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预处理(preconditioning)的概念最早是由Murry于1986年提出的,指在缺血发生前便给予某种干预措施,这一措施所引发的内环境改变可使生物体对随后遭受的缺血性侵袭产生一定的抵抗力,从而减轻缺血损害的程度,即缺血耐受现象(ischemic tolerance)。在心脏保护领域缺血预处理被广泛证明行之有效后,在中枢神经保护方面也得到了肯定的证实。最早的预处理研究是以缺血的方式形成耐受,随后大量研究证实缺氧、HBO、吸入麻醉剂、电针、低温以及一些药物预处理均可引起神经保护作用。其作用机制涵盖了抑制细胞兴奋性毒性、氧化应激、炎性反应,影响信号转导、神经血管病理生理以及抑制细胞死亡和基因治疗等多个方面。HBO作为多种疾病的治疗手段,已在临床上广泛应用于多种神经系统疾病。近几年来,有研究表明HBO在神经系统(脑与脊髓)缺血再灌注损伤方面亦有治疗作用,本实验室已证实,使用2.5-3.0 ATA,100% O2,1h·d-1,3-5 d进行预处理可以诱导动物脑或脊髓的缺血耐受。但长期HBO预处理对神经系统再灌注损伤的作用尚无报导。我们设计了下面2组实验,观察长期重复HBO预处理是否能增强对兔脊髓缺血再灌注损伤的保护作用,以及不同时程HBO预处理对脊髓缺血再灌注损伤的作用与脊髓神经元凋亡和变性之间的关系。为进一步确定HBO预处理的最佳方案,制定临床实施方案提供关键的科学依据。实验一长期重复高压氧预处理对兔脊髓缺血再灌注损伤的作用目的:探讨长期重复HBO预处理对兔脊髓缺血再灌注损伤的作用。方法:45只成年雄性新西兰大白兔,随机分为假手术组(SHAM,n = 5),对照组(CON,n = 10)和3个HBO预处理组:2.5 ATA,100% O2,1 h·d-1HBO预处理,连续5 d(HBO5),10 d(HBO10)或20 d(HBO20),n = 10。SHAM组分离腹主动脉但不阻闭血流;CON组不进行任何预处理,直接阻闭左肾动脉分支下腹主动脉20 min后开放,造成脊髓缺血再灌注损伤;3个HBO预处理组动物均在末次HBO预处理24 h后,按CON方法进行脊髓缺血再灌注损伤。于再灌注后(SHAM组为分离腹主动脉后20 min起计)4、8、12、24及48 h进行后肢运动神经功能评分(修正Tarlov评分标准)。评分完毕后,取腰段脊髓制作标本,进行组织病理学观察,计数脊髓前角正常神经元。结果:HBO5与HBO10组后肢运动神经功能评分均明显高于CON组(P<0.05),而HBO20组后肢运动神经功能评分与CON组无显著差异;脊髓前角正常神经元计数结果显示,与SHAM组相比,除HBO5组外,各组脊髓前角正常神经元数均有所减少(P<0.05),但HBO5与HBO10组该项计数明显多于CON组(P<0.05与P<0.05),而HBO20组该项计数则与CON组无明显差异(P>0.05),且明显低于HBO5组(P<0.05)。结论:5 d与10 d HBO预处理有明显的脊髓保护作用,而20 d HBO预处理反而无脊髓保护作用,说明5 d或10 d HBO预处理为较佳的预处理方案,且以5d HBO预处理的保护作用更为明显。实验二长期重复高压氧预处理对兔脊髓缺血再灌注损伤后脊髓前角神经元凋亡与变性的影响目的研究长期重复HBO预处理对兔脊髓缺血再灌注损伤后神经元变性、凋亡的影响及其与HBO预处理神经保护作用的关系。方法25只成年雄性新西兰大白兔,随机分为假手术组(SHAM,n = 5),对照组(CON,n = 5)和3个HBO预处理组:2.5 ATA,100% O2,1 h·d-1 HBO预处理,连续5 d(HBO5),10 d(HBO10)或20 d(HBO20),n = 5。SHAM组分离腹主动脉但不阻闭血流;CON组不进行任何预处理,直接阻闭左肾动脉分支下腹主动脉20 min后开放建立脊髓缺血再灌注损伤;3个HBO预处理组动物均在末次HBO预处理24 h后,按对照组方法进行脊髓缺血再灌注损伤。于再灌注后(SHAM组为分离腹主动脉后20 min起计) 48 h取腰段脊髓组织制作标本,切片后行TUNEL及Fluoro-Jade B染色,计数脊髓前角TUNEL阳性神经元及Fluoro-Jade B阳性神经元。结果HBO5与HBO10组动物脊髓缺血再灌注后脊髓前角的凋亡与变性神经元数目均显著低于CON组(P<0.05与P<0.05);而HBO20组脊髓前角凋亡与变性神经元计数均与CON组无异(P>0.05),但HBO20组变性神经元数明显多于HBO5组与HBO10组(P<0.05)。结论短期HBO预处理(5 d和10 d)产生的神经保护作用可能是通过抑制神经元变性和凋亡介导,而长期重复HBO预处理(20 d)不能抑制神经元变性和凋亡,可能是后者神经保护作用消失的主要原因。