王立夫 刘金宝 段睿竹 尹航 赵钊 李建华 赵晶 傅露

亚低温对脑出血患者血清中谷氨酸水平影响的临床研究

王立夫1刘金宝1段睿竹1尹航1赵钊1李建华2赵晶1傅露1

目的探讨亚低温对脑出血患者血清中谷氨酸水平的影响及治疗疗效。方法选取自2011年至2012年黑龙江省南岗医院神经外科收治的116例经头颅CT证实脑出血患者。将其按随机数字表法分成A、B两组 ，A组为亚低温治疗组，B组为常规治疗组，每组58例患者。A组给予亚低温 冬眠疗法，使用国产HGT-200型亚低温治 疗仪，在水箱中注入2 500m l蒸馏水及95%乙醇500m l。B组给予常规脱水、营养 神经治疗。用高效液相色 谱法分 析两组 患者入院24 h和6 d血清中谷氨酸的含量，比较其临床疗效及并发症。 血清谷氨酸含量组间比较用t检验，总有效率和并发症发生率组间比较用χ2检验，以 P＜0.05 为差异有统计学意义。结果A 组血清中谷氨酸含量在 24 h 和 6 d 分别低于 B 组，分别为 24 h 时(84.6±2.3)μmol/L 和(104.6±3.2)μmol/L、6 d 时(114.4±3.6) μmol/L 和(190.3±4.7)μmol/L，差异具有 统计学意义(t=31.269、67.413，P 均＜0.05)。A 组总有效 率84.48%(49/58)，死亡率 8.62%(5/58)；B 组总有效率 48.27%(28/58)，死亡率 36.21%(21/58)，两组相比较，差异有统计学意义(χ2=17.032、12.691，P＜0.01)。A 组 27 例，B 组 28 例发生并发症，总并发症各组比较差异无统计学意义(χ2=1.254，P＞0.05)。结论亚低温可以降低脑出血患者血清谷氨酸的含量，减轻脑损伤。对脑出血患者采取亚低温治疗，能提高治疗有效率。

脑出血； 低温，人工； 谷氨酸； 色谱法，高压液相； 疗效比较研究

兴 奋 性 氨 基 酸(excitatory am ino acids，EAA)过度释放对脑具有损害及毒性作用，并与预后明显相关，不少学者对EAA产生的相关机制进行了研究。但是目前的研究主要集中于急性脑梗死、癫痫和脑损 伤 等 ，对 于 脑 出 血 方 面 的 EAA 研 究 还 很 罕 见[1]。兴奋性氨基酸中，对神经系统产生毒性作用最主要的 是谷氨酸(glutam ic acid，Glu)。 如 何 降低 Glu 水平成为目前国际研究关注的重点，其中亚低温是一种具有巨大潜力的疗法，国际上已经开展了很多相关研 究[2]。 亚 低 温 技 术 在 脑 缺 血 研 究 中 使 用 较 为 常见，Baker等[3]于 1995 年通过对永久性大脑中动脉阻塞患者的微量透析分析，发现了亚低温技术可以显著抑制 Glu 水平的升高。随后，Winfree 等[4]在永久性局部脑缺血的动物(大鼠)模型上验证了亚低温技术确实可以降低Glu的水平，但是针对病灶区有效果，对于半暗带没有显著影响。A lkan 等[5]利用亚低温技术结合 N-甲基 D-门冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor，NMDAR)拮 抗剂(MK81)，也 证 实了单独亚低温技术以及混合疗法对于Glu的抑制功效。一些专家对这些现象的相关机理进行了深入探索，发现亚低温技术增强了细胞外钾离子初始浓度，并且阻止了钙离子的积累[6]。针对脑出血方面的亚低温研究相对较少，而其中相关的研究也缺乏对 Glu 水平影响的探索[7]。

本文开展临床试验，采用亚低温对脑出血患者进行试验性治疗，以观察对血清Glu的影响，并探讨其机制，为脑出血治疗提供实验依据。

资料与方法

一、一般资料

选取自2011至2012年黑龙江省南岗医院神经外科收治的116例经头颅CT证实脑出血患者。男性患者62例，女性患者54例。年龄35～82岁，平均(65.5±3.2)岁。所有患者均给予常规脱水、营养神经治疗。按随机数字表法分成A、B 两组，每组58人，A组为亚低温组，B组为常温组。患者由于放弃治疗或死亡，无法完成实验的随机补充。两组之间出血量差异无统计学意义，两组患者均无手术指征。

二、方法

本研究获得知情同意及医院伦理委员会批准。

1.亚低温组：在患者入科后立即给予哌替啶100mg、氯丙嗪50mg、异丙嗪50mg加生理盐水稀释 至 50m l，用 微量泵以 10m l/h 速度 从 静脉泵入，一般用药 30m in 后体温开始下降，待患者逐渐进入冬眠状态，对外界的刺激反应明显减弱、瞳孔缩小、对光反射迟钝、呼吸频率变慢、深反射减弱或消失后，对患者进行物理降温。待体温35℃时，输入速度减慢 4～6m l/h 左右维持，并 随 时 根 据 患 者 心 率 、血 压 、有无寒战等进行调整，以维持患者处于昏迷状态，四肢肌张力无增高，无寒战，生命体征平稳的最小剂量。

使用国产HGT-200型亚低温治疗仪，在水箱中注 入 2 500m l蒸 馏水 及95%乙 醇500m l。 将 降温 毯平铺于患者的躯干下，在降温毯上铺与毯面积大小相等的棉布床单和一中单，患者头部置于冰帽中，头部与冰帽接触部位以毛巾包裹，以防冻伤发生。然后将人体温度传感器外裹一层薄塑料纸套插入肛 门 内 6～10 cm，用 胶 布 固 定 于 会 阴 部 及 大 腿 内侧 。 水 温 调 节 至 降 温 档 4～10℃ ，每 小 时 降 0.5～1.0℃ ，4～6 h 后 将 患 者 肛 温 控 制 在 32～35℃ 。 根 据Glu含量，一般给予亚低温处理7～10 d。

2.常温组：除低温外，给予常规脑出血治疗。

3.观 测 指 标 ：患 者 于 入 院 后24 h及6 d后 采 空腹 静 脉 血 2m l，肝 素 抗 凝 ，以 2 500 r/min(离 心 半 径为 10 cm)离心 10～15m in，分离血清。吸取 100 μl血清 加 300 μl无 水 乙 醇 混 合 ，以 4 000 r/min(离心 半 径为 10 cm)离 心 10m in，沉 淀 蛋 白 ，取 上 清 液 20 μl加邻苯二甲醛氨基酸衍生物制剂 80 μl，混合 1m in；进样 10 μl，用法国吉尔森高效液相色谱仪，反相 C18分析柱分离，荧光检测血清中Glu水平，激发波长为305～395 nm，发射波长为430～470 nm。

4.疗效判定与并发症：3个月后按格拉斯哥预后 评 分(Glasgow outcome scale，GOS)判 定 疗 效 5 分恢复良好，4分中度残疾，3分重度残疾，2分植物生存，1分死亡。大于等于3分为有效。各组治疗中纳入统计的并发症为肺部感染、应激性溃疡、肝肾功损害、凝血异常。

三、统计学分析

采用 SPSS11.0软件包对数据进行分析，患者谷氨酸含量以均数±标准差(x±s)表示，组间比较用 t检验，有效率及并发症情况组间比较用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

两组 患 者24 h和6 d血清Glu含 量 比较：其 趋势是常温组Glu均升高，分析比较显示A组两个时间Glu 含量明显低于 B组，差异有统计学意义(表 1)。

表 1 两组脑出血患者谷氨酸含量变化(µmol/L，x±s)Tab.1 The contentchangesof glutam ic acid level between 2 groupsof cerebralhemorrhage patients(Mean±SD)

A组49例有效，B组28例有效，总有效率A组(84.48%)与 B 组(48.27%)比较差异均有统计学意义(χ2=17.032，P＜0.01)，A 组死亡 率 8.62%，B 组 死 亡率 36.2%，两组比较差异有统计学意义(P＜0.05，表2)。A 组27 例，B组 28 例发生并发症，总并发症各组比较差异无统计学意义(χ2=1.254，P＞0.05)(表 3)。

讨论

在中枢神经系统中Glu是含量最多的氨基酸，与其他兴奋性氨基酸一样，Glu储存于神经元突触前囊泡中，在神经元突触前膜去极化时释放到突触间隙，是重要的兴奋性神经介质[8]。正常情况下，脑细 胞 内血 清 Glu 的浓 度 约为 10 µmol/L，细胞外 为0.6 µmol/L，由于有血脑屏障存在，血液中的血清Glu 不能通过血脑屏障而引起脑组织的损伤[9]。脑损伤时，EAA在细胞外液大量蓄积可直接导致神经元的死亡，其机制：一是作用于非NMDAR，引起Na+，C1－，H2O 的内流，造成神经元急性水肿为特征的急性损伤过程；二是激活 NMDAR，使 Ca2+大量内流，造成迟发性神经元变性坏死的病理过程[10]。血清中血清Glu的含量取决于脑组织细胞外液血清Glu 含量和血脑屏障破坏的程度[11]。

在脑出血性疾病等病理情况下，Glu大量释放，而其摄回系统又被广泛抑制，致使细胞外EAA浓度显著升高，持续作用于Glu受体，最终导致神经元损伤、死亡。脑细胞外不存在 Glu 代谢酶，Glu 的回收由位于突触前神经元和其周围星形胶质细胞膜上完 成 ，所 以 降 低 Glu 的 含 量 就 显 得尤 为 重 要[12]。 国外 亦 有 相 关 的 报 道 ，Zhao 等[13]通 过 实 验 发 现 在32℃、37℃及39℃3 种温度条件下，Glu 的合成、释放速度在32℃时相对最低，然而也并非温度越低，对缺血脑组织的保护越有利，Mori等[14]研究了在 3 种温度(37℃、33℃、29℃)条件下脑缺血损伤时脑皮质梗死体积及细胞外 Glu 含量的变化，发现 33℃时梗死体积最小，细胞外Glu的含量也最低，可见亚低温是抑制EAA合成及释放的最佳温度。此外，脑温的变化对Glu的重摄取过程中亦有明显影响，但对其从突触囊泡中释放的过程并无显著影响[15]。本试验结果显示，脑出血患者常温组血清Glu明显增高，亚低 温 组 则 明 显 降 低 ，与 相 关 文 献 结 果 一 致[13-14]。 表明亚低温抑制了血清 Glu 增高，在减轻和延缓缺血神经细胞损伤、保护脑组织方面起重要作用。血清Glu 浓度越高，NMDAR 过度兴奋，神经细胞内游离Ca2+就越多，这是 Glu“兴奋毒性”病理过程导致神经细胞死亡的重要因素[16]。

表2 两组脑出血患者治疗3个月后临床疗效比较Tab.2 The comparison of clinical effectbetween 2 groupsof cerebralhemorrhage patients

表3 两组脑出血患者治疗3个月后主要并发症比较Tab.3 The comparison of complicationsbetween 2 groupsof cerebralhemorrhage patients

李燕珍等[17]报道，血清 Glu 含量在出 血性卒中患者血清中的变化趋势是迅速升高后即迅速下降，可在恢复早期降至正常范围。本试验测量了脑出血 患 者 24 h 和 第 6 天 血 清 中 血 清 Glu 的 浓 度 ，说 明脑出血患者血清中Glu持续增高，本试验发现A组血清G1u的含量比B组低，提示脑出血后机制可能与EAA的兴奋毒性导致神经细胞损伤，亚低温不仅能降低脑组织中G1u含量，也降低血清中G1u含量。

刘 心 刚[18]基 于 动 物 模 型 研 究 了 亚 低 温 对 于EAA的影响，表明局部亚低温可以显著抑制大鼠脑出血后早期血清中的 Glu含量。而对于后期(3 d 后)的血清中的Glu 含量，结果显示亚低温组与常温组差异无统计学意义，这与本试验结果是不一致的。

综上所述，亚低温对脑出血组织具有明显的保护作用。脑出血后何时开始亚低温治疗且维持多长时间应根据患者脑缺血损伤的程度及临床症状具体分析。研究表明亚低温开始治疗的时间越早，效果越佳，开始治疗时间较晚，则可通过延长亚低温治疗的持续时间来改善出血脑组织的损伤，提高患者生存质量。

[1]杨水泉,李玲,黄如训,等.脑出血患者血清兴奋性氨基酸水平 与 功 能 恢 复 的 关 系 [J]. 中 国 综 合 临 床,2005,21(2): 120-122.

[2]Nakashima K,Todd MM.Effects of hypothermia on the rate of excitatory am ino acid release after ischem ic depolarization[J]. Stroke,1996,27(5):913-918.

[3]Baker CJ,Fiore AJ,Frazzini VI,et al.Intraischem ic hypotherm ia decreases the release of glutamate in the cores of permanent focal cerebral infarcts[J].Neurosurgery,1995, 36(5):994-1001.

[4]Winfree CJ,Baker CJ,Connolly ES Jr,etal.M ild hypothermia reduces penumbral glutamate levels in the rat permanent focal cerebral ischem ia model[J].Neurosurgery,1996,38(6): 1216-1222.

[5]A lkan T,Kahveci N,Buyukuysal L,et al.Neuroprotective effects of MK 801 and hypothermia used alone and in combination in hypoxicischem ic brain injury in neonatal rats [J].Arch Physiol Biochem,2001,109(2):135-144.

[6]Yenari M,Kitagawa K,Lyden P,et al.Metabolic down regulation:a key to successful neuroprotection?[J].Stroke, 2008,39(10):2910-2917.

[7]Zhi D,Zhang S,Lin X.Study on therapeutic mechanism and clinical effect ofm ild hypotherm ia in patientsw ith severe head injury[J].Surg Neurol,2003,59(5):381-385.

[8]Fonnum F.Glutamate:a neurotransmitter in mammalian brain [J].JNeurochem,1984,42(1):1-11.

[9]于明琨,朱斌,张光霁,等.实验性颅脑损伤脑组织氨基酸含量变化及意义[J].中华神经外科杂志,1994,10(1):34-37.

[10]徐仁泗 .兴奋性氨基酸与脑缺血损伤研究概况[J].国外医学神经病学神经外科学分册,1998,25(2):62-64.

[11]盛宝英,乔香兰,王明礼.兴奋性氨基酸与脑梗死的临床研究[J].中国急救医学,2000,21(12):715-716.

[12]只达石,张赛,陈荷红,等.亚低温治疗急性重型颅脑损伤的临床疗效[J].中华神经外科杂志,2000,16(4):239.

[13]Zhao H,AsaiS,Kohno T,etal.Effects of brain temperature on CBF thresholds for extracellular glutamate release and reuptake in the striatum in a rat model of graded global ischem ia[J]. Neuroreport,1998,9(14):3183-3188.

[14]Mori K,Maeda M,M iyazaki M,et al.Effects of m ild(33 degrees C)andmoderate(29 degrees C)hypothermia on cerebral blood flow andmetabolism,lactate,and extracellular glutamate in experimental head injury[J].Neurol Res,1998,20(8): 719-726.

[15]Asai S,Zhao H,Takahashi Y,et al.M inimal effect of brain temperature changes on glutamate release in rat follow ing severe global brain ischem ia:a dialysis electrode study[J]. Neuroreport,1998,9(17):3863-3868.

[16]Globus MY,Ginsberg MD,Busto R.Excitotoxic index:a biochemicalmarker of selective vulnerability[J].Neurosci Lett, 1991,127(1):39-42.

[17]李燕珍,陈富嫦,赵斌,等.出血性脑血管病患者血浆兴奋性氨 基 酸 的 临 床 研 究[J]. 神 经 疾 病 与 精 神 卫 生,2003,3(3): 183-184.

[18]刘心刚.局部亚低温对实验性大鼠脑出血后兴奋性氨基酸及NMDAR1受体的影响[D].吉林大学硕士论文,2006.

M ild hypotherm ia affecting glutam ic acid level in patient′s blood serum after cerebral hemorrhage

Wang Lifu1,Liu Jinbao1,Duan Ruizhu1,Yin Hang1,Zhao Zhao1,Li Jianhua2, Zhao Jing1,Fu Lu1.1Department of Neurosurgery,Heilongjiang Provincial Hospital Nangang Branch,Harbin 150001,China;2Department ofNeurosurgery,The Forth Affiliated Hospital ofHarbin MedicalUniversity,Harbin 150001,China

Wang Lifu,Email:lifuwang@163.com

Objective To study the effect of mild hypothermia on glutamic acid level in patient’s blood serum after the cerebral hemorrhage. Methods We selected 116 cases of cerebral hemorrhage from 2011 to 2012 in the Department of Neurosurgery,Heilongjiang Provincal Hospital Nangang Branch,and confirmed by head CT.We divided the cases into group A(mild hypothermia treatment)and group B(conventional treatment),each group have 58 patients.M ild hypotherm ia treatmentw ith domestic HGT-200m ild hypotherm ia therapeutic instrumentwere applied to the patients in group A,the tank was injected into 2 500 m l distilled water and 500 m l 95%ethanol.Only conventional treatment(trophic nerve and routine dehydration)was applied to the patients in group B. The glutamic acid level in 24 h and 6 d after adm ission was analyzed in patient's blood serum by the high performance liquid chromatography to compare the situation of clinical outcomes and complications.Serum glutam ic acid levelamong groupswas tested by t test,the totaleffective rate and the incidence of complications among groupswas tested by χ2test. Results The level of glutamic acid in group A was lower than that in group B at both time point of 24 h(84.6±2.6μmol/L vs 114.4± 3.6μmol/L,t=31.269,P＜0.05)and 6 d(104.6 ±3.2μmol/L vs 190.3 ± 4.7μmol/L,t=37.413,P＜0.05).The total effective rate of group A was 84.48%(49/58),mortality of group A was 8.62%(5/58),the total effective rate of group B was 48.27%(28/58),mortality of group B was 36.21%(21/58),the difference on both total effective rate and mortality among groups are significant(χ2=17.032、12.691，P＜0.01).Complications,27 cases in group A and 28 cases in group B,and there was no statistical significance of difference among groups(χ2=1.254,P＞0.05). Conclusions M ild hypotherm ia treatmentmay be an effectivemethod to degrade the levelof glutam ic acid in patient's blood serum and alleviatebrain injuries.Themild hypothermia therapymay improveoutcomesof patients.

Cerebral hemorrhage; Hypotherm ia, induced; Glutam ic acid; Chromatography,high pressure liquid;Comparativeeffectiveness research

2014-12-01)

(本文编辑：杨艺)

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.01.006

哈尔滨市科学技术局项目(2010RFXQS030)；黑龙江省自然科学基金资助项目(D0231)

150001 哈尔滨，黑龙江省医院南岗院区脑外科1；150003 ，哈尔滨医科大学附属四院脑外科2

王立夫，Email:lifuwang@163.com

王立夫,刘金宝,段睿竹,等 .亚低温对脑出血患者血清中谷氨酸水平影响的临床研究[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2015,1(1):20-23.