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编号:10496237
一氧化氮等自由基与脑出血关系的研究1
http://www.100md.com 《中国老年学杂志》 1999年第2期
     作者:周君富 陈建新 宋水江 黄鉴政 丁德云

    单位:浙江医科大学附属第二医院,杭州 310009

    关键词:一氧化氮;自由基;脑出血;抗氧化剂;抗氧化酶;过氧化脂质

    990202

    摘 要 目的 探讨一氧化氮等自由基与脑出血的关系。方法 检测133例脑出血患者和100例健康对照者血浆一氧化氮(P-NO)、维生素C(P-VC)、维生素E(P-VE)、β-胡萝卜素(P-β-CAR)和过氧化脂质(P-LPO)含量及红细胞超氧化物歧化酶(E-SOD)、过氧化氢酶(E-CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(E-GSH-Px)活性和过氧化脂质(E-LPO)含量。结果 与对照组比较,患者组P-NO、P-LPO、E-LPO均值显著升高(P<0.001),P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px均值显著降低(P<0.001);逐步回归发现,患者病情(NDS)与P-NO、P-VC、E-LPO值相关最为密切,颅内血肿量与P-NO、P-VE、E-LPO值相关最为密切。结论 脑出血患者体内自由基反应病理性加剧,氧化抗氧化平衡严重失调。
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    The correlationship among nitric oxide,other free radicals and cerebral hemorrhage

    Zhou Junfu,Chen Jianxin,Song Shuijiang et al

    The 2nd Hospital of Zhejiang Medical University,Hangzhou 310009

    Objective To study the correlation among nitric oxide,other free radicals and cerebral hemorrhage.Methods Nitric oxide(P-NO),vitamin C(P-VC),vitamin E(P-VE),β-carotene(P-β-CAR),lipoperoxides(P-LPO) in plasma,and superoxide dismutase(E-SOD),catalase(E-CAT),glutathione peroxidease(E-GSH-PX) and lipoperoxides(E-LPO) values in erythrocyte were measured in 133 patients with cerebral hemorrhage and in 100 healthy control persons.Results Compared with the control group,the average values of P-NO,P-LPO and E-LPO in the patient group were significantly increased,while the average values of P-VC,P-VE,P-β-CAR,E-SOD,E-CAT and E-GSH-PX were markely decreased(P<0.001).The stepwise regression analysis showed that the NDS was closely related to the values of P-NO,P-VC,E-LPO,and that the intracranial hematoma size was closely related to the values of P-NO,P-VE,E-LPO.Conclusions The free radical reactions in the patients with cerebral hemorrhage were pathologically exacerbated,and the balance between the oxidation and antioxidation was markedly disturbed.
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    Key words Nitric oxide Free radicals Cerebal hemorrhage Antioxidants Antioxidases Lipoperoxides

    (Original paper see page 68)

    随着自由基医学研究的深入,人体内自由基反应病理性加剧及氧化抗氧化平衡紊乱在疾病发生中的作用已经越来越受到重视。为探讨一氧化氧等自由基与脑出血的关系,本文检测了133例脑出血急性期患者的血浆一氧化氮(P-NO)、维生素C(P-VC)、维生素E(P-VE)、β-胡萝卜素(P-β-CAR)、过氧化脂质(P-LPO)含量以及红细胞超氧化物歧化酶(E-SOD)、过氧化氢酶(E-CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(E-GSH-Px)活性和过氧化脂质(E-LPO)含量,并与100例健康成人的上述检测值进行分析比较;同时用直线回归和相关、逐步回归等分析了脑出血患者病情(临床神经功能缺损程度积分,NDS)和颅内血肿量与上述指标的关系,报道如下。
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    1 对象与方法

    1.1 受检对象

    1.1.1 患者组 随机抽检脑出血急性期(发病72 h内)患者133例,年龄37~90(62.3±10.9)岁,男91例,女42例,均经CT或MRI证实;NDS为0~44(22.3±11.8)分,颅内血肿量为4.2~73.5(40.5±15.9) ml。全部患者系本院住院患者,以往均无明显心、脑、肺、肝、肾等主要脏器疾病及糖尿病、自身免疫性疾病、周围血管病和肿瘤等。

    1.1.2 对照组 健康成人100例,年龄35~90(63.1±12.7)岁,男60例,女40例,均系经本院体检无脑血管病和上述疾病及近期无明显感染的健康人。

    两组受检对象平均年龄和性别比例均无显著差异(P>0.05),所有受检对象在受检前1个月内均未服用过VC、VE、β-CAR等抗氧化剂和茶多酚、银杏叶制剂等抗氧化药物。
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    1.2 检测方法

    1.2.1 血样采集和预处理 全部受检对象在早晨空腹时静脉取血,肝素钠抗凝,严防溶血和凝固,及时分离血浆和红细胞,置4℃待检。

    1.2.2 P-NO含量检测 采用α-萘胺显色分光光度比色分析法,结果以nmol/L表示。

    1.2.3 P-VC、P-VE含量检测 均采用亚铁嗪显色分光光度比色法,结果均以μmol/L表示。

    1.2.4 P-β-CAR含量检测 采用无水乙醇-石油醚混合抽提比色法,结果以μmol/L表示。

    1.2.5 E-SOD活性检测 采用邻苯三酚自氧化抑制比色分析法,结果以U/gHb表示。

    1.2.6 E-CAT活性检测 采用过氧化氢与乙酸重铬酸钾显色比色法,结果以K/gHb表示。
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    1.2.7 E-GSH-Px活性检测 采用改良Hafeman氏法,结果以U/gHb表示。

    1.2.8 P-LPO、E-LPO含量检测 均采用硫代巴比妥酸显色法,结果分别以μmol/L和nmol/gHb表示。

    1.3 医学统计学处理 实验数据均在Compaq PⅡ/266微机上用SPSS/7.0和Statistica/5.0统计软件包分析处理。

    2 结 果

    2.1 患者组与对照组的各检测值(±s)及其比较结果 见表1。可见与对照组比较,患者组的P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px均值显著降低,P-NO、P-LPO、E-LPO均值显著升高(P<0.001)。

    表1 患者组与对照组的各检测值及其比较(±s) 组别
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    n

    P-NO

    P-VC

    P-VE

    P-β-CAR

    E-SOD

    E-CAT

    E-GSH-Px

    P-LPO

    E-LPO

    患者组

    133

    496.2±149.1
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    44.8±21.3

    19.9±9.6

    1.39±0.47

    1 817.7±221.5

    258.7±83.8

    24.4±5.1

    12.9±1.3

    35.9±4.5

    对照组

    100

    359.4±138.7

    55.3±19.6
, 百拇医药
    25.1±8.7

    1.68±0.52

    1 943.6±187.6

    308.5±89.4

    27.6±5.3

    12.1±1.2

    33.1±3.7

    t

    7.114

    3.853

    4.259

    4.453
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    4.581

    4.322

    4.635

    4.804

    5.066

    P值

    <0.001

    <0.001

    <0.001

    <0.001

    <0.001

    <0.001

    <0.001
, 百拇医药
    <0.001

    <0.001

    2.2 脑出血患者临床病情(NDS)与各检测值的关系 见表2。表2提示,NDS与P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px值均呈负相关,与P-NO、P-LPO、E-LPO值均呈正相关(P<0.05~0.000 1)。表2 患者NDS与各检测值的直线回归和相关分析结果 相关项目

    n

    直线回归方程

    相关系数

    t

    P值

    NDS与P-NO
, 百拇医药
    133

    Y=375.383+5.425 9X

    0.427 7

    5.416 0

    0.000 000

    NDS与P-VC

    133

    Y=59.393 7-0.642 2X

    -0.354 0

    4.331 6

    0.000 029

    NDS与P-VE
, 百拇医药
    133

    Y=26.458 8-0.288 7X

    -0.354 8

    4.344 1

    0.000 028

    NDS与P-β-CAR

    133

    Y=2.472 6-0.052 73X

    -0.338 5

    4.117 4

    0.000 049

    NDS与E-SOD
, 百拇医药
    133

    Y=1 938.63-5.430 7X

    -0.288 2

    3.444 6

    0.000 769

    NDS与E-CAT

    133

    Y=431.846-7.105 2X

    -0.298 4

    3.578 4

    0.000 274

    NDS与E-GSH-Px
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    133

    Y=38.432 8-0.496 7X

    -0.305 7

    3.674 8

    0.000 089

    NDS与P-LPO

    133

    Y=12.274 3+0.212 7X

    0.197 7

    2.308 8

    0.022 523

    NDS与E-LPO
, 百拇医药
    133

    Y=32.493 8+0.151 5X

    0.400 6

    5.003 9

    0.000 002

    设NDS为应变量Y,P-NO、P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px、P-LPO、E-LPO检测值分别为自变量X(1)、X(2)、X(3)、X(4)、X(5)、X(6)、X(7)、X(8)、X(9),逐步回归方程为Y =9.590 3+0.017 2 X(1)- 0.8270X(2)+0.6304X(9),r=0.5713,F=15.5639,P<0.0001;提示P-NO、P-VC、E-LPO含量变化与病情最为密切。

    2.3 脑出血患者颅内血肿量与各检测值的关系 见表3。表3提示,患者颅内血肿量与P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px值均呈负相关,与P-NO、P-LPO、E-LPO值均呈正相关(P<0.01~0.0001)。
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    表3 患者颅内血肿量与各检测值的直线回归和相关分析结果 相关项目

    n

    直线回归方程

    相关系数

    t

    P值

    血肿量与P-NO

    133

    Y=316.702+4.4305X

    0.4733

    6.1496

    0.000000
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    血肿量与P-VC

    133

    Y=69.7881-0.6046X

    -0.4516

    5.7926

    0.000000

    血肿量与P-VE

    133

    Y=31.1155-0.2736X

    -0.4557

    5.8598

    0.000000
, 百拇医药
    血肿量与P-β-CAR

    133

    Y=2.3876-0.02873X

    -0.4487

    5.7466

    0.000000

    血肿量与E-SOD

    133

    Y=2025.12-5.1196X

    -0.3682

    4.5321

    0.000013
, 百拇医药
    血肿量与E-CAT

    133

    Y=447.642-4.8798X

    -0.3982

    4.9685

    0.000001

    血肿量与E-GSH-Px

    133

    Y=38.0712-0.2957X

    -0.4217

    5.3230

    0.000000
, 百拇医药
    血肿量与P-LPO

    133

    Y=11.9338+0.0201X

    0.2531

    2.9946

    0.003287

    血肿量与E-LPO

    133

    Y=30.4869+0.1328X

    0.4759

    6.1930

    0.000000
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    设患者血肿量为应变量Y,P-NO、P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px、P-LPO、E-LPO检测值分别为自变量X(1)、X(2)、X(3)、X(4)、X(5)、X(6)、X(7)、X(8)、X(9),逐步回归方程为Y=23.7602+0.0231X(1)-0.3743X(3)+0.9934X(9),r=0.6693,F=25.9742,P<0.0001;提示P-NO、P-VE、E-LPO含量变化与颅内血肿量最为密切。

    3 讨 论

    人体内氧化抗氧化系统功能状态与健康密切相关,一旦紊乱或破坏,会导致体内一系列自由基反应病理性加剧,造成生命反应异常,加速细胞衰老而诱发疾病。本文脑出血急性期患者P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px均值显著降低及P-NO、P-LPO、E-LPO均值显著升高的结果提示,患者体内的NO自由基、氧自由基(OFR)和脂质过氧化反应病理性加剧。其原因很可能是,脑出血时,脑细胞释放大量谷氨酸(Glu),使N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体依赖的Ca2+通道过度激活,大量Ca2+内流并与钙调蛋白(CaM)结合,因此,受到Ca2+-CaM直接调节的NO合酶(NOS)被大量激活,导致NO过量合成;另一方面,脑出血后,损伤区发生明显炎症反应,炎症细胞,特别是多形核白细胞,可迅速诱生和激活诱导型NO合酶活性大量增加,催化NO大量增加〔1~3〕。过多的NO可能被积累在脑组织和体内,形成一个以NO为中心的“自由基库”而介导Glu的毒性作用,即Glu通过NMDA受体刺激Ca2+内流,Ca2+与CaM激活NOS,产生大量NO扩散到邻近细胞并致其死亡;Ca2+与CaM结合也激活神经钙蛋白,使NOS去磷酸化,产生更多的NO,高浓度的NO可通过与细胞中的含巯基(-SH)中心的酶结合而使之失活,NO与超氧阴离子自由基结合生成另一具有强氧化作用的自由基——超氧亚硝基自由基而产生细胞毒性作用,造成细胞坏死和组织损伤并直接使DNA断裂〔1~3〕。同时,脑出血后,一方面因血肿压迫而引起脑组织缺血、缺氧,启动黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶等生化反应系统产生大量超氧阴离子自由基()等OFR〔4~7〕;浸润于病灶部位的多形核白细胞的激活所产生的吞噬作用和呼吸爆发也产生大量的等OFR〔5~7〕;另一方面,脑出血时所释放出的铁、铜等金属离子及其复合物及二氧化氮自由基等又可特异催化OFR反应和脂质过氧化反应,造成中枢神经细胞内外及血液等体液中的NO和等OFR浓度剧增,加剧OFR反应和脂质过氧化反应,导致大脑微血管内皮细胞坏死、通透性增强和脑水肿形成而加重病情〔1~7〕。NDS和颅内血肿量与P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px值呈直线负相关,与P-NO、P-LPO、E-LPO值呈直线正相关就是一极好的佐证。P-VC、P-VE、P-β-CAR、E-SOD、E-CAT、E-GSH-Px值显著降低还可能是,脑出血时,中枢神经系统细胞内外及血液中的O2等OFR及与NO作用生成的二氧化氮自由基、超氧亚硝基自由基浓度剧增,它们不仅导致OFR反应和脂质过氧化反应病理性加剧,且迅猛攻击和损伤SOD、CAT、GSH-Px分子结构中的-SH,使SOD、CAT、GSH-Px失活;上述自由基及LPO的产物(丙二醛和共轭二烯等)还能直接攻击RNA和DNA,促使SOD、CAT、GSH-Px的合成和再生减少;此外,机体为了捕捉、清除或降解这些过量的OFR和LPO,也必须消耗大量VC、VE、β-CAR、SOD、CAT、GSH-Px〔1~7〕。因此,脑出血初期就使用VC、VE、β-CAR、茶多酚和银杏叶制剂等自由基清除剂,对减轻和防止继发性脑损伤、促进神经细胞功能的尽早恢复可能有积极的意义〔4,6,7〕
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    本文脑出血患者P-NO、P-VC、E-LPO含量变化与病情及颅内血肿量关系最为密切的结果提示,其含量变化很可能在脑出血过程中起着重要作用;因此,对P-NO、P-VC、P-VE、E-LPO适时、动态的检测,有助于及时掌握患者病情,给予对症治疗。

    1 浙江省医学科学科研基金资助项目

    作者简介:周君富,男,53岁,研究员,从事神经生化、自由基医学、人体氧化抗氧化等研究

    4 参考文献

    1 钟慈声,孙安阳主编.一氧化氮的生物医学.上海:上海医科大学出版社,1997:101-217

    2 张忠兵.一氧化氮与某些临床疾病.中华内科杂志,1994;33(3):204

    3 Nguyen T, Saberg HD.NDA damage and mutation in human cells exposed to nitric oxide in vitro.Pro Natl Acad Sci USA,1992;89(10):3030

    4 陈 瑗,周 玫主编.自由基医学.北京:人民军医出版社,1991:64-279

    5 二木锐雄.生体内フリラジカル,活性酸素种の生成机构.日本临床,1988;46(10):2125

    6 陈维洲,芮耀诚主编.脑血管疾病-基础与临床研究.济南:山东科学技术出版社,1993:68-76

    7 周君富,张小岗,钟雪娟.急性颅脑损伤与脑脊液和血浆过氧化脂质关系的探讨.中华创伤杂志,1991;7(1):1

    〔1998-04-27收稿 1998-09-17修回〕, 百拇医药