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缺氧缺血性脑病是新生儿期常见的神经系统疾病,存活者常遗留学习、记忆等神经系统发育障碍性疾病和脑性瘫痪、癫痫等。关于缺氧缺血性脑损伤的早期干预是目前研究的热点,目前研究显示还没有发现理想的治疗方法。探索最大限度地激活HIE患儿大脑的对抗损伤及重塑潜能的康复方法,以使患者获得更好功能恢复,提高其生存质量显得非常有意义。目的：从学习和记忆能力测定、ICAM-1的表达、细胞凋亡的表达,以及中枢神经系统的突触可塑性和超微结构等方面,探讨缺氧缺血脑损伤引起新生大鼠学习记忆障碍及中药单体白藜芦醇甙改善学习记忆障碍的可能机制。方法：本研究以新生SD大鼠缺氧缺血性脑损伤模型为研究对象,随机分为假手术组、HIBD自然恢复组(HIBD组)和PD干预组。分离并结扎左侧颈总动脉2小时后吸入含氧8%的氮氧混合气体2小时制备新生大鼠缺氧缺血性脑损伤模型。假手术组只分离左侧颈总动脉不结扎。采用Morris Water Maze实验评估HIBD后21天大鼠学习记忆功能的变化,用免疫组化观察脑组织ICAM-1、突触素的表达变化,用TUNEL法观察神经元细胞凋亡的变化,透射电镜观察缺血侧海马CA 1区突触形态结构的变化。结果：一、白藜芦醇甙对HIBD新生大鼠远期学习记忆能力影响的研究1.定位航行实验HIBD组大鼠(52.37±8.03 S)平均逃避潜伏期比假手术组(39.55±8.08S)明显延长(P<0.001),PD治疗组(43.29±7.63 S)比HIBD组大鼠明显缩短(P<0.05)。三组大鼠第1天训练的平均逃避潜伏期无显著意义差异(P>0.05),随着训练天数增加,三组大鼠平均逃避潜伏期的均值逐渐缩短；第3天、第4天经单因素方差分析,三组平均逃避潜伏期两两比较,均有统计学意义(P<0.05 or P<0.01), PD治疗组和假手术组平均逃避潜伏期较HIBD组缩短明显。2.空间搜索实验HIBD组穿台次数(2.36±1.80)比假手术组(5.29±2.62)和PD干预组(4.25±1.66)明显减少,HIBD组目标象限的游泳时间(10.63±3.66S)与假手术组(15.74±3.85)和PD治疗组(14.32±2.52)比较明显缩短(P均<0.05)；PD治疗组的穿台次数和目标象限的游泳时间(14.32±2.52S)均低于假手术组,但组间则无明显差别(P均>0.05)。结果显示缺氧缺血能够损害大鼠的空间探索能力,白藜芦醇甙能减轻缺氧缺血引起的大鼠的空间探索能力损害。3.组织学改变：缺氧缺血组左侧大脑皮质及海马CA1区锥体细胞层次排列紊乱,细胞数目明显减少且排列疏松,细胞核轮廓欠清,尼氏体颗粒丢失明显。PD治疗组神经元尼氏体较缺氧缺血组丰富且染色较深,细胞核轮廓较为清晰,细胞层次较为丰富,细胞排列较缺氧缺血组整齐。二、缺氧缺血性脑损伤新生大鼠海马CA1区的病理改变和突触素的表达及白藜芦醇甙的干预作用1.突触素的表达HI后7天HIBD组大鼠缺血侧海马CA1区突触素表达的平均密度值(0.1628±0.0 1 23)比假手术组(0.2857±0.0709)表达减少。在缺氧后21天HIBD组(0.3436±0.0569)大鼠缺血侧海马CA1区突触素表达明显增高；PD干预组同样也呈现出相同的趋势：缺氧缺血后7天,各组大鼠缺血侧海马CA1区突触素表达的平均密度值已经接近或达到假手术组水平,缺氧缺血后21天PD干预组大鼠缺血侧海马CA 1区突触素表达强度(0.4491±0.2230)进一步增强,与同时间点假手术组和模型组比较差异显著(P<0.05、P<0.01)。2.电镜观察结果(1) HIBD组：海马神经细胞固缩改变、核膜皱折、染色体致密、双核仁,胞浆致密,线粒体肿胀,线粒体嵴消失、内质网扩张。脑组织点状溶解灶,周围髓鞘变性,胶质细胞增生,微血管周围胶质足肿胀、破裂、微血管腔受压变形。神经丝数量减少,排列稀疏。神经元突触数量减少,突触间隙增宽,突触囊泡减少,突触后致密物变薄。(2)PD治疗组：海马神经元核膜完整光滑,核内染色质均匀,胞浆粗面内质网、核糖体及高尔基体、线粒体等细胞器完整、丰富。神经丝排列有序。突触前膜、突触后膜和突触间隙清晰,突触前终末有较多清亮的圆形囊泡,突触后膜有电子密度高的致密物质。三、新生大鼠HI B D后脑组织ICAM-1的表达、细胞凋亡的分析及白藜芦醇甙的作用1.对ICAM-1表达的影响假手术组少许脑实质中微血管显示阳性免疫染色。HIBD组HI后6hrICAM-1免疫阳性染色血管数明显增多,12hr达高峰,24hrICAM-1免疫阳性染色血管数的仍然持续在高峰水平；PD治疗组与HIBD组比较,HI后6hr、12hr、24hr脑微血管内皮ICAM-1表达明显减少(P<0.05或P<0.01)；HE染色组织病理的改变也显示在损伤脑组织中中性粒细胞浸润明显减少,神经元细胞变性、脑组织水肿和组织结构紊乱明显减轻。在HIBD后早期使用白藜芦醇甙,能降低脑微血管内皮ICAM-1的上调,抑制脑内炎症反应的发生。2.海马CA1区神经细胞凋亡及凋亡指数的变化假手术组未见或仅见少量凋亡细胞出现。HIBD组可见有多量凋亡细胞存在。PD干预组凋亡细胞数较HIDB组明显减少。凋亡阳性细胞细胞核有棕黄色至棕褐色颗粒,其形态学特征为细胞核体积缩小,染色质浓集、核裂解以及核周新月体样浓集染色质,细胞内可见深色凋亡小体。缺氧缺血组在缺氧缺血后各时间点海马CA1区神经细胞凋亡指数均明显高于假手术组(P<0.001),缺氧缺血后随时间而增加；与缺氧缺血组相比,相同时间点PD干预组神经细胞凋亡指数明显下降(P均<0.05)。结论：1.HIBD可以引起新生大鼠空间学习记忆能力的下降,白藜芦醇甙治疗可以改善HIBD大鼠的空间学习记忆能力。2.ICAM-1参与了缺氧缺血性脑损伤时的炎症反应,白藜芦醇甙部分阻断ICAM-1蛋白的表达,此作用可能参与白藜芦醇甙对缺氧缺血后大脑的神经保护作用。3.细胞凋亡参与新生大鼠缺氧缺血性脑损伤后神经元的死亡,白藜芦醇甙干预可以抑制缺氧缺血后神经细胞凋亡。4.HIBD后海马突触素免疫反应产物明显减少和超微结构受损,白藜芦醇甙治疗可以使海马组织CA1区组织突触素表达增多,改善脑缺氧缺血大鼠海马突触的超微结构,促进突触重建。综上所述,脑缺氧缺血后学习记忆功能损伤是一个多因素综合作用的过程。脑缺氧缺血引起的炎性损伤、可作为细胞凋亡的刺激信号诱导凋亡相关基因的表达改变、炎症反应及突触的结构和功能的可塑性受损等,都将导致神经结构和功能的损伤,最终引起学习记忆功能减退。白藜芦醇甙可能通过抗炎性浸润、抗凋亡、增加中枢神经系统结构和功能的可塑性等机制来改善脑缺氧缺血引起的学习记忆功能障碍。