舱室内颅脑爆炸伤早期血浆S100B蛋白及脑水肿的变化及意义

　　作者：黄晓龙，许民辉，赖西南 作者单位：第三军医大学大坪医院野战外科研究所神经外科、国家创伤、烧伤与复合伤重点实验室，重庆 400042

　　【摘要】目的 观察舱室内大鼠颅脑爆炸伤早期血浆S100B蛋白含量的变化及其意义。方法 采用自制舱室内大鼠颅脑爆炸伤模型，于伤后1、3、6、12、24、72小时取血，运用双抗体夹心法(ELISA法)检测S100B蛋白含量，取脑组织测含水量并观察伤后病理变化。结果 伤后S100B蛋白随时间延长而逐渐增高，24小时达高峰，72小时仍高于正常;脑含水量随时间延长而逐渐增加，6小时达高峰，之后逐渐下降，24小时内仍高于正常，72小时接近正常。结论 舱室内颅脑爆炸伤模型稳定可靠，早期检测血S100B蛋白有助判断舱室内颅脑爆炸伤。

　　【关键词】 颅脑损伤 S 100B蛋白 脑水肿 舱室 冲击波

　　Expression of the S100B in plasma during early period following a model of brain injury of blast

　　wave in cabin in rats

　　HUANG Xiaolong,XU Minhui,LAI Xinan

　　State Key Laboratory of Trauma,Burns and Combined Injury,Institute of Surgery Research,Department

　　of Neurosurgery,Daping Hosptial，Third Military Medical University,Chongqing 400042，China)

　　Abstract: Objective To investigate the expression of S100B in brain injury of blast wave in cabin in rats.Methods Based on the model of brain injury of blast wave in cabin,the blood samples were obtained at 1h,3h,6h,12h,24h,72h after injury.The samples were studied by ELISA.Brain tissues were analyzed by wetdry weight measurements and the microscope.Results The brain edema and S100B kept increasing with the prolongation of injury time,reached the maximum level at 6h and 24h respectively after injury.Conclusion The model of brain injury of blast wave in cabin is stable and early detection of blood S100B helps to judge the brain injury.

　　Key words：brain injury;S100B;brain edema;cabin;blast wave

　　局部战争和政治冲突地区的军民暴露于爆炸中的几率越来越高[1]，其受损伤的严重性取决于爆炸当量、外周环境、伤者距爆炸点的距离以及防护措施。颅脑部位的爆炸伤很常见。而闭合空间与开放空间冲击波特点也不尽相同。本研究采用自制舱室内大鼠颅脑爆炸伤模型,运用双抗体夹心法(ELISA法),对舱室内大鼠颅脑爆炸伤后早期血S100B蛋白的表达进行观察,期望能为舱室内颅脑爆炸伤的早期诊断提供参考。

　　材料与方法

　　1 实验动物及分组

　　SD成年雄性大鼠56只(第三军医大学大坪医院野战外科研究所实验动物中心提供) ,体重(175±22.5)g,随机分为1、3、6、12、24、72小时组( n = 8)。正常对照组8只。

　　2 模型制作

　　大鼠以3%戊巴比妥钠(30mg/kg)腹腔内注射麻醉后置于模拟装甲运兵车运兵舱室内，取坐姿固定于椅子上，双前肢后仰裸露胸部。分别用纸质约束的RDX药柱作为点爆源(黑索金0.35g，二硝基重氮酚300mg)，电起爆致伤。点爆源距大鼠胸部11.5cm处，爆炸后马上开启舱门通风。

　　3 标本采集

　　于伤后1、3、6、12、24、72小时将大鼠用3%戊巴比妥钠麻醉，颈动脉插管取血后迅速取脑，部位一致，滤纸吸去表面血液及水分，立即用电子天平称湿重，置入试管，80℃恒温烤箱内烘烤48小时烘烤至恒重(两次质量差≤0.2 mg)，称取干重。按Elliott公式计算脑含水量(%)。脑含水量=(湿重-干重)/湿重×100%。光镜检查标本经4%多聚甲醛固定48小时后常规石蜡包埋,冠状切片,厚度8μm,HE染色,Olympas显微镜下观察病理形态改变。

　　4 血S100B蛋白测定

　　于各时相点采集动物血液,在30分钟内离心,(4000r/min，10分钟)，分离出的血浆立即放入-70℃冰箱保存待测.检测操作完全按照试剂盒说明书进行。

　　5 统计学分析

　　数据用±s表示,采用SPSS13.0软件进行方差分析和相关分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

　　结 果

　　1 行为改变

　　爆炸后可观察到大鼠呼吸变深、变慢,之后逐渐加快，无死亡，均在3小时内清醒，能自由活动，进食、水，但反应较正常组迟钝。

　　2 解剖及镜下改变

　　伤后1 小时内即可看到脑皮层血管充血,脑组织肿胀，未见大面积挫伤或局灶性挫裂伤，蛛网膜下腔出血，无侧脑室出血,未见脑组织局灶性病灶。镜下见脑表面蛛网膜下腔出血，管腔红细胞淤积。脑损伤后1小时,即可见脑水肿改变, 表现为脑组织疏松、核移位、胞质呈网状、细胞及血管间隙增大等病理改变(图1、2)。

　　3 脑水肿指数(%)及血浆S100B蛋白(μg/L)+s变化

　　见表1。表1 脑水肿指数(%)及血浆S100B蛋白(μg/L)变化(略)

　　讨 论

　　1 舱室内颅脑爆炸伤研究的重要性

　　在现代战争中，由于反装甲武器的普遍使用，装甲车及坦克乘员可能会遇到闭合空间内的爆炸伤，在城市作战中，由于大量爆炸性武器的使用，战斗人员也存在闭合空间内爆炸伤的可能;在和平时期，针对平民的闭合空间内恐怖爆炸袭击也层出不穷，如以色列遭受的大量发生在公车和室内的自杀式炸弹袭击、伦敦地铁爆炸案等。目前国内外研究较多的是创伤性颅脑外伤和开放空间的颅脑爆炸伤，针对闭合空间内颅脑爆炸伤研究的报道比较少。

　　爆炸通过多种机制导致机体损伤，通常为多发伤、开放性损伤、脑/脊髓/眼/肌肉骨骼系统的损伤及精神障碍[2]。头部伤在爆炸伤中占很大的比例，据克罗地亚战争统计，因头部爆炸伤死亡占头部受伤人数的53.4%[3]，因此研究闭合空间的颅脑爆炸伤不仅是现代军事医学的重要研究方向，也是和平时期急救医学和创伤医学的重要课题。

　　2 舱室内爆炸性损伤的特点及机制

　　爆炸损伤在开放空间中主要是破片致伤，闭合空间内主要是冲击波致伤，一般认为冲击波的动压可使人员发生抛掷,从而引起颅骨骨折、颅内血肿和脑挫裂伤等。而冲击波超压可能直接经颅骨传到颅内;使体腔内的血液通过椎静脉和颈静脉涌向脑血管,致血液静水压突然增高;引起肺组织撕裂后,使空气入血形成气栓,随血流堵塞脑血管,从而引起颅脑损伤[4]。

　　生物冲击伤主要与冲击波压力峰值大小、压力上升时间、持续时间以及周围环境压力有关。在闭合空间内，由于周壁和其他物体反射效应，传递给人体的冲击波能量更多，原发冲击伤发生率高、伤情更重、死亡率更高[5，6]。据统计，从1966年～2002年，在恐怖炸弹袭击的直接死亡者中，闭合空间占8%，开放空间占4%[7]。Katz等[8]报告一次公共汽车内爆炸,死亡6 人,伤52 人,死亡率达10.3%。

　　3 舱室内颅脑爆炸伤S100B及脑水肿变化规律及意义

　　脑水肿是闭合性颅脑损伤后主要的继发性病理改变,也是临床上致残和致死的主要原因之一。既往实验大多在动物的颅骨开窗后实行,虽然脑组织损伤明显，但由于起了和临床上去骨瓣减压术相似的作用,限制并减轻了伤后脑水肿的发生、发展，作为动物模型，并没有反映真实状态下的脑水肿变化情况。本实验模型由于采用点爆源，主要是冲击波致伤，符合闭合空间的致伤情况。本实验结果显示脑含水量在伤后随时间延长而逐渐增加，6小时达高峰，之后逐渐下降，24小时内仍高于正常，72小时接近正常，光镜下脑充血、水肿改变明显，证明该闭合型脑损伤模型稳定可靠。

　　S100B蛋白因为较高的神经组织特异性，作为一种神经损伤的生化标志物已越来越多地应用于神经系统损伤的临床诊断和病情评估。它以高浓度存在于神经胶质细胞和中枢及周围神经系统的Schwann细胞和Langerhans细胞。

　　Ingebrigtsen等[9]对轻度脑外伤,即格拉斯哥评分(GCS)在13～15分之间,CT未见异常患者进行研究,发现血清S100B值与核磁共振或神经行为测验结果明显相关,认为伤后12小时内测定S100B对病情判断是很有意义的。脑挫伤后脑组织血清标志物调控基因的表达,必将会影响伤后血清标志物浓度的变化。Hinkle等[10]在雄性大鼠轻度皮层挫伤后0、3、12、24、96小时,提取脑皮层和海马的RNA,并测定S100BmRNA的表达。发现S100BmRNA水平在24小时内大脑受伤同侧与对侧的皮层及海马明显升高。本实验中，外周血浆中S100B含量在伤后1小时即明显增高，至24小时达高峰，72小时仍高于正常，伤后早期变化明显，显示本模型造成的爆炸性闭合型颅脑损伤确实存在，且符合颅脑损伤后S100B含量表达的变化规律，它比脑水肿指数更灵敏，变化更明显，可作为早期诊断颅脑爆炸伤的依据。

　　【参考文献】

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　　[8]Katz E,Ofek B,Adler J,et al.Primary blast injury after a bomb explosion in a civilian bus[J].Ann Surg,1989,209(4):484-488.

　　[9]Ingebrigtsen T,Waterloo K,Jacobsen EA,et al.Traumatic brain damage in minor head injury:relation of serum S100 proteinmeasurements to magnetic responance imaging and neurobehavioral outcome[J].J Neurosurgery,1999,45(3):468-475.

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