亚低温治疗对大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的影响

　　作者：王宝忠,陈荣霞 作者单位：1.辽宁省建昌县康复医院神经外科，辽宁 建昌 ;2.辽宁医学院附属第一医院手术室,辽宁 锦州

　　【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) ℃,3 h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3 h开始增加,48～72 h达高峰,以后逐渐下降,至120 h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

　　The Therapeutic Effect of Mild Hypothermia on Brain Edema

　　in Subarachnoid Hemorrhage RatsWANG Baozhong1, CHEN Rongxia2

　　(1.Department of Neurosurgery, Jianchang Rehabilitation Hospital of Liaoning Province, Jianchang 125300 China;

　　2.Department of Operating Room, the First Affiliated Hospital of Liaoning Medical University, Jinzhou 121001 China)Abstract：Objective To investigate the effects of mild hypothermia on brain edema after subarachnoid hemorrhage (SAH) in rats. Methods SD rats were randomly divided into normal control group, SAH group and hypothermia group. Anterior cerebral artery perforation method was used to establish SAH rat model. Rats of hypothermia group were put onto ice blanket to degrade body temperature to (32±0.5) ℃. Rats were automatically rewarmed under room temperature after 3 hours. Brain water content was determined by the dry-wet weight method. Results In SAH group and hypothermia group, brain edema increased as early as 3 hours after SAH and enhanced further reaching maximum around 48 hours to 72 hours following SAH. Brain edema degree was significantly decreased in hypothermia group compared with SAH group. Conclusions Mild hypothermia treatment could significantly decrease brain edema after SAH in rats

　　Key words:subarachnoid hemorrhage; brain edema; mild hypothermia

　　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300～350 g,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,3 h后复温。各组大鼠分别在术后3 h、6 h、12 h、1 d、2 d、3 d和5 d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(300 mg/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5 cm,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2 mm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30 s。

　　1.2.2 亚低温处理

　　造模形成SHA后10 min将亚低温组大鼠放置冰毯上降温,15 min内将体温降至(32±0.5)℃。如体温过低用鹅颈灯加温,亚低温3 h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30 mg(图1),吸净表面液体，在1/1 000 g分析天平上(精确度0.1 mg)称湿重,然后将标本放置烘箱连续烘干72 h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3 h 开始增加,48～72 h达高峰,与对照组相比P<0.05,5 d时较3 d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2～3 d 出现恶化一致。亚低温组SAH后脑水肿产生较为缓和,从SAH后3 h开始增加,48～60 h达高峰,但与常温组相比P<0.05,5 d较3 d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。

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　　[5] Goto Y, Kassell NF, Hiramatsu K, et al. Effects of intraischemic hypothermia on cerebral damage in a model of reversible focal ischemia [J]. Neurosurgery, 1993, 32(6):980-984.

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