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背景和目的脑卒中是目前人类疾病的三大死亡原因之一，是导致成人残疾的最常见原因。脑缺血发生后，脑组织存在着复杂的病理生理过程，包括脑血流中断及低灌注、能量耗竭、血流再通后的再灌注损伤、自由基反应、兴奋性氨基酸毒性及钙超载等，将导致神经元变性坏死，迟发性神经元死亡和／或凋亡，而神经保护剂的应用可减少由缺血带来的一系列病理损伤，是目前研究的热点。近年来的研究表明，脑缺血时γ-氨基丁酸／谷氨酸（γ-aminobutydc acid GABA，glutamate Glu）比值进行性下降造成兴奋—抑制失衡是导致缺血性损伤的重要原因之一，GABA是中枢内重要的抑制性神经递质，在神经元损伤中与主要的兴奋性递质谷氨酸相抗衡，介导GABA中枢效应的受体至少有3种不同类型，其中GABAa受体分布最广泛，并在缺血性脑损伤的神经保护中占主导地位。在Glu的兴奋性毒性中N-甲基-D-天门冬氨酸受体（N-methyl-D-aspartat NMDA）起重要作用，NMDA受体过度兴奋介导的Ca2+内流，引起神经细胞迟发性损伤在兴奋毒性的病理中占主导地位。NMDAR1是NMDA受体复合物的必需功能亚单位，在介导NMDA中枢效应中起着重要作用。目前，人们注意到，被广泛应用的抗癫痫药具有一定的脑保护作用，其机理可能是通过减少兴奋传递或增强神经元抑制来抵消异常的脑兴奋性。托吡酯（topiramateTPM）是一种具有多重药理机制的新型抗癫痫药物，它的作用机制包括增强GABA介导的抑制作用；阻滞Ca2+、Na+通道，作用于非NMDA受体拮抗谷氨酸的兴奋毒作用等，其在抗癫痫的使用上取得了较满意的效果，但在缺血性脑损伤保护方面的研究尚少。研究托吡酯对缺血性脑损伤的保护作用及其机制有较重要的意义，可为其作为神经保护剂的临床应用提供理论依据。本研究通过建立大鼠局灶性脑缺血再灌注模型，检测再灌注后大鼠脑组织缺血区氨基酸类神经递质（GABA，Glu）含量，梗死半球的NMDAR1．GABAa受体阳性细胞表达的变化；光镜下观察细胞坏死情况变化，同时应用托吡酯进行干预，探讨托吡酯的神经保护作用及作用机制，以开拓脑梗塞治疗的新措施，并为以后临床上应用托吡酯治疗脑梗塞提供理论依据。材料方法1．动物分组：健康雄性SD大鼠92只，体重280～320克，由郑州大学实验动物中心提供。随机分为4组：A：假手术组18只；B：单纯缺血组18只；C：托吡酯治疗组18只；D：托吡酯预防组18只。2．动物处理：模型的制作：线栓法建立大鼠大脑中动脉（middle cerebral artery occlusion MCAO）闭塞模型，按Kuge Y等报告的方法稍加改进。B，C、D组大鼠制成MCAO模型假手术组除不将尼龙线插入颈内动脉外，余同手术组。A组：进行假手术处理，24h时生理盐水10ml／kg灌胃。B组：于拔线再灌注时生理盐水10ml／kg灌胃。C组：于拔线再：灌注时用新鲜配制成的TPM混悬液（10mg／ml，100mg／kg）灌胃。D组：于脑缺血再灌注术前3 d开始给药，剂量为100 mg／kg灌胃，每天一次，末次给药30 min后行脑缺血再灌注手术。3．标本的制作：大鼠再灌注24h后，每组大鼠随机取出6只，断头，快速于冰盘上分离右侧额顶叶皮层组织，称重，按1：10加入HC104（0.4mol／L），用组织匀浆器冰浴匀浆1.5min，冰浴沉淀30min，离心（12000转／分，20min，4oC）后，吸取上清液分装，于—70OC冰箱保存，待测GABA，Glu含量。余下的各组大鼠经心脏灌注固定后做石蜡切片，供HE染色或做免疫组化用。4．观察指标：（1）缺血再灌注24h时进行神经功能评分，按Zausinger 6分法进行神经功能评分。（2） HE染色：光镜下观察脑组织的病理变化。（3）用SP免疫组化法观察NMDAR1及GABAa的表达情况。（4）高效液相色谱分析仪测脑组织内GABA，Glu的含量5．统计方法：应用SPSS10.0统计软件包进行数据处理，所有数据均采用均数±标准差(x±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析，两组均数间比较采用t检验，取α=0.05作为显著性检验标准。结果1．神经功能评分：假手术组无神经功能缺损，0分；单纯缺血组神经功能评分为2.97±0.94；托吡酯治疗组神经行为学评分为1.98±0.76；托吡酯预防组神经行为学评分为1.32±0.48；单纯缺血组与假手术组相比，神经行为学评分有明显差异（P＜0.01）托吡酯治疗组与单纯缺血组相比，神经行为学评分有差异（P＜0.05），托吡酯预防组与单纯缺血组相比，神经行为学评分有明显差异（P＜0.01）。2．HE染色：光镜下假手术组偶有神经元细胞变性、死亡，大部分细胞形态正常；单纯缺血组可见大量神经元细胞变性、死亡，核浓缩，空泡变性。托吡酯治疗组梗死灶内的神经细胞变性坏死，细胞周围明显水肿，组织结构疏松，死亡细胞较单纯缺血组明显减少，托吡酯预防组神经元细胞变性、死亡现象较托吡酯治疗组减少。3．大鼠脑皮层组织Glu含量：假手术组86.36±7.01uM／L；单纯缺血组105.87±20.70uM／L；托吡酯治疗组75.31±9.87uM／L；托吡酯预防组63.29±7.08。大鼠脑皮层组织GABA含量：假手术组5.57±0.36 uM／L；单纯缺血再灌注组8.61±1.98uM／L；托吡酯治疗组11.87±2.41uM／L；托吡酯预用药组13.91±2.29 uM／L。单纯缺血组大鼠缺血区脑皮层组织中兴奋性氨基酸Glu，抑制性氨基酸GABA均升高（均P＜0±05）。托吡酯治疗组Glu含量较单纯缺血组降低（P＜0.05），GABA含量与单纯缺血组相比增多（P＜0.05）。托吡酯预防组Glu含量较单纯缺血组明显降低（P＜0.01），GABA含量与单纯缺血再相比明显增多（P＜0.01）。4．大鼠脑缺血侧脑组织GABAa免疫阳性细胞数：假手术组58.16±1.72；单纯缺血再灌注组19.67±2.80；托吡酯治疗组31.50±1.38；托吡酯预用药组38.67±1.63。单纯缺血再灌注组与假手术组相比大鼠脑缺血侧脑组织GABAa明显降低（P＜0.01），托吡酯治疗组较单纯缺血组GABAa增高（P＜0.05）。托吡酯预防组GABAa含量较单纯缺血再灌注组明显增高（P＜0.01）。大鼠脑缺血侧脑组织NMDAR1免疫阳性细胞数：假手术组35.50±1.38；单纯缺血再灌注组25.33±2.25；托吡酯治疗组16.00±2.09；托吡酯预防组10.67±1.03，单纯缺血组与假手术组相比大鼠脑缺血侧脑组织NMDAR1明显降低（P＜0.01），托吡酯治疗组较单纯缺血组NMDAR1受体量降低（P＜0.05），托吡酯预防药组NMDAR1受体量与单纯缺血再灌注组相比明显降低（P＜0.01）。结论1、托吡酯对大鼠的脑缺血再灌注损伤具有保护和治疗作用。2、托吡酯的脑保护作用与其应用时间有关，治疗性应用托吡酯的脑保护作用弱，预防性应用托吡酯的脑保护作用强。3、托吡酯的保护大鼠脑缺血的重要机制之一可能是通过抑制兴奋性氨基酸释放、提高抑制性氨基酸释放及改变其受体表达实现的。