亚低温治疗对大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的影响.docx
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亚低温治疗对大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的影响
亚低温治疗对大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的影响
【摘要】目的探讨亚低温对蛛网膜下腔出血(SAH)后脑水肿变化情况的影响。
方法SD大鼠随机分成对照组,常温组和亚低温组。
大脑前动脉穿刺法建立SAH模型,亚低温组于穿刺后立即将大鼠放于冰毯上降低体温至(32±0.5)℃,3h后在室温下自动复温。
采用干湿重法测量各组脑组织水含量。
结果常温组和亚低温组在穿刺形成SAH后,大鼠脑水肿从SAH后3h开始增加,48~72h达高峰,以后逐渐下降,至120h时仍维持在较高水平。
亚低温组脑水肿程度和常温组比较显著减少。
结论亚低温治疗能够显著减少大鼠SAH后脑水肿。
【关键词】蛛网膜下腔出血;脑水肿;亚低温
Abstract:
ObjectiveToinvestigatetheeffectsofmildhypothermiaonbrainedemaaftersubarachnoidhemorrhage(SAH)inrats.MethodsSDratswererandomlydividedintonormalcontrolgroup,SAHgroupandhypothermiagroup.AnteriorcerebralarteryperforationmethodwasusedtoestablishSAHratmodel.Ratsofhypothermiagroupwereputontoiceblankettodegradebodytemperatureto(32±0.5)℃.Ratswereautomaticallyrewarmedunderroomtemperatureafter3hours.Brainwatercontentwasdeterminedbythedry-wetweightmethod.ResultsInSAHgroupandhypothermiagroup,brainedemaincreasedasearlyas3hoursafterSAHandenhancedfurtherreachingmaximumaround48hoursto72hoursfollowingSAH.BrainedemadegreewassignificantlydecreasedinhypothermiagroupcomparedwithSAHgroup.ConclusionsMildhypothermiatreatmentcouldsignificantlydecreasebrainedemaafterSAHinrats
Keywords:
subarachnoidhemorrhage;brainedema;mildhypothermia
蛛网膜下腔出血(SAH)是临床常见的脑血管意外之一,其致死、致残率较高[1,2]。
SAH后脑水肿是病情加重主要原因之一,如果诱发脑疝,可导致患者死亡。
1987年,Busto[3]首先报道了轻度低温对脑缺血大鼠海马CA1神经元有显著保护作用。
然而,由于传统的深低温治疗会导致心律失常、低血压及凝血功能障碍等严重并发症,限制了它在临床的广泛应用[4]。
20世纪80年代后期的研究发现轻-中度低温(30~35℃),即亚低温治疗对实验性脑缺血、脑损伤有保护作用,且副作用轻微[5-7]。
本实验测定亚低温治疗对SAH模型脑水肿的影响,目的在于寻找防治SAH后脑水肿的有效措施,为临床SAH后亚低温治疗的应用提供理论依据。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1实验动物
健康SD大鼠雌雄各半共90只,3~4月龄,体重300~350g,由辽宁医学院实验动物中心提供。
大鼠随机分为3组:
对照组,不给予任何处理因素;常温组,穿刺法制作SAH模型;亚低温组,造模后亚低温处理,3h后复温。
各组大鼠分别在术后3h、6h、12h、1d、2d、3d和5d处死动物,取脑。
每个时间点各4只动物。
1.1.2实验仪器
动物实验用立体定位仪(Narishige,Tokyo,Japan);K90式牙科台式电钻车(浙江宁波医疗器械厂);显微解剖手术器械,电热干燥箱,电子分析天平,温度计,玻璃匀浆器均由辽宁医学院分子生物学教研室提供。
1.2方法
1.2.1蛛网膜下腔出血模型的建立
王宝忠,等:
亚低温治疗对大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的影响辽宁医学院学报2008年10月,29(5)腹腔注射10%水合氯醛麻醉大鼠(300mg/kg),立体定向仪固定头部,取颈部正中切口切开皮肤,在显微镜下暴露左侧颈总动脉(CCA)主干及分叉处,显露左侧颈内动脉(ICA)和颈外动脉(ECA),分离颈外动脉近分叉处分支,包括甲状腺上动脉和咽升动脉等,用双极电凝器电凝离断,电凝翼腭动脉,于ECA远心端结扎并剪断,拉直ECA使其与ICA成一直线。
将3-0单丝尼龙线(长约5cm,前端用手术刀片切成斜面)经ECA导入ICA,用显微手术镊将进入颈内动脉的尼龙线继续插入,当进至翼腭动脉超始部时,轻抬颈外动脉使此处的弯曲消失,以利尼龙线顺利通过。
向远端继续插入尼龙线至颈内动脉颅内段,有阻力感后再插入2mm左右刺破willis环,造成蛛网膜下腔出血,迅速将尼龙线拔出,整个过程不超过30s。
1.2.2亚低温处理
造模形成SHA后10min将亚低温组大鼠放置冰毯上降温,15min内将体温降至(32±0.5)℃。
如体温过低用鹅颈灯加温,亚低温3h后在室温下自动复温。
大鼠体温采用温度电极连续监测肛温。
对照组及常温组肛温维持在(37±0.5)℃。
1.2.3脑水肿的测定
大鼠造模后脑组织水含量是体现其脑水肿程度的客观指标,脑组织含水量采用干湿重法测定:
不同组动物按分组在SAH后相应时间点快速断头取脑,显微解剖方法留取取大鼠双侧额叶脑组织约30mg(图1),吸净表面液体,在1/1000g分析天平上(精确度0.1mg)称湿重,然后将标本放置烘箱连续烘干72h至恒重,称干重,计算其含水量。
计算公式为:
(湿重-干重)÷湿重×100%。
1.2.4结果分析与统计学处理
实验数据采用均数±标准差(x±s)表示,应用SPSS12.0版统计学软件进行处理,组内比较采用方差分析,组间比较采用t检验,P<0.05时有统计学意义。
2结果
2.1模型验证
实验大鼠在制作模型过程中共造模组和压低温组共造模60只,死亡4只,56只用于实验研究,总造模成功率93.33%。
制造模型后取材测定大鼠脑组织水肿程度同时,对各组大鼠行颅脑解剖观察,见实验组大鼠均在蛛网膜下腔中有弥漫分布的血液及血凝块,主要分布于前颅窝、蝶鞍处及后颅窝,覆盖脑底部的主要血管,证实大鼠SAH模型制作成功。
对照组未发现SAH现象,所有动物均未发现脑实质的出血或机械损伤。
2.2脑水肿情况
本研究发现穿刺法制作SAH模型后,大鼠脑组织含水量逐渐增加,从SAH后3h开始增加,48~72h达高峰,与对照组相比P<0.05,5d时较3d时虽有所下降,但与对照组相比P<0.05。
这和临床上SAH病情多在2~3d出现恶化一致。
亚低温组SAH后脑水肿产生较为缓和,从SAH后3h开始增加,48~60h达高峰,但与常温组相比P<0.05,5d较3d所下降,与常温组相比P<0.05,(表1,图2)。
表1各组脑组织水肿程度与常温组及亚低温组比较P<0.05;*与对照组及亚低温组比较P<0.05
3讨论
蛛网膜下腔出血(SAH)后,当血管破裂血液流入脑蛛网膜下腔后,由于脑血管痉挛、颅内压升高等因素而使脑血流减少,脑缺血、缺氧后可通过不同机制导致脑水肿,并由此造成患者永久性神经功能缺损乃至死亡[8]。
因此,有效的预防SAH后脑水肿发生或降低水肿程度对于减少SAH致残率、致死率,改善患者预后具有重要的意义[9]。
亚低温(30~35℃)作为一种较为成熟的治疗手段已逐渐被越来越多的临床医师所接受。
亚低温治疗对脑缺血、脑损伤有保护作用,且副作用轻微,但目前主要应用于对颅脑外伤的治疗,很少应用于治疗出血性脑血管疾病的治疗。
国内外研究结果表明[10,11],亚低温的脑保护作用机制包括下列几个方面:
①降低脑氧耗量,维持正常的脑血流和细胞能量代谢,减轻乳酸堆积,脑细胞能量完全依赖于血流提供氧和葡萄糖,实验表明亚低温能明显降低能量代谢率,使损伤后的脑组织ATP能量维持在正常范围。
②抑制白三烯生成,保护血脑屏障,减轻脑水肿及降低颅内压。
③抑制颅脑损伤后乙酰胆碱、儿茶酚胺以及兴奋性氨基酸等内源性有害因子的生成和释放,减少对脑组织的损害。
④减少钙离子内流,阻断钙对神经元的毒性作用,并调节调钙蛋白激酶Ⅱ活性和蛋白激酶C的活力。
⑤减少脑细胞结构蛋白破坏,促进脑细胞结构和功能修复。
⑥减轻弥漫性轴索损伤和脱髓鞘改变,促进网状上行激动系统功能的恢复。
脑组织水含量是体现脑水肿程度的指标,本研究通过测定各组脑组织水含量后结果表明,SAH后大鼠脑组织水含量升高,经亚低温治疗的大鼠脑组织含水量显著降低,说明亚低温能够改善SAH后出现的脑水肿。
综上所述,刺破大脑前动脉构建的大鼠SAH模型术后出现脑水肿,且随着时间的延长而加剧。
亚低温治疗能够缓解SAH后的脑水肿,起到了脑保护作用。
随着亚低温技术的逐步成熟和进展,亚低温治疗有望成为临床蛛网膜下腔出血患者辅助治疗的有效方法。
【参考文献】
[1]González-PérezMI.Resultsoftreatmentofsubarachnoidhaemorrhageduetoarupturedcerebralaneurysm[J].Neurocirugia,2006,17:
433-439.
[2]NishizawaS,ZhangJH.Basicresearchandtreatmentforcerebralvasospasmaftersubarachnoidhemorrhage:
thepresentandfutureprospects[J].NoShinkeiGeka,2008,36
(2):
121-233.
[3]BustoR,DietrichWD,GlobusM,etal.Smalldifferencesintraischemicbraintemperaturecriticallydeterminetheextentofischemicneuronalinjury[J].JCerebBloodFlowMetab,1987,7:
729.
[4]GoToY,KassellNF,HiramatsuKI,etal.Effectsofintraischemichypothermiaoncerebraldamageinamodelofreversiblefocalischemia[J].Neurosurgery,1993,32:
980-986.
[5]GotoY,KassellNF,HiramatsuK,etal.Effectsofintraischemichypothermiaoncerebraldamageinamodelofreversiblefocalischemia[J].Neurosurgery,1993,32(6
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