深低温停循环期间间断顺行性脑灌注脑保护的炎症机制

摘要

深低温停循环(deephypothermiacirculatoryarrest，DHCA)技术主要用于主动脉弓部及婴幼儿复杂先天性心脏病手术中，以减慢脑代谢速度来减轻缺血对中枢神经系统(centralnervoussystems，CNS)的损伤。但研究表明，术后CNS并发症的发生率及病死率与停循坏时间呈线性关系，所以停循环时间不能过长。停循环时限限制了许多复杂的需要更长停循环时间的手术的开展。 随着心脏手术技术本身的日益成熟，术后中枢神经系统并发症已经日益成为人们注意的焦点。深低温停循环条件下，脑组织处于一个相对缺血缺氧的环境中，而炎症反应在缺血性脑损伤中发挥着重要作用。脑缺血后，缺血区出现各种炎性细胞因子诱导粘附分子表达，并进一步促进白细胞浸润，产生炎症反应，诱导脑细胞凋亡，最终导致了中枢神经系统并发症的发生。 研究目的：本课题以犬为动物模型，通过观察体外循环中采用不同脑保护方法时脑组织中各种炎性细胞因子的变化，研究深低温停循环期间行间断顺行性脑灌注脑保护的保护效果，进一步探讨深低温停循环期间间断顺行性脑灌注的脑保护炎症机制。 研究方法：将健康成年杂种犬18只，随机均分为3组：常温体外循环组(Normothermiccardiopulmonarybypass，NCPB组)；深低温停循环组(Deephypothermiccirculatoryarrest，DHCA组)；深低温停循环+间断顺行性脑灌注组(Intermittentantegradecerebralperfusion，IACP，DHCA+IACP组)。术后检测脑组织的含水量，分离并取出海马，测定海马脑组织中髓过氧化物酶(Myeloperoxidase，MPO)的含量，采用放免法测定海马脑组织中白细胞介素-1β(IL-1β)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量，采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术观察不同组别动物海马组织中ICAM-1mRNA的表达，在光学显微镜及透射电子显微镜(TE)下检测海马脑组织的细胞形态学变化。 研究结果：1.MPO含量：MPO含量DHCA组(0.111±0.007)均比NCPB组(0.026±0.003)、DHCA+IACP组(0.030±0.002)高(P＜0.01)。而NCPB组和DHCA+IACP组之间MPO的含量比较差异无显著性(P＞0.05)。 2.IL-1β及TNF-α含量：DHCA组的IL-1β及TNF-α的含量明显高于NCPB组和DHCA+IACP组(P＜0.01)，NCPB组和DHCA+IACP组无显著性差异(P＞0.05)。IL-1β及TNF-α含量与脑水肿的程度呈正相关(r=0.987，0.942，P＜0.01)。 3.脑组织ICAM-1mRNA的表达水平：DHCA组的ICAM-1mRNA平均表达量最高，其次为NCPB组，DHCA+IACP组ICAM-1mRNA平均表达量最低；各组间差异有显著统计学意义(P＜0.01)。 4.形态学观察：光镜及电镜检查显示DHCA组脑组织结构破坏较严重，而NCPB组及DHCA+IACP组结构破坏较轻。 结论：通过本课题的研究我们发现；长时间DHCA会造成脑损伤，而炎症反应在长时间DHCA脑损伤中起一定的作用。DHCA+IACP有一定的脑保护作用，其机制可能与DHCA+IACP时炎症反应程度较轻有关。

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