血管源性脑水肿(VBE)是临床最常见的脑水肿类型,其进展程度对原发病的预后起决定性作用, 至今尚无特效治疗良策。我们在以往的酶屏障研究基础上,应用相应的酶抑制剂LB,观察其对W istar鼠VBE模型的疗效,并与甘露醇作对比,以期寻求对以脑白质水肿为明显特征的VB E有效治疗药物。1 材料与方法 作者单位:510515广州第一军医大学南方医院神经内 科本课题为国家自然科学基金资助项目,课题号:395702621.1 实验动物 雄性Wi star大鼠99只,体重210±10g。将其随机分为4组:正常对照组19只,脑水肿组4 1只,LB组17只,甘露醇组22只。1.2 方法1.2.1 血压测定 用天津产SY-1 型大鼠血压测定仪,测定Wistar鼠左后肢血压,测量3次,取其中间值作为鼠的收缩压。1 .2.2 VBE模型 脑水肿组腹腔注射苯肾上腺素1.5mg/kg,注射前测压,注射后每 10分钟测1次血压,3次测压后,断头取脑;LB组腹腔注射苯肾上腺素30分钟后再注射LB (25mg/kg),30分钟后断头取脑;甘露醇组注射苯肾上腺素30分钟后再经股静脉注射 (1分钟内)20%甘露醇(0.5g/kg),30分钟后断头取脑。各组鼠断头取脑后立即用 远红外线水分测定仪(Denver公司)分别测量灰、白质水分含量(18℃,5分钟),同时 留取标本石蜡包埋后行HE染色。1.2.3 Evan'sblue测定血管通透性 正常对照 组和脑水肿组各10只鼠尾静脉注入1%Evan'sblue(5ml/kg),1小时后断头 取脑。称重后至甲酰胺溶液(分析纯)24小时,恒温56℃水浴过滤后用岛津52型自动分光光 度计测定620nm光密度值,以OD/g表示。1.2.4 统计方法 用Excel软件中成 组t检验进行数据处理。2 结 果实验组Wistar鼠注射苯肾上腺素10分钟血压升高5. 3~6.7kPa,出现四肢抖动,躁动不安,被毛竖立,眼球突出,呼吸急促,心率加速,四肢 末梢发绀,重者口鼻泡沫状出血。大体病理结果:脑表面苍白、肿胀,冠切面未见皮层下有出血灶 。光镜所见:HE染色皮层下毛细血管充血扩张,未见出血斑点,有明显脑水肿改变。注射苯肾上 腺素前Evensblue渗出量比为0.62OD/g,注药后为1.48OD/g,比注药 前高2.4倍。脑灰、白质水分测定:甘露醇组和LB组,脑灰、白质的水份含量与脑水肿组相比 均有下降(P<0.01),表明甘露醇及LB对脑水肿均有良好的脱水效果。LB组的脑灰质含 水量与甘露醇组相比无显著性差异(P>0.05),其脑白质水份含量与甘露醇组相比有显著性 差异(P<0.01),表明LB对脑白质有明显的脱水作用,见表1。表1 LB与甘露醇对V BE治疗效果的比较(x±s,%)正常对照组(n=19)脑水肿组(n=41)甘露醇组( n=22)LB组(n=17)灰质66.64±6.3478.28±7.5365.38±9 .0165.09±8.46白质61.71±7.4776.35±8.1467.15± 5.8558.24±7.48Δ 与脑水肿组比P<0.01;与甘露醇组比ΔP<0 .013 讨 论VBE是脑外伤、脑瘤、脑血管病、脑炎等许多疾病常见的伴发症。其发生机理 及防治的研究一直是神经科学领域的研究重点之一。VBE是由于血脑屏障(BBB)通透性增高 造成毛细血管内血浆蛋白与水分渗出,其主要特点为:(1)脑毛细血管通透性增高;(2)水肿 液蛋白含量高;(3)脑白质水肿明显。由于水肿液富含蛋白质,吸收缓慢,脑水肿持续时间长, 死亡率高。对脑水肿的治疗目前主要用高渗脱水剂如甘露醇和甘油制剂,以及利尿剂和激素。但它 们多可损害肾功能及致电解质紊乱,且甘露醇对灰质脱水有效,对白质则较差,甚至还可加重脑水 肿[1]。近年国外也试用钙离子拮抗剂、自由基清除剂治疗脑水肿,疗效并不肯定[2,3]。 以往认为VBE的发病机理是由于血管内皮细胞紧密连接的开放导致血管内大分子物质及水分渗出 至细胞外间隙而产生VBE。近来免疫电镜发现VBE时脑毛细血管内皮细胞紧密连接处仍完好无 损,而且即使紧密连接开放脑水肿也不会发生,动摇了多年来认为作为BBB主要通路的紧密连接 开放导致VBE的经典观念,对BBB机械屏障的变化在脑水肿发生中的作用提出否定。有学者发 现脑毛细血管内皮细胞和脉络丛上皮细胞存在独特的酶系统,能把相应底物降解,阻止相应底物入 脑,这些酶构成一道屏障,维持脑内环境的稳定。我们的前期工作[4]研究了自发性高血压脑卒 中易发鼠(SHRSP)和Wistar鼠对作为VBE模型的可行性,包括病理形态、通透性改 变。对脑毛细血管内皮细胞和脉络丛上皮细胞的12种酶活性进行了组织化学研究,发现VBE时 10种酶活性发生了改变。提示VBE的形成与酶屏障上酶活性改变有关。我们设想抑制这些酶活 性,可减少BBB通透性,从而减少脑水份含量。本实验中,我们对实验组动物应用LB后脑白质 平均水份含量为58.24%,脑灰质水份含量为65.09%,白质水份比对照组减少了18. 11%,而灰质只减少了13.19%,可见LB对白质水份的减少作用更明显;和甘露醇比,脑 灰质水分含量无明显减少,但对脑白质水分含量的减少甘露醇只减少了9.20%,而LB则减少 了18.11%,显著高于甘露醇的脱水作用(P<0.01)。此项结果表明酶屏障抑制剂LB 对由于BBB通透性增高造成的脑白质水肿为特征的VBE有选择性治疗作用。脑毛细血管独特的 酶系统不仅可起到屏障作用,同样对氨基酸和蛋白质等大分子物质的转运起调节作用。BBB的概 念已远超出原先的屏障含义。VBE早期大分子物质及水份通过BBB的途径很可能是由酶介导的 转运[5]。研究表明在脑卒中、脑瘤、脑外伤伴发的脑水肿早期就可见脑脊液和脑组织中碱性磷 酸酶、γ-谷氨酸转肽酶、乳酸脱氢酶等明显升高。细胞膜的脂质双分子层中镶嵌有大量蛋白质, 其中大多为酶类,这些酶与物质的交换和转运是密切相关的,酶活性的增加,意味着物质交换转运 增加,一定程度上反映了BBB通透性的改变。抑制酶的活性,便抑制了相应底物的跨膜转运[6 ],我们的实验显示了酶屏障抑制剂对VBE有明显的治疗作用,同时也反证了酶屏障在VBE的 发生中起重要作用。酶屏障抑制剂LB治疗血管源性脑水肿的实验研究@陆兵勋!510515$ 广州第一军医大学南方医院神经内科@宁群!510515$广州第一军医大学南方医院神经内科 @王心宇!510515$广州第一军医大学南方医院神经内科@陈兴洲!510515$广州第 一军医大学南方医院神经内科血管源性脑水肿;;酶屏障;;药物治疗目的 观察酶屏障抑制剂L B对血管源性脑水肿(VBE)的治疗作用。方法 Wistar大鼠腹腔注射苯肾上腺素制成V BE模型,分别注射LB和甘露醇,用远红外线水份分析仪分别测量灰、白质水份含量。结果 LB对脑水肿有显著脱水作用,与甘露醇比较有显著差异(P<0.01),尤其对白质的脱水作用更显著(P<0.01)。结论 酶屏障抑制剂LB对脑水肿,尤其对脑白质水肿有选择性治疗作用。是治疗VBE的新方法。1Kaufm ann AM, Cardoso ER.Aggravation of vasogenic cerebraledem a by m utile-dose m annitol. JNeurosurg, 1992,77:58
2 Yang GY,Chan PH,Chen SF,et al. Reduction ofvasogenic ede-m a and infarction by MK-801 in rats after tem porary focalcere-bralischem ia. Neurosur,1994,34:339
3 Oury TD,PiantadosiCA,Crapo JD.Cold-induced brain edem a inm ice involvem ent of extracellular superoxide dism utase and ni-tric oxide.JBiolChem , 1993,268:14349
4 Bingxun Lu, Xiangdong Tang. A new vasogenic brain edem am odeland relation to enzym atic barrier. Society forNeuroscice,1995,21:1750
5 Banks W A,Kastin AJ. Passage of peptides across the blood-brain barrier:Pathophysiologicalrespectives. Life Sci, 1996,59:1923
6 Lajtha A, LahiriS,Toth J.The brain barrier system -IV, Cere-bralam ino acid uptake in different class. JNeurochem , 1963,10:765国家自然科学基金。本实验中,我们对实验组动物应用LB后脑白质平均水 份含量为58.24%,脑灰质水份含量为65.09%,白质水份比对照组减少了18.11% ,而灰质只减少了13.19%,可见LB对白质水份的减少作用更明显;和甘露醇比,脑灰质水 分含量无明显减少,但对脑白质水分含量的减少甘露醇只减少了9.20%,而LB则减少了18 .11%,显著高于甘露醇的脱水作用(P<0.01)。此项结果表明酶屏障抑制剂LB对由于 BBB通透性增高造成的脑白质水肿为特征的VBE有选择性治疗作用。脑毛细血管独特的酶系统不仅可起到屏障作用,同
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