不同吸氧时间高压氧治疗对脑出血大鼠血肿周围AQP4和SOD表达的影响

摘要

目的:
　　高压氧(Hyperbaric oxygen，HBO)治疗是指在高于当地压力的环境中，吸入高于当地大气氧浓度的氧来治疗疾病的办法。在空气加压舱内通过面罩或类似的其他装置吸纯氧（氧浓度大于95％），或者是在氧气加压舱内直接呼吸氧舱内的氧气。也就是患者在空气加压舱（或者氧气加压舱）内吸入纯氧，利用氧的物理、化学、生物及生理作用而达到治疗疾病的目的，就是HBO治疗。脑出血(intracerebral hemorrhage，ICH)又称脑溢血，是指非外伤性脑实质内的自发性出血。手术治疗已成为公认的挽救ICH急性期患者生命的重要治疗方法，但是对其快速改善术前、后缺血缺氧及脑水肿等方面仍束手无策。脑水肿是ICH后一系列原发性损害引起的继发性病理生理过程，脑水肿能引起神经损伤的再次恶化，导致死亡率增加，因此减轻脑水肿是临床上ICH治疗的关键环节。临床及基础研究显示ICH后介入HBO治疗可减轻脑水肿，促进患者受损的神经功能得到改善，但目前并无大量临床及基础研究数据的支持。
　　水通道蛋白(aquaporins，AQPs)是一组可以改变细胞膜对水分子的通透性，维持细胞内外水平衡的重要膜转运蛋白。在中枢神经系统(centralnervous system，CNS)，AQP4的表达主要在分布在星形胶质细胞及室管膜细胞等。研究发现，AQP4表达的上调与血脑屏障通透性的增加和脑水肿的形成有关。有基础研究显示，HBO可以通过抑制ICH后出血灶周围的AQP4表达水平，从而减轻脑出血后的脑水肿的形成。
　　本课题组的前期研究显示脑出血大鼠高压氧治疗的最佳的治疗压力为2.0绝对大气压(Atmosphere absolute，ATA)，脑出血高压氧介入治疗最佳治疗时机是脑出血6小时。本课题是在前期研究基础上探讨不同吸氧时间HBO治疗对ICH大鼠血肿周围水通道蛋白（Aquaporin-4，AQP4）和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)表达的影响。从而探讨高压氧介入治疗ICH的最佳吸氧时间。
　　方法:
　　1.实验动物分组:Wistar雄性大鼠125只（模型未成功者已除外），体重在245g～265g，由河北医科大学动物实验中心提供，分笼饲养于河北医科大学第二医院神经病学实验室动物房内，以标准饲料喂养并饮用自来水。随机分组，分为实验组（100只）和对照组（25只）。实验组又根据稳压时段的吸氧时间不同分为吸氧40min，60min，80min和100min4个亚组，每组25只Wistar大鼠，均在脑出血6h后行HBO治疗，压力均为2.0ATA，1次/d。每组中各取5只分别在HBO治疗1d，3d，5d，7d和14d后处死，留取标本。对照组共25只，脑出血后在正常环境下饲养，不予任何处理，处死时间与实验组相同，之后留取标本。
　　2.动物模型的制备:采用Ⅶ型胶原酶定位注射法建立大鼠尾壳核脑出血模型。
　　3.神经功能的评定:在大鼠脑出血模型制备后6h观察大鼠行为学变化，按LongaFZ评分法进行评分:0分，无体征;1分，不能完全伸展进针对侧肢体（左侧）;2分，进针对侧肢体瘫痪，向进针对侧转圈，有追尾现象;3分，不能站立向进针对侧倾倒;4分，有意识障碍。2分以上认为造模成功。
　　4.高压氧治疗:高压氧治疗组大鼠于术后6h评分确定造模成功后进舱治疗。将动物放置于特制的木箱中，将木箱置于高压氧舱内，压力设定为2.0ATA，加压30min，稳压前5min采用直排式给动物箱内充氧，氧流量设定为10L/min（稳压时测得木箱排气口氧浓度可达85％），稳压吸氧时间根据试验组(40min、60min、80min、100min)不同设定，然后减压20min出舱，结束治疗，1次/d。
　　5.采用干湿比重法测定脑出血灶周围脑组织的水含量，免疫组织化学ABC法测定脑出血灶周围AQP4表达的水平，黄嘌呤氧化酶法测定SOD，严格按使用说明书操作。
　　结果:
　　1.大鼠脑组织水含量的变化:出血灶周围脑水含量测定的结果:从ICH对照组可看到，ICH后大鼠的脑组织水含量在ICH1d开始升高，3d达到高峰，之后逐渐下降。对照组各亚组之间差异不明显，无统计学意义(P＞0.05)，但实验组较对照组相比，各时间点脑组织水含量均减少且有差异(P＜0.05)。但HBO治疗4个亚组之间脑组织水含量差异不明显(P＞0.05)，详见Table1。
　　2.大鼠脑组织AQP4表达的变化:对照组大鼠的AQP4表达在ICH术后1d开始升高，第3d有明显升高，5d达到高峰，之后逐渐下降直至第14d。各组间相比有统计学差异(P＜0.05)。HBO实验组各时间点AQP4的表达较对照组减少，差异有统计学意义(P＜0.05)。HBO实验组之间比较:各组变化趋势和对照组大致相同，但整体趋势较对照组低。到第7d时AQP4表达开始下降，并持续下降至第14d。各组AQP4表达的最低值均在第14d，其中ICH+HBO60min组第7d下降的幅度最大，AQP4表达的值较其他三组第7d有差异且具有统计学意义（P＜0.01）。ICH+HBO60min组第14d组AQP4表达的值和ICH+HBO40min组第14d组、ICH+HBO100min组第14d组比差异有统计学意义(P＜0.01)，但与ICH+HBO80min组第14d组比差异不明显，无统计学意义（P＞0.05），其余组间无明显统计学差异（P＞0.05），详见Table2。
　　3.大鼠脑组织SOD表达的变化:对照组可观察到ICH后大鼠的脑组织中SOD表达在第1d有所表达，但第3d明显下降，第5d表达有所回升，第7d至第14d继续回升。第1d组与第3d组、第5d组相比均有统计学差异(P＜0.05)，其余各亚组之间相比差异无统计学意义（P＞0.05）。从数据中可以看到，HBO实验组SOD表达相较于对照组表达而言，回升趋势大体相同，但实验组回升幅度相对提高，各实验组各个亚组之间，大多是第14d组较第3d组及第5d组表达的值有差异且具有统计学意义(P＜0.01)。各实验组在第3d到5d均出现SOD表达最低值，但较对照组小，各实验组各个时间点SOD表达的值较对照组差异均有统计学意义(P＜0.01)。HBO实验组之间的比较:从SOD表达的值的变化趋势可以看到，ICH+HBO60min组在5d到7d及7d到14d回升幅度相较于其他实验组均变化最大，其在第14d表达的值与其他三组均有差异且具有统计学意义（P＜0.01）。其余各组间差异不明显，无统计学意义（P＞0.05），详见Table3。
　　结论:
　　通过尾壳核内注入胶原酶法建立脑出血大鼠模型，HBO治疗压力2.0ATA，ICH介入时间6小时，来研究不同吸氧时间HBO治疗对ICH大鼠血肿周围AQP4和SOD表达的影响，结果显示脑出血后出血灶周围脑水含量的变化与AQP4表达的变化相一致，与SOD的表达的变化成“负”一致性。HBO在ICH的辅助治疗中，特别是对于ICH后继发的脑水肿的治疗疗效给予肯定，且越早期介入HBO治疗越可明显减轻ICH后脑水肿。
　　HBO可以减轻脑水肿，其中最佳吸氧时间是60分钟。其可能机制是可能与降低了出血灶周围AQP4表达水平、提高了SOD表达水平有关。

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摘要

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材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 高压氧治疗在神经系统疾病中的应用机制研究

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