目的：同20%甘露醇相比,研究10%高渗盐水(hypertonic saline,HS)治疗脑缺血所致脑水肿的效果和可能的并发症及其机制的初步探讨；并进一步探讨10%HS对缺血灶周围脑组织血管周围星形胶质细胞上AQP4表达调节和对缺血灶周围神经元凋亡的影响,以探索其治疗缺血性脑水肿的分子机制和对神经功能的影响。材料与方法：第一章：10%高渗盐水和20%甘露醇减轻缺血性脑水肿的效果及其机制的初步探讨1.实验动物与分组健康成年SD雄性大鼠随机分成4组：假手术组、脑缺血+生理盐水组(简称生理盐水组)、脑缺血+20%甘露醇组(简称甘露醇组)和脑缺血+10%HS组(简称10%HS组)。以右侧永久性大脑中动脉阻塞(permanent middle cerebral artery occlusion,PMCAO)后6h为治疗起点,各组根据治疗持续时间随机分为4个亚组：2、6、12和18h组。PMCAO后6h起,生理盐水组,甘露醇组和10%HS组用微量注射泵按0.3ml/h经尾静脉匀速注入生理盐水,20%甘露醇(或20%氚标甘露醇)或者10%HS,而假手术组不予干预。2.观察指标：①各组相应治疗时间点缺血侧与非缺血侧脑含水量(brain water content, BWC);②非缺血侧与缺血侧脑组织钠离子含量；③血清Na+、Cl-和血浆晶体渗透压；④放射性自显影观察甘露醇随治疗时间在脑组织的累积情况；⑤苏木素-伊红(HE)染色观察治疗18h后各组缺血后脑组织病理改变。第二章：10%高渗盐水减轻脑水肿的分子机制及其对神经功能的影响1.健康成年SD雄性大鼠随机分成3组：假手术组、生理盐水组和10%HS组。各组以缺血6h为治疗起点,根据治疗时间分为3个亚组：0、6和18h治疗组。2.通过干湿比重法测量各组缺血侧大脑半球BWC,用TUNEL技术分别检测治疗18h梗死灶周围脑组织的细胞凋亡情况,应用免疫双标法检测18h梗死灶周围AQP4表达情况,蛋白免疫印迹技术(Western Blot)及实时荧光定量RT-PCR,检测18h梗死灶周围脑组织AQP4蛋白和mRNA的表达情况。数据分析和统计学处理所有数据经SPSS13.0统计软件处理,根据资料不同类型进行相应的统计处理。服从正态分布的计量资料以(均数±标准差)(x±S)表示；两因素组间比较采用析因设计的方差分析,单因素组间比较采用one-way ANOVA方差分析。方差齐,组间多重比较采用LSD分析,方差不齐,组间多重比较采用Dunnett’s T3分析；双变量计量资料相关分析采用Pearson相关分析；以P<0.05认为差异有统计学意义。结果：第一章：10%高渗盐水和20%甘露醇减轻缺血性脑水肿的效果及其机制的初步探讨1.缺血侧与非缺血侧BWC：①在治疗2、6、12和18h,各治疗组间缺血侧BWC差异均有显著性(P2h=0.000、P 6h=0.000、P 12h=0.000、P18h=0.000),在生理盐水组,甘露醇组和10%HS组,治疗2h、6h、12h和18h,缺血侧脑含水量差异亦均有显著性差异(分别P=0.000、P=0.000、P=0.000),而假手术组缺血侧BWC差异无统计学意义(P=0.271)；进一步采用LSD法进行组间多重比较发现,同假手术组比较,在各治疗时间点,生理盐水组、甘露醇组、10%HS组缺血侧大脑半球BWC增加(P<0.05)。在治疗2、6和12h,同生理盐水组比较,10%HS组和甘露醇组BWC减低(10%HS组：P2h=0.000、P6h=0.000、P12h=0.000；甘露醇组：P2h=0.018、P6h=0.025、P12h=0.030)；而在治疗18h,甘露醇组BWC与生理盐水组缺血侧大脑半球BWC无差异(P=0.551),而10%HS组BWC较生理盐水组减低,差异有显著性统计学意义(P=0.000)。②与假手术组相比,在生理盐水组非缺血侧大脑半球BWC随缺血时间延长亦进行性增加,同缺血2h相比,缺血12h和18h脑含水量增加(P12h=0.016、P18h=0.003)。在治疗6、12和18h,同相应时间点生理盐水组相比,10%HS治疗组BWC减低(P6h=0.029、P12h=0.012、P18h=0.000)2.脑组织钠离子含量：治疗2、6、12及18h,生理盐水组、甘露醇组和10%HS组缺血侧大脑半球脑组织钠离子含量高于假手术组,差异有显著统计学意义(P均=0.000)；和生理盐水组和甘露醇组相比,10%HS组增高无差别(分别为：P2h=0.154、P6h=0.663、P12h=0.698、P12h=0.063,P2h=0.441、P6h=0.334、P12h=0.598、P12h=0.957)。在非缺血侧脑组织,与假手术组、甘露醇组和10%HS组相比,生理盐水组非缺血侧脑钠含量增高有统计学意义(分别P=0.000、P=0.040、P=0.002)；但10%HS组与甘露醇组相比非缺血侧脑钠含量差异无统计学意义(P>0.05)。不同治疗时间非缺血侧脑含水量均无差异(P>0.05)。3.血清Na+、Cl-和血浆晶体渗透压：同假手术组、生理盐水组、甘露醇组相比,10%HS组血Na+、Cl-和血浆晶体渗透压增高有显著性(P均=0.000)。4.相关分析：①各组非缺血和缺血侧BWC与相应血钠浓度与脑钠含量差值的相关性分析结果显示：治疗2、6、12和18h,假手术组生理盐水组和甘露醇组非缺血和缺血侧BWC与相应各组血钠浓度和脑钠含量差值不存在显著相关性(P均>0.05),而10%HS组非缺血和缺血侧BWC与相应各组血钠浓度和脑钠含量差值均存在显著负相关(r均>-0.854,P均<0.05)。②10%HS组治疗2、6、12和18h缺血侧BWC与相应血清Na+、血浆晶体渗透压存在显著负相关(血清Na+：r2h=-0.811、P2h=0.05,r6h=-0.865、P6h=0.026,r12h=-0.863、P12h=0.027,r18h=-0.911,P18h=0.012；血浆晶体渗透压r2h=-0.813、P2h=0.49,r6h=-0.888、P6h=0.018,r12h=-0.887、P12h=0.018,r18h=-0.915、P18h=0.01)。5.①脑组织氚标甘露醇含量：从干预2h至18h,缺血侧梗死区灶周围氚标甘露醇含量进行性增高；干预12、18h同2h相比,差异有统计学意义(P12h=0.000、P18h=0.000),提示氚标甘露醇在患侧梗死区不断累积。在非缺血侧相应脑组织区,从干预2h至18h,氚标甘露醇含量亦不断增多,干预6h与干预2h相比,增高无差别(P=0.064),而干预12h和18h,与干预6h相比,增高有显著性(P均=0.000)。在干预12h和18h,缺血侧较非缺血侧氚标甘露醇量增高(P2h=0.001、P12h=0.045、P18h=0.001)。②脑组织放射性自显影：氚标甘露醇干预2h就可见缺血侧脑梗死灶周围脑组织少量的黑色银颗粒分布,在干预6、12和18h缺血侧脑梗死灶周围脑组织进行性增多；提示甘露醇在缺血侧脑梗死灶周围脑组织随甘露醇注入时间延长明显增多。而在非缺血侧相应脑组织区域随氚标甘露醇干预时间延长亦可见黑色银颗粒不断增多,以干预12h、18h明显,但黑色银颗粒量较缺血侧少。6.治疗18h缺血侧脑组织病理改变：光镜下可见梗死区细胞稀少,广泛的神经元坏死,细胞溶解伴软化灶形成；细胞结构模糊,细胞体缩小变形,染色加深,核消失,血管可见粒细胞附壁及浸润。可见细胞及组织间隙水肿,水肿以皮层下结构及梗死区向非梗死区的移行区为重。10%HS组梗死区可见神经元坏死,细胞数减少,细胞结构模糊,细胞体缩小变形,染色加深,核消失,血管可见粒细胞附壁及浸润,梗死灶周围可见气球样改变和间质水肿,但程度比生理盐水组和甘露醇组轻。第二章：10%高渗盐水减轻脑水肿的分子机制及其对神经功能的影响1.各组缺血侧半球BWC：在治疗0、6和18h,各治疗组间缺血侧BWC增高均有显著性(P0h=0.000、P6h=0.000、P18h=0.000),在假手术组,生理盐水组和10%HS组,分别在治疗0、6和18h,缺血侧BWC亦均有显著性差异(P均=0.000)；进一步采用LSD法进行组间多重比较,在治疗0、6和18h,同假手术组相比,生理盐水组缺血侧BWC增高有显著性(P0h=0.001、P 6h=0.000、P18h=0.000),而在治疗0h,同生理盐水组比较,10%HS组缺血侧BWC差异无统计学意义(P=0.978),但在治疗6h和18h,同生理盐水组相比,10%HS组缺血侧BWC降低有显著性(P均=0.000)。2.各组缺血灶周围脑组织神经元调亡情况：假手术组神经元细胞凋亡甚少,生理盐水组随着时间的进展,细胞凋亡增多。分别在治疗6h和18h,各治疗组间比较均有显著性(P6h=0.000、P18h=0.000)；在假手术组和10%HS组,治疗6h和18h脑梗死灶周围神经元凋亡率差异均无显著性(P=0.711、P=0.064),而生理盐水组治疗6h和18h,脑梗死灶周围神经元凋亡率增高有显著性(P=0.000)；进一步采用Dunnett T3进行组间多重比较,治疗6h和18h,同生理盐水组比较,10%HS组神经元凋亡率减少有统计学差异(P6h=0.001、P18h=0.004)。3.各组缺血灶周围脑组织AQP4的表达情况：免疫荧光双标染色发现生理盐水组在治疗18h缺血灶周围脑组织APQ4表达均高于假手术组,而10%HS组则明显降低。在治疗18h,同假手术组相比,生理盐水组AQP4-mRNA表达增高有显著性(P=0.009)；而10%HS组较生理盐水组AQP4-mRNA表达减低,两者差异存在统计学意义(P=0.033)；在治疗18h,同假手术组相比,生理盐水组AQP4蛋白表达明显增高(P=0.000)；而10%HS组较生理盐水组AQP4蛋白表达减低(P=0.000)结论：1.同20%甘露醇相比,持续静脉输注等量10%HS可更持久更有效治疗缺血性脑水肿,而没发现明显并发症。2.血浆与脑组织之间钠离子浓度梯度较大可能是10%HS效果优于20%甘露醇的重要原因之一。3. 20%甘露醇随用药时间延长在脑组织不断累积,缺血侧较非缺血侧显著,这可能是其治疗脑水肿作用减退的原因之一4. 10%HS可能通过下调血管周围星形胶质细胞AQP4的表达减轻脑水肿,并通过减少缺血周围脑组织神经元凋亡发挥神经保护作用。