大鼠蛛网膜下腔出血后脑微循环改变及星形胶质细胞参与脑微循环调节的实验研究

摘要

研究背景：脑血管痉挛(cerebralvasospsam，CVS)是动脉瘤破裂蛛网膜下腔出血(subarachnoidhemorrhage，SAH)后常见的并发症之一，可引起迟发性缺血性神经功能障碍(delayedischaemicneurologicaldysfunction，DIND)，严重者可致残或致死。颅内大动脉的CVS研究较多，结论基本一致，即SAH后大动脉呈现以管腔狭窄和管壁增厚为特征的血管痉挛变化。但大动脉CVS表现无法完全解释如“有血管痉挛无症状”和“有症状而无血管痉挛”等临床现象，最终的影响因素可能是微循环改变。SAH后脑微循环改变的研究相对较少，微动脉是扩张还是收缩存在截然相反的结论。SAH后脑微循环各级血管随时间变化的规律以及影响其改变的确切机制尚未阐明。近来研究发现生理情况下，星形胶质细胞(Astrocyte，AS)在脑微循环血流量调节中具有重要作用，通过提高多种酶系的活性水平(主要是环氧合酶COX和细胞色素P450)，导致脑微动脉扩张。病理情况下，如SAH后脑组织中AS细胞COX表达如何改变；对脑实质内微血管形态、微循环血流量的有何影响尚缺乏相关研究。 实验目的：1、探讨体外培养AS细胞在不同时间孵育的血液裂解产物作用后Ca2+的浓度和COX-2表达的改变规律。2、观察血液裂解产物对大鼠软膜微血管形态以及局部脑血流量(rCBF)的影响规律。3、研究大鼠枕大池注血模型实质内脑微循环变化特点，以及AS细胞通过COX-2表达改变参与微循环调控的可能机制。 实验方法：实验1、血液裂解产物影响AS细胞Ca2+浓度及COX-2表达的研究。原代培养AS细胞分6组，经孵育0、1、3、7、14d的血液裂解产物作用后与Ca2+染剂Fura-2AM负载，荧光分光光度法测定各组Ca2+浓度，免疫组化方法观察各组COX-2表达情况。实验2、血液裂解产物对大鼠软脑膜微循环影响规律的研究。36只雄性SD大鼠分6组。开骨窗，显露皮层及软膜血管，录像记录0、1、3、7和14d血裂解产物作用前后微动脉、微静脉血管管径变化，Image-ProPlus5.0软件测量微动、静脉的外径。激光多普勒仪测量滴血裂解产物前，及滴后1、5、10min和洗去裂解血5min后的rCBF。实验3、大鼠枕大池注血模型实质内脑微循环改变以及COX-2表达的研究。49只雄性SD大鼠分7组。取股动脉血，0.1ml/100g注入枕大池。不同时间分批取脑，石蜡包埋。HE染色，观察实质内血管形态学变化。Image-Pro-Plus5.0软件测量微动脉的管径、管壁厚度。免疫组化观察脑组织COX-2表达情况。数据以均数士标准差(x士s)表示，Stata7.0软件分析。 实验结果：实验1、对照组AS细胞Ca2+浓度范围为197.45～240.21nmol/L，实验组从268.23±10.36至365.3±18.14nmol/L，0、1、3和7d升高程度最明显，同时细胞COX-2表达也增加。实验2、0、1、3、7d组微动脉均出现明显的血管痉挛过程，管径平均减少38.9％～51％；微静脉管径无明显改变。各组静息状态下的rCBF在5.16±0.84和5.64士0.65之间。血液裂解产物作用后0、1、3、7d组降低明显，减少17.3％～52.7％。CSF冲洗后，微动脉管径逐渐扩张，rCBF有不同程度的回升。实验3、0、1、3、7、14d组实质200um、500um处微动脉管径高于对照组。对照组、CSF组COX-2的表达为弱阳性和阴性，实验组COX-2表达呈现中度阳性或强阳性，4h后开始，持续至14d。 结论：1.血液中的氧和血红蛋白(OxyHb)是诱导原代培养AS中Ca2+上调的主要物质，Ca2+增高程度与OxyHb的浓度呈线性相关；Ca2+浓度持续增高的可以增强AS细胞内的COX-2的表达程度。2.血液中OxyHb对活体大鼠软膜微动脉具有明确的致收缩作用，对微静脉的管径无影响；OxyHb通过对软膜微动脉的收缩作用降低rCBF，30～50μm范围软膜动脉可能是决定rCBF的主要阻力血管；血液裂解产物可以降低软膜微动脉的自动张力调节能力。3.枕大池注血模型实质内微动脉管径呈现扩张状态，SAH后4h开始，7d达到高峰，14d恢复正常状态；基底动脉、软膜动脉呈现血管痉挛改变；包括AS在内的脑组织细胞中COX-2表达增强，4h后即开始，持续至14d，提示COX-2表达增加可能是维持大鼠SAH后微循环扩张状态的原因之一。

目录

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第一部分血液裂解产物影响星形胶质细胞Ca2+浓度及COX-2表达的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第二部分血液裂解产物对大鼠软膜微循环影响规律的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第三部分大鼠枕大池注血模型实质内脑微循环改变及COX-2表达的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图1

附图2

附图3

综述一 星形胶质细胞参与脑微循环调节的研究进展

综述二蛛网膜下腔出血后脑微循环改变

攻读学位期间已发表、待发表文章情况

致谢