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前言 脑缺血再灌注损伤是由多种因素共同作用而引起的一系列复杂的病理生理变化过程,其病理生理机制是一种损伤性级联反应,可引起一系列神经化学,蛋白质与核酸代谢的改变。近年来,随着神经科学和分子生物学技术的不断发展,已深入到亚细胞和分子水平来进一步揭示脑缺血再灌注损伤的发病机制。 围术期脑缺血再灌注损伤一直是临床麻醉与复苏所关注的问题。对脑缺血再灌注损伤的机制以及麻醉药对其影响的研究仍是目前研究的热点课题之一,对其进行深入细致的研究有助于开发新的药物及脑保护方法,为对围术期脑缺血缺氧性损伤的保护开辟新的途径。许多研究表明异丙酚对中枢神经系统具有与巴比妥类药物相似的作用,可引起脑血管收缩、脑血流量减少、颅内压和脑氧代谢率降低。但近年来研究发现各种麻醉药所产生的脑保护程度并不与它们所引起的脑代谢降低幅度成比例。目前,虽然多数研究认为异丙酚对脑缺血缺氧性损伤具有一定保护作用,但对其保护作用的机制迄今尚未完全阐明,因此有必要对其神经保护作用的机制进行更加深入的研究与探讨。 本课题是结合国内外最新研究成果,在前人的基础上对异丙酚脑保护作用的机制进行更加深入细致的研究与探索。在大鼠全脑缺血再灌注损伤模型上,利用先进的观测指标及检测手段,进一步探讨异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤保护作用的机制,为其在实验及临床上的合理应用提供理论基础。本研究分为四部分:一、异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马线粒体能量代谢、ATP酶活性及自由基系统的影响;二、异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马组织氨基酸递质水平变化及神经元凋亡的影响;三、异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马组织c-fos和HSP70基因表达的影响;四、异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马组织ICAM-1和NF-κB基因表达的影响。 实验材料与方法 一、实验方法 1.动物模型的建立采用Plsinelli等介绍的方法并作一定改进,建立大鼠全脑缺血再灌注损伤模型。动物腹腔注射戊巴比妥钠K·kg-‘)麻醉后,颈后正中切开分离肌肉,暴露第一颈椎翼孔,用直径0.snun的大头针烧灼双侧翼孔内椎动脉,造成永久性关闭。然后翻转大鼠作颈部正中切开,分离出双侧颈总动脉,用4—0丝线环套颈总动脉,由耳后皮肤引出固定,缝合颈部伤口,放回保温鼠笼。手术后24h,腹腔注射生理盐水或异丙酚。固定动物,10ndn后,收紧双丝线阻断颈总动脉血流,造成大鼠全脑缺血。缺血10ndn后,松开丝线恢复脑血流再灌注。实验过程用热敏温度计探头连续测定肛温,采用电灯泡和电热毯加热的方法,保持大鼠直肠温度在37℃土0.5℃。 2.实验动物分组全体动物术前禁食12h,自由饮水。将180只雄性WSfor大鼠随机分为5组: A组:假手术对照组,仅分离椎动脉和颈总动脉,不行阻闭,术后24h腹腔注射生理盐水(NS乃,分别在注射后 60ndn上4h*2h三个时点处死大鼠。 B组:缺血再灌注对照组,全脑缺血10min,在缺血前10ndn腹腔注射NS SInl,分另在再灌注60ndn、24h*2h H个时点处死大鼠。 C组为缺血再灌注异丙酚预处理组,按异丙酚用量又分为三个亚组,余同B组: CI组:异丙酚 50mg叶g-‘,总量用 NS配至 SInl,全脑缺血前 10min腹腔注射,分别在再灌注60min、24h*2h三个时点处死大鼠。 C。组:异丙酚 100g·kg-’,总量用 NS配至 SInl,全脑缺血前 10tnin腹腔注射,分别在再灌注60min、24h*2h三个时点处死大鼠。 C3组:异丙酚 150mg·kg-‘,总量用 NS配至 sml,全脑缺血前 10ndll腹腔注射,分别在再灌注60ndn、24h和72h三个时点处死大鼠。 3.观察指标及方法 0)异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马线粒体能量代谢、ATP酶活性及自由基系统的影响:全脑缺血10min再灌注60ndn时,各组断头处死大鼠8只,分离出海马组织液氮冷冻。 ①HPLC法测定海马组织线粒体ATP、ADP人MP的含量; ②检测海马组织线粒体 Na”-K“-ATP酶人/”-ATP酶3OD、GSH ·2·的活性和MDA的含量; ③透射电镜观察海马线粒体超微结构的改变。 p)异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马组织氨基酸递质水平变化及神经元凋亡的影响:在再灌注60ndn和72h时,各组分别处死大鼠6只,分离海马组织液氮冷冻,取脑中间块10%中性甲醛固定。。 ①HPLC法检测海马组织谷氨酸(GIS人天门冬氨酸uSP入刀-氨基丁酸(cas幻和甘氨酸(oy)水平的变化; ②流式细胞仪厂CM)检测诲马组织神经细胞的凋亡指数(AI八 ③HE染色光镜检测海马CAI区凋亡神经元的密度。 p)异丙酚对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马组织C-fos和HSpoo基因表达的影响:于再灌注60ndn时,各组断头处死大鼠8只,分离海马组织液氮冷冻,脑中间块用10%中性甲醛缓冲液固定。 ①RT-PCR技术检测海马组织c-fos和HSpoo基因mRNA的表达水平; ②免疫组化方法检测C-fo;;和HSpoo蛋白在脑组织的表达。