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目的:探讨碳酸氢钠在大鼠全脑缺血/再灌注中对脑组织的保护作用及其保护机制。方法:1实验分组及动物模型制备48只雄性清洁级SD大鼠,月龄3~3.5月,体重310~350g(河北医科大学实验动物中心提供)。随机分为4组:假手术组(S组),缺血/再灌注组(I/R组),生理盐水组(Na组),碳酸氢钠组(N组),每组12只。采用三血管阻断法制备全脑缺血/再灌注模型。S组:仅暴露双侧颈总动脉和基底动脉,并穿线,不做任何操作,观察8小时;I/R组:暴露双侧颈总动脉和基底动脉,双侧颈总动脉动脉夹夹闭,基底动脉穿线并阻断,维持10分钟,再灌注8小时;Na组:阻断结束即刻股静脉输入0.9%NaCl 6ml/kg,其他同I/R组;N组:阻断结束即刻股静脉注射碳酸氢钠2.5mg/kg,其他同I/R组。2检测指标及检测方法2.1各组动物体重,月龄2.2各组动物收集脑缺血前10分钟(T1),缺血10分钟(T2),开放10分钟(T3)、开放20分钟(T4)、开放30分钟(T5)和开放40分钟(T6)的脑组织微透析液。2.3再灌注8小时后进行神经行为学评分格子爬行试验(OFT):将动物置于分析箱的正中方格中,观察5分钟动物的跨格次数,分析箱大小:1×1×0.4(m),箱底25个方格(20cm×20cm)。斜板试验(IPT):将大鼠按头向下的方向置于45°倾斜的木板上,记录大鼠本能转体为头向上所需的时间。2.4脑水含量缺血/再灌注8小时后,10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠,断头取脑,冰盘上取左侧大脑半球,滤纸吸干表面水分200℃烘干8小时,干湿重法计算脑水含量。2.5光镜下观察脑神经元病理改变在冰盘上取右侧大脑半球额叶皮质面积5cm×5cm厚度3cm的组织块,冷盐水冲洗干净,置于4%多聚甲醛中,摇匀,在10×40倍光镜下观察皮质神经元的病理改变。2.6电子显微镜观察脑神经元超微结构变化麻醉后迅速断头取脑,在冰盘上取右侧大脑半球额叶皮质组织,按照快小轻准原则取材,将大小约1mm×1mm×1mm脑组织置于4%戊二醛中固定,4℃冰箱中保存,固定1小时以上,送电镜实验室在透射电镜下观察皮质神经元的超微结构。结果:1.各组动物体重,月龄差异均无统计学意义(P>0.05)2.神经行为学评分OFT:与S组比较,I/R组、Na组、N组大鼠爬格子数减少(P<0.05);与I/R比较,N组大鼠爬格子数较多(P<0.05),Na组差异无统计学意义(P>0.05)。IPT:与S组比较,I/R组、Na组、N组大鼠转头时间延长(P<0.05);与I/R比较,N组大鼠转头时间缩短(P<0.05),Na组差异无统计学意义(P>0.05)。3.脑水含量测定S组脑含水量为74.96%,I/R组脑含水量为83.11%,Na组脑含水量为81.72%,N组脑含水量为79.16%,N组与I/R组比较,脑含水量明显减少;I/R组与Na组比较,脑含水量差异无统计学意义(P>0.05);与S组比较,其它三组均升高,差异有统计学意义(P<0.05)。4.光镜下观察神经元病理学改变S组神经元细胞形态结构基本正常,胞浆丰富,均匀淡染,核圆形,核仁清楚;I/R组大部分神经细胞固缩,损伤范围大,嗜伊红性,尼氏体分解或消失,核浆分界不清;Na组,部分神经细胞固缩,损伤范围扩大,嗜伊红性,尼氏体分解或消失,核浆分界不清,核仁不清;N组,部分神经细胞轻度固缩,结构基本正常,核椭圆形,核仁清楚。5.电子显微镜观察神经元细胞超微结构变化S组:神经元结构基本正常,细胞核和细胞水肿,细胞器完整,数量无减少,线粒体极少部分嵴和膜融合或消失,粗面内质网轻度脱颗粒现象,高尔基体基本正常,可见次级溶酶体。I/R组:神经元高度水肿,细胞器数量显著减少,核质也中度水肿,细胞质高度水肿,线粒体部分或大部分嵴和膜融合,或消失,粗面内质网脱颗粒现象严重,部分双层核膜和细胞膜融合或消失,次级溶酶体融合。(不典型高尔基复合体)。Na组:细胞质明显水肿,细胞器数量明显减少,线粒体大部分或全部嵴或大部分膜融合或消失,粗面内质网脱颗粒现象严重,次级溶酶体数量显著减少。N组:神经元结构基本正常,细胞质有轻度水肿,局部轻度水肿,线粒体部分嵴融合或消失,粗面内质网轻度脱颗粒现象,高尔基复合体扁平襄轻度扩张,可见次级溶酶体。6.微透析液乳酸浓度测定每组各时间点比较:假手术组差异无统计学意义(P>0.05);其余三组,与T1比较,五个时间点乳酸浓度均升高(P<0.05),随时间延长有下降趋势。组间比较:T1、T2,各组间差异无统计学意义(P>0.05);T3~T6,乳酸浓度依次为:假手术组<碳酸氢钠组<生理盐水组<损伤再灌注组(P<0.05)。7.酸敏感离子通道蛋白(ASIC2b):在大脑皮层胶质细胞和浆细胞及锥体细胞的细胞浆均有表达。结论:碳酸氢钠在大鼠全脑缺血/再灌注中对脑组织有保护作用,其作用机制是通过影响酸敏感离子通道蛋白的表达和酸敏感离子通道的开放,而对脑起到了保护作用。
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