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深低温停循环后脑损伤的动物实验研究

潘旭东  
【摘要】: 第一部分小预充量体外循环在深低温停循环中脑保护效果的动物实验研究 目的:建立联合兔脑微透析和体外循环(CPB)及深低温停循环(DHCA)动物实验模型,探讨小预充量体外循环在深低温停循环中的脑保护效果。 方法:成年雄性新西兰白兔19只,随机分配到假手术组(S组,n=5),小预充量CPB组(L组,n=7),大预充量CPB组(H组,n=7),预充量分别为75ml和210ml。首先在兔的脑内海马CA1区定位,埋植微透析针导轨并安装透析针保护罩。埋针36小时后开始微透析,并建立CPB和DHCA模型。CPB降温至16—18℃,停循环60min,复温30min。微透析每30min取样一次,持续到脱离CPB后2小时。整个过程中持续监测心率、动脉血压、肛温,间断血气检查PaCO_2、PaO_2、HCT。CPB术后2小时处死动物,留取脑顶叶皮层和海马CA1区组织,分别作组织病理学、电镜、TUNEL检测;对微透析样品用高效液相色谱法和CMA600分析仪进行葡萄糖、乳酸、丙酮酸和谷氨酸检测。 结果:为保证在整个实验过程中,L组和H组的血压和酸碱平衡控制在正常生理范围内,H组所用的血管活性药物多巴胺和碳酸氢钠的量明显高于L组(P<0.05)。微透析检测显示,在H组中反映能量代谢状况指标乳酸/丙酮酸和乳酸/葡萄糖比值在脱离CPB后显著高于L组(P<0.05);反映神经兴奋毒性作用的指标谷氨酸水平在两组DHCA后显著升高,脱离CPB后L组谷氨酸逐渐恢复到基础水平,而H组谷氨酸仍维持在高水平。组织病理学、电镜、TUNEL检测显示H组脑组织损伤程度明显重于L组(P<0.05)。 结论:在应用DHCA情况下,小预充量CPB同大预充量CPB相比有显著的脑保护作用。 第二部分深低温停循环后脑损伤分子机制的动物实验研究 目的:探讨深低温停循环(DHCA)后脑损伤的分子机制中是否存有细胞能量障碍、兴奋性神经毒性作用、聚腺苷二磷酸核糖转移酶-1(PARP-1)过度激活及细胞坏死和(或)凋亡这些分子事件。 方法:成年雄性新西兰白兔22只,随机分配到CPB组(n=11),DHCA组(L组,n=11)。首先在兔的脑内海马CA1区定位,埋植微透析针导轨并安装透析针保护罩。埋针36小时后开始微透析,并建立CPB和DHCA模型。CPB降温至16—18℃,停循环60min,复温30min。微透析每30min取样一次,持续到脱离CPB后2小时。整个过程中持续监测心率、动脉血压、肛温,间断血气检查PaCO_2、PaO_2、HCT。CPB术后2小时处死动物,留取脑顶叶皮层和海马CA1区组织,分别进行HE染色、PARP-1活性和原位细胞凋亡检测和PARP-1的Western Blot检测。对微透析样品用高效液相色谱法和CMA600分析仪进行葡萄糖、乳酸、丙酮酸和谷氨酸检测。 结果:微透析的结果显示DHCA组的乳酸/丙酮酸和乳酸/葡萄糖比值及谷氨酸浓度较单纯CPB组和术前基础水平显著升高;组织学检测结果提示,DHCA组脑损伤程度、PARP-1激活程度和细胞凋亡发生率较单纯CPB组增高。 结论:在DHCA后脑损伤的分子机制中存有以下分子事件—细胞能量障碍、兴奋性神经毒性作用、PARP-1过度激活及细胞坏死和(或)凋亡,共同作用导致脑损伤,在DHCA后脑损伤的分子机制中发挥重要作用。


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