即可形成明显脑水肿,其高峰期在24~48h,3天后开始消退,7天后趋于正常。这一变化过程与注射自体动脉血形成血肿模型后脑水肿变化相似,提示凝血酶是脑出血后脑水肿形成的关键因素。

    参考文献

    1 Lee KR,Colon GP,Betz AL,et al.Edeme from intracerebral hemor-rhage:the role of thrombin.J Neurosurg,1996,84:91-96.

    2 Yang GY,Bets AL,Chenevert TL,et al.Experimental intracerebral hemorrhage:relationship between brain edema,bllod flow,and blood-brain barrier permeability in rats.J Neurosurg,1994,81(1):93-102.

    3 包新民,舒斯云.立体定位图谱,北京:人民卫生出版社,1991, 29.

    4 Guo Xi,Georg Reiser,Richard F Keep,et al.The role of thrombin re-ceptors in ischemic,hemorrhagic and traumatic brain injury:deleterious or protective?Neurochemistry,2003,84:3-9.

    5 TulinskyA.Molecularinteractionofthrombin.SeminThromb Hemostat,1996,22(2):117-124.

    6 Melissa B,Gingrich F,Traynelis E,et al.Serine proteases and brain damage-is there a link?Trends neurosci,2000,23(9):399-470.7 Yajun Jiang,Jiming Wu,Ya Hua,et al.Trombin-receptor activation and thrombin-induced brain edema.J Cereb Blood Flow and Metab,2002,22:404-410.

    8 Kaufmann R,Patts,Zieger M,et al.The two receptor system PAR-1/PAR-4mediates alpha-thrombin-induced Ca2+(i)mobilization in human astrocytoma cells.J Cancer Res Clin Oncol,2000,126(2):91 -94.

    9 Guohua Xi,Richard F,Ya Hua,et al.Attenuation of thrombin-induced brain edema by cerebral thrombin preconditionin.Stroke,1999,30:1247-1255.

    10 Masada T,Xi G,HuaY,et al.The effects of thrombin precondition-ing on focal cerebral ischemia in rats.Brain Res,2000,867(1-2): 173-179.

    11 Vaughan PJ,Cunning ham DD.Regulation of protease nexin-1syn-thesis and secretion in cultured brain cells by injury related factors.J Biol Chem,1993,268(5):3720-3727.

    (编辑一 坤)

    作者单位:221002江苏徐州徐州医学院神经病学专业( Δ 在读研究生)
    徐州医学院附属医院 

作者: 郑 娟崔桂云时宏娟刘永海葛 巍沈 霞花 放 2005-8-4
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