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脑血管疾病(cerebrovascular diseases)的发病率、死亡率和致残率很高,与恶性肿瘤、心脏病并列为导致全球人口死亡的三大疾病,根据新近的流行病学资料,我国脑血管疾病在人口死因中居第二位,仅次于恶性肿瘤。在脑缺血再灌注损伤中钙调蛋白(CaM)参与细胞内多种钙介导的生物代谢过程,是一种多功能的钙结合蛋白,其作用途径复杂多样。目前,对于CaM在脑缺血过程中作用的研究越来越多。三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP)作为特异性的CaM抑制剂在相关研究领域得到广泛应用。在整体动物实验中已证实可明显缩小大鼠脑缺血再灌注后的梗死面积。但其保护作用机制尚不清楚。本实验通过建立大鼠局灶性脑缺血/再灌注模型,分析TFP对大鼠脑缺血的影响,包括病理学变化,海马区长时程增强(long-term potentiation,LTP)和脑电图(EEG)的变化,以及TFP对海马神经元瞬时外向钾离子通道的影响,探讨TFP的神经保护作用及其机制。
材料与方法
动物实验部分:成年雄性SD大鼠随机分为对照组(CON),缺血组(ISC)及TFP治疗组(TFP)。采用线栓法制作大鼠局灶性脑缺血/再灌注模型,缺血手术30min后,TFP组腹腔注射TFP(5mg/kg),ISC组腹腔注射等量生理盐水。缺血1h后,拔出线栓进行再灌注。CON组只分离血管,不进行线栓,腹腔注射等量生理盐水。记录左右侧大脑PP-DG通路(穿通纤维一齿状回通路)间的LTP以及脑电图(EEG)。分析心率变异性(HRV)以及EEG的样本熵。实验结束后,大鼠取脑,行氯化三苯基四氮唑(TTC)以及苏木精和伊红(HE)染色。
膜片钳部分:9-14d SD大鼠,断头取脑后采用机械和酶解相结合的方法急性分离海马CA3区锥体细胞,制成细胞悬液,静置贴壁于盖玻片上。阻断钠通道、钙通道和延迟整流钾通道,记录瞬时外向钾通道电流。4分钟后,加入终浓度10<-5>mmol/L的TFP,记录加药前后电流变化。
实验结果用平均数±标准误(mean±S.E.M)表示,数据经t-检验,当p<0.05时认为结果有显著性差异。
结果
1, TFP组TTC染色缺血面积明显小于ISC组,HE染色神经组织损伤比:ISC组轻。
2, TFP组LTP诱发率高于ISC组,双侧兴奋性突触后电位斜率和群峰电位幅值均低于ISC组。
3, TFP组EEG样本熵在缺血侧高于ISC组,在非缺血侧低于ISC组。
4,海马神经元的膜片钳检测表明TFP给药后,可促进瞬时外向钾通道失活,抑制其失活后的恢复。
结论
1,TFP作为特异性的CaM抑制剂,对大鼠急性局灶性脑缺血有一定的神经保护作用。
2,TFP抑制LTP,减轻缺血缺氧对神经元造成的兴奋性毒性损伤。
3,TFP减轻缺血引起的脑电图样本熵下降。
4,TFP可促进I<,A>失活,抑制失活后恢复。