氢气盐溶液对大鼠脑缺血再灌注后炎症反应和认知功能的影响

摘要

研究背景与目的:
　　脑缺血再灌注损伤是指大脑血流阻断一定时间后血流复通造成原缺血区脑组织损伤加重的一种病理现象，在临床上常见于脑卒中、心跳骤停、心脏手术、外伤性脑损伤，严重影响患者的预后、增加住院时间。脑缺血再灌注损伤的机制涉及炎症反应、线粒体损伤、氧自由基、兴奋性氨基酸的产生、细胞内钙离子超载、细胞凋亡等，这些过程相互影响，共同造成组织损伤，而炎症反应在其中发挥的作用越来越受到重视。
　　氢气是自然界中含量最丰富的化学元素，一度被认为是不能和生物体内物质发生反应的惰性气体，随着实验技术和检测方法的不断提高，其医学效应逐渐被发现。目前研究结果表明，氢气可以通过清除过氧离子、抗炎症反应、抑制细胞凋亡、增加突触可塑性等途径产生神经保护作用。因此我们建立大鼠脑缺血再灌注损伤模型，观察氢气盐溶液对大鼠短暂性脑缺血再灌注损伤炎症反应以及认知功能的影响，为氢气用于脑缺血再灌注损伤的预防和治疗提供更多的实验基础。
　　方法
　　健康SD大鼠45只，实验动物随机分为脑缺血组（Bccao组）、氢气盐溶液治疗组(Bccao+HRS组)和假手术组（Sham组），每组15只。采用Morris水迷宫检测认知功能，包括造模前连续5天的定位航行实验和造模后第1天和第3天的空间探索实验。定位航行实验结束后，建造模型，Bccao+HRS组采用结扎双侧颈总动脉(bilateralcommoncarotidarteryocclusion，Bccao)伴低血压的方法建立全脑缺血模型，并在缺血15min时开放双侧颈总动脉再灌注，此时按照5ml/kg的剂量快速腹腔注射氢气盐溶液(hydrogenrichsaline，HRS);Bccao组采用同样的方法建造模型同时腹腔注射5ml/kg的生理盐水;Sham组只暴露双侧颈总动脉不结扎，腹腔注射等量的生理盐水。分别从各组中随机抽取5只大鼠，于造模后第1、3天行空间探索实验(n=5)，空间探索实验结束后经心脏灌注固定并取脑组织制作石蜡切片，行HE染色法和尼氏染色法观察海马CA1区神经元的形态学改变;再分别从各组中随机抽取5只大鼠，于造模后第1天心脏灌注固定并取脑作石蜡切片，采用免疫组化检测核转录因子-κB(nuclearfactor-kappaB，NF-κB)的阳性表达;另外15只于造模后第1天断头取脑，采用酶联免疫吸附测定(enzyme-linkedimmunesorbentassay,ELISA)检测脑组织海马区肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α，TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)的表达。
　　结果
　　1.行为学测试:在术前定位航行实验中，随着训练天数的增加，各组大鼠的逃避潜伏期逐渐缩短，在相同的训练时间每组动物之间逃避潜伏期无差别(p＞0.05);在术后空间探索实验中，术后第1天，与Sham组比较，Bccao组目标象限停留时间百分比降低，差异有统计学意义(p＜0.05)，与Bccao组相比，Bccao+HRS组目标象限停留时间百分比增加，差异有统计学意义(P＜0.05)。术后第3天，与Sham组比较，Bccao+HRS组的目标象限停留时间百分比的差异无统计学意义(p＞0.05)。而Bccao组的目标象限停留时间百分比低于Sham组，差异有统计学意义(p＜0.05)。
　　2.ELISA法检测大鼠海马区TNF-a、IL-1β的浓度:缺血再灌注24h后，与Sham组相比，Bccao组海马区TNF-a、IL-1β的浓度均增加，差异有统计学意义(p＜0.05);Bccao+HRS组海马区IL-1β的浓度增加，差异有统计学意义(p＜0.05)。与Bccao组相比，Bccao+HRS组TNF-a、IL-1β的浓度均减少，差异有统计学意义(p＜0.05)。
　　3.免疫组化检测NF-κB阳性表达:与Sham组相比，Bccao组和Bccao+HRS组再灌注24h后阳性表达明显增多，差异有统计学意义(p＜0.05)，与Bccao组相比，Bccao+HRS组阳性细胞显著减少，差异有统计学意义(p＜0.05)。
　　4.HE染色和尼氏染色观察海马CA1区神经元的形态学:再灌注72h时，与Sham组相比，Bccao组和Bccao+HRS组未损伤的神经元显著较少，差异有统计学意义(p＜0.05);与Bccao组相比，Bccao+HRS组未损伤的神经元数目显著增多，差异有统计学意义(p＜0.05)。
　　结论
　　1.5ml/kg剂量的氢气盐溶液可以有效的改善大鼠短暂性全脑缺血再灌注损伤造成的记忆能力减退。
　　2.动物行为学结果的改善可能和氢气盐溶液有效的抑制缺血再灌注损伤引起的炎症反应有关。

目录

声明

摘要

缩写语与符号

引言

实验材料与方法

1 实验材料

2 实验方法

实验结果

1 动物术前及术后的一般情况

2 Morris水迷宫实验结果

3 ELISA法检测大脑组织海马区TNF-a、IL-1β浓度结果

4 免疫组化检测NF-κB阳性表达的表达

5 HE染色和尼氏染色检测神经元形态学变化

讨论

结论

参考文献

综述 氢气的生理性作用及在脑保护中的研究进展

个人简历

致谢