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血管钠肽对小鼠脑出血后脑水肿的影响*

2018-01-18张晓萌张明阳朱肖星单海燕

陕西医学杂志 2018年1期
关键词:钠尿肽基底节脑水肿

常 盼, 张晓萌, 张明阳, 张 静, 朱肖星, 张 磊,单海燕

1.西安医学院第二附属医院中心实验室(西安710038),2. 第四军医大学西京医院心内科(西安710032),3.苏州大学医学部(苏州215123),4.苏州市立医院北区(苏州215164)

脑出血(Cerebral hemorrhage, CH)是一种严重危害公共健康的疾病,具有较高的病死率和致残率[1],脑水肿是脑出血后损伤的最主要的病理生理改变之一,研究发现血肿大小和血肿扩张,是造成脑出血后病情发展和预后的关键因素[2],此外,由于脑出血的发生与年龄密切有关,随着人口老龄化的到来,预计脑出血的发病率将持续快速上升,然而近年来关于治疗脑出血仍未取得重要进展,脑水肿是高血压脑出血后继发的最主要病理生理改变,也是造成继发性颅脑损伤的主要原因之一,常影响病情的发展和转归,甚至危及患者的生命[3]。国内外众多学者对脑水肿的深入,研究发现脑水肿的降低对脑出血的治疗和术后恢复具有重要意义。血管钠肽 ( Vasonatrin peptide,VNP)是由人工合成的一种多肽,具有心房钠尿肽(Atrial natriuretic peptide,ANP)和C型钠尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)的生理功能。研究发现:VNP在神经损伤或心肌损伤中发挥重要保护作用,但对脑出血的作用,至今仍然不清楚,本实验通过观察VNP对脑水肿的影响,脑水肿检测采用五分法,旨在探究VNP对脑出血的作用机制,为进一步研究脑出血的防治提供理论基础。

材料与方法

1 动物与试剂 50只健康雄性ICR小鼠8周龄,体重25~30 g,购于第四军医大学实验动物中心,将动物随机分为假手术组16只、出血模型+生理盐水处理组16只、出血模型+VNP处理组16只, VNP 由江南大学合成,将其溶于生理盐水中,配成浓度为10ug/ul的溶液。造模结束后,VNP溶液(25 μg/kg)或生理盐水通过静脉注射4 h, 分别在处理后24 h 和72 h后取材。胶原酶IV(CollagenaseIV)购于美国Sigma-Aldrich公司,小鼠脑立体定位仪购于北京众实科技有限公司。

2 研究方法

2.1 小鼠脑出血模型的建立:小鼠称重麻醉后,剥离小鼠右侧颅顶骨膜,将其固定于小鼠脑立体定位仪上,用颅骨钻刺一小孔,微量进样器于左侧纹状体内注射胶原酶IV,深度为3.5 mm,于5 min内均匀注入后,留针5 min,然后拔针。

2.2 小鼠脑水肿的检测:脑水肿的检测可以用脑组织含水量来表示。具体方法如下:小鼠出血后分别于24 h和72 h断头取脑,迅速取出脑组织,去除嗅球和脑干,放于水平面,然后沿正中线切开,分离脑皮质和纹状体。小脑作为参考标准也予以测重。分离得到五部分脑组织:伤侧及对侧脑皮质,伤侧及对侧纹状体,小脑。迅速将脑组织放到电子精密天平上称重得到脑组织的湿重,并记录,随后将脑组织放入100℃的烘箱内,24 h后取出脑组织并测量干重。脑组织含水量(%)的计算方法如下:(湿重-干重)/湿重×100。

结 果

1 小鼠脑出血后24h脑水肿程度比较 见表1。出血组较假手术组基底节区脑水肿程度明显增加(P<0.05),但在皮质、对侧皮质、对侧基底节及小脑区域脑水肿程度无统计学差异(P>0.05)。VNP治疗组与生理盐水处理组比较,基底节脑水肿程度明显降低(P<0.05)。

表1 三组小鼠脑出血24h后脑水肿程度比较

注:与假手术组相比,*P<0.05;与出血+生理盐水组相比,#P<0.05

2 三组小鼠脑出血72 h后脑组织含水量变化 见表2。脑出血72 h后,出血组较假手术组基底节区脑水肿程度明显增加(P<0.05),VNP治疗组与生理盐水处理组比较,基底节脑水肿程度明显降低(P<0.05)。

表2 三组小鼠脑出血72 h后脑组织含水量变化

注:与假手术组相比,*P<0.05;与出血+生理盐水组相比,#P<0.05

讨 论

钠尿肽(Natriuretic peptides,NPs)是一组参与维持机体水盐平衡、血压稳定、心血管及肾脏等器官功能稳态的多肽。其成员主要有心房钠尿肽(Atrial natriuretic peptide,ANP)、脑钠尿肽(Brain natriuretic peptide,BNP)和C型钠尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)[4]。大量临床和基础研究表明:钠尿肽与神经系统疾病的发生密切相关,洪浩敏等人的研究发现:脑出血后患者血浆BNP水平会明显升高,并且与出血量、出血部位存在较大关系[5],多项研究中表明:脑出血后BNP水平与脑出血患者预后恢复情况密切相关[5-6],然而在小鼠脑出血模型中,给予外源性的BNP处理后,可以提高出血后的神经功能,这种作用不仅在脑出血,在小鼠脑外伤中也发现给予BNP处理后,神经功能明显得到改善,这种保护作用可能与BNP具有降低炎症反应相关[7]。脑出血后脑水肿的发生与炎症反应相关,脑水肿与脑出血治疗和预后密切相关。研究发现:ANP可以降低脑出血和脑外伤后的脑水肿程度[8-9],由于钠尿肽与抗利尿激素、血管紧张素Ⅱ的分泌以及水钠的调节等有关,因此钠尿肽家族可能与脑出血后脑水肿的发生发展具有一定关系。

血管钠肽 (Vasonatrinpeptide,VNP) 是人工设计合成的一种新型钠尿肽,由CNP 的环状结构与ANP的羧基端嵌合而成[10]。研究发现血管钠肽可以通过抑制大鼠内质网应激保护糖尿病心肌缺血再灌注损伤[11],血管钠肽在心血管系统疾病中发挥重要保护作用,在神经损伤中也发现其有一定的保护作用,如对MPP(+)诱导的神经元损伤细胞发挥保护作用[12],但在脑出血中是否具有保护作用仍不清楚。

脑出血后引起的脑水肿往往是病人出现脑疝,甚至是导致死亡的原因。因此防治脑水肿是治疗脑出血的关键因素之一。本研究首次发现了血管钠肽可以降低脑出血后脑水肿程度,一些前期文献报道[8]结合本研究发现:给予一定钠尿肽可以改善脑水肿,进而可以改善神经功能状况。脑出血后具有舒血管作用的钠尿肽家族尤其是BNP含量明显升高,出血后钠尿肽的升高虽可以增加脑血流量,改善神经功能状况,但是较高的钠尿肽水平可能与血管作用相关的物质如内皮素和或钠离子发生相互拮抗效应,进而引起血管舒缩机制失衡,加重脑出血后脑水肿程度。

本研究中,我们利用胶原酶IV诱导的脑出血进行研究,结果发现:脑出血后24 h和72 h后基底节区脑水肿含量明显增高,而VNP治疗组与生理盐水处理组比较,可以降低24 h和72 h脑水肿程度,且VNP主要对出血侧基底节区的脑水肿程度,具有明显改善作用,洪浩敏等[5]通过临床研究表明:脑出血丘脑基底节区的患者血浆BNP水平明显高与其他出血部位。结合前期文献报道及我们实验结果说明钠尿肽家族与脑出血的基底节部位密切相关,因此对于基底节区的出血,可以给予一定程度的钠肽干预治疗。但是由于脑出血后的损伤机制非常复杂,其中包括最初的物理损伤和血肿的占位效应所引起的原发性损伤,以及继发性损伤如血脑屏障的破坏脑水肿,炎症反应和神经细胞的死亡等,故VNP对降低脑出血基底节区脑水肿程度的研究还需要进一步探究。目前对脑出血后脑水肿的治疗非常有限,后期进一步的机制研究以及在动物模型上的深入探讨,都有可能帮助解决临床问题,因此本研究为脑水肿的治疗提供新的指导意义,对脑出血的生理病理机制研究开辟新的思路。

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