H2对大鼠全脑缺血再灌注损伤后海马CA1区神经元及树突棘的保护作用

摘要

目的探讨吸入高浓度H2对大鼠全脑缺血再灌注损伤后海马CA1区神经元及树突棘的保护作用及可能机制。方法健康雄性SD大鼠120只按随机数字表法分为3组:假手术组、模型组和治疗组（n=40）,假手术组吸入含67%N2和33%O2的混合气体,模型组、治疗组采用四血管阻断法建立大鼠全脑缺血再灌注损伤模型后分别于再灌注同时吸入67%N2和33%O2的混合气体、67%H2和33%O2的混合气体。各组大鼠分别于再灌注72 h、5 d、9 d时采用免疫组化染色观察海马CA1区特异性神经元核蛋白（NeuN）染色情况及计数阳性细胞,采用比色法测定血清超氧化物歧化酶（SOD）活性及丙二醛（MDA）含量变化。同时在再灌注9 d时采用水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力以及采用高尔基染色检测锥体神经元及树突棘数量。结果（1）免疫组化染色NeuN结果显示:与模型组相比,治疗组在再灌注72h、5 d、9 d时海马CA1区神经元结构相对完整且集中,形态接近正常,阳性细胞数量明显增多,差异有统计学意义（P＜0.05）。随着再灌注时间的延长,模型组再灌注各时点NeuN阳性细胞计数逐渐减少,差异有统计学意义（P＜0.05）;治疗组再灌注各时点NeuN阳性细胞计数虽有所下降,但差异无统计学意义（P0.05）。（2）SOD活性及MDA含量检测显示:治疗组在再灌注72 h、5 d、9 d时血清SOD活性明显高于模型组和假手术组,而MDA含量则明显低于模型组,差异均有统计学意义（P＜0.05）。随着再灌注时间的延长,各组再灌注不同时点SOD活性相比差异无统计学意义（P＞0.05）;但模型组及治疗组MDA含量均逐渐下降,再灌注不同时点相比差异均有统计学意义（P＜0.05）。（3）在再灌注9 d时,水迷宫实验发现定向航行实验中治疗组逃避潜伏期明显短于模型组,空间探索实验中第Ⅳ象限游泳时间明显长于模型组,差异均有统计学意义（P＜0.05）。（4）高尔基染色显示:治疗组较模型组在神经元树突分支复杂性及海马CA1区神经元及树突棘数量方面均显著提高,且治疗组树突棘密度明显高于模型组,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论再灌注同时吸入高浓度H2对大鼠全脑缺血再灌注损伤后海马CA1区神经元可产生明确的保护作用,并改善大鼠的学习记忆能力,其机制可能与H2能够抑制脑缺血再灌注损伤后氧化应激减少氧化损伤,进而保护神经元及树突棘的结构及功能等有关。