血液光量子疗法对鼠实验性脑梗塞模型梗塞体积的影响
作者：任淑芸 李承晏 李涛 聂章宪
单位：430060 武汉,湖北医科大学附属第一医院
关键词：脑梗塞/治疗；脑梗塞/病理学；紫外线疗法/治疗应用；大鼠
中华物理医学杂志980204 摘 要 目的 评价血液光量子疗法对局灶性脑缺血模型梗塞体积的影响。方法 Wistar鼠大脑中动脉闭塞后2小时，经静脉注入经紫外线照射并充氧的血液，24小时后处死大鼠，测量梗塞灶体积并做病理学检查。结果 实验组梗塞灶体积(241.7±52.8 mm3)明显小于对照组(361.3±64.7 mm3)(P<0.01)。结论 大脑中动脉闭塞后2小时，静脉注入经紫外线照射并充氧的血液能明显缩小梗塞灶体积，减轻病灶的病理损害程度。
中图号 R743.5
, 百拇医药
Effect of Ultraviolet Blood Irradiation and Oxygenation on the Infarct Volume of Rats with Middle Cerebral Artery Occlusion Ren Shuyun, Li Chengyan, Li Tao, et al. First Affiliated Hospital of Hubei Medical University,Wuhan 430060
Abstract Objective The effect of ultraviolet blood irradiation and oxygenation on the infarct volume was evaluated in the focal cerebral ischemic model. Methods The blood treated with ultraviolet irradiation and oxygenation was injected back into Wistar rats intravenously 2 hours after middle cerebral artery(MCA) occlusion.After twenty-four hours the rats were killed and their infarct volumes were measured with pathological examination.Results The infarct volume in the treated group (241.7±52.8 mm3) was smaller than that in the control group (361.3±64.7 mm3) (P<0.01). Conclusion The blood treated with ultraviolet irradiation and oxygenation can significantly reduce the infarct volumes and alleviate the degree of pathologic damages by intravenous injection 2 hours after middle cerebral artery occlusion.
, 百拇医药
Key words cerebral infarction/ther;cerebral infarction/pathol;ultraviolet therapy/ther use;rats
血液光量子疗法(UIBO)对缺血性脑血管病的治疗已取得了一些临床效果〔1〕。研究表明它能增加局灶脑血流量，减轻半暗带区的脑水肿〔2〕。为了解它能否缩小梗塞灶，我们在鼠局灶性脑梗塞模型上研究了UIBO对脑梗塞体积的影响。
材料与方法
一、动物
Wistar鼠由我院实验动物中心提供，雌18只，雄10只，体重300～340 g，随机分为两组，实验组和对照组各14只。
二、经紫外线照射并充氧血液的制备
, http://www.100md.com
从正常Wistar鼠心脏取血5 ml，用3.8%枸橼酸钠(V∶V=9∶1)抗凝，放入特制的石英玻璃瓶内(10 cm3)，然后将瓶置于XYZ-B紫外线照射自血回输治疗机(西安产,灯管功率500 W,紫外线波长253.7 nm，光照距离30 cm)，经紫外线照射和充氧(流量0.5 L/分)1分钟。在应用前临时制备，每次制备5 ml。
三、实验方法
用2%戊巴比妥钠按45 mg/Kg的剂量腹腔注射麻醉Wistar鼠后，按已报道的方法制作鼠左大脑中动脉供血区梗塞动物模型〔3〕。并用监护仪(BSM-8301K)对Wistar鼠的心率(HR)、呼吸(R)及血氧饱和度(SO2)进行监测，监护仪(Cardiocap)监测血压(BP)。在大脑中动脉阻断后2小时，经股动脉按体重0.4 ml/100 g抽出血液，实验组从股静脉回输与抽出量相等的、新鲜制备的经紫外线照射并充氧血液，对照组回输等量新鲜采集的Wistar鼠血。24小时后用过量戊巴比妥钠处死动物，迅速取脑冰冻，从距额极2 mm处开始，沿冠状面切片，每一脑片厚2 mm，放入10%TTC(2，3，5-triphenyltetrazolium)溶液中，在37℃水浴中放置15分钟，正常脑组织染成红色，梗塞灶呈白色〔4〕。照像后，用10%福尔马林溶液固定，留作病理切片，常规HE染色，光镜观察。梗塞灶体积按公式V==SD/T2 (S为每一脑片梗塞灶面积，D为脑片厚度，T为线性放大倍数)计算出每一脑片梗塞灶体积〔5〕。每一脑片梗塞灶面积用面积测定软件在计算机上测得。所有脑片梗塞灶体积之和为梗塞灶总体积。
, http://www.100md.com
四、统计学处理
HR、R、Bp、SO2及梗塞灶体积的比较用t检验。
结 果
一、注入光量子血或新鲜血前后两组生理参数的变化(附表)
附表 注入光量子血或新鲜血后生理参数的变化(
±s) 生理参数
对照组
实验组
注入前
注入后
注入前
, 百拇医药
注入后
HR
203±27
204±29
208±26
210±30
R
64.7±8.0
62.3±9.5
63.2±9.1
61.6±10.0
BP(kPa)
, http://www.100md.com 17.3±0.8
16.4±1.0
17.8±1.1
16.9±0.9
SO2(%)
86.2±7.9
84.7±9.0
85.2±8.0
96.3±6.1*△
注 注入前后比较 * P<0.05 对照组与实验组比较 △ P<0.05
左侧大脑中动脉阻塞前，实验组与对照组无统计学差异(P>0.05)。大脑中动脉阻塞后，两组间的Bp均较阻塞前明显升高(P<0.01)，但两组之间无明显差异。HR、R、SO2在MCA阻塞前后两组无明显变化(P>0.05)。注入光量子血或新鲜血后，实验组SO2明显升高(P<0.05)且高于对照组(P<0.05)。对照组无明显改变(P>0.05)，HR、Bp、R在注入光量子血或新鲜血前后两组无显著变化(P>0.05)。
, http://www.100md.com
二、对照组与实验组梗塞灶体积比较
因梗塞灶体积呈偏态分布，采用Y=IgX对数变换后作t检验。结果表明实验组脑梗塞体积(241.7±52.8 mm3)明显小于对照组(361.3±64.7 mm3) (P<0.01)。
三、病理学观察
对照组梗塞灶边界清楚，梗塞灶中神经元明显脱失，残余神经元胞体缩小、核固缩、脆裂或溶解。神经细胞周围腔扩大、小血管扩张充血，神经纤维结构疏松。实验组梗塞灶边界不清，梗塞灶内神经细胞亦有明显脱失，但较对照组神经元密度高，残存的神经细胞胞体缩小、核固缩、偶见核脆裂、神经细胞周围腔没有对照组明显，小血管不充盈。
讨 论
脑动脉梗塞后，其供血区的中心部缺血严重，周围区缺血相对较轻〔6〕。在缺血周围区，神经细胞虽说也处于血液供应不足状态，细胞的自发电活动消失，但其细胞膜结构完整，细胞内环境稳定。在一定时间内，能得到足够的血液供应，其功能可完全恢复。研究表明鼠梗塞灶周围区神经细胞的存活时间为3～4小时〔7〕，人类推测为8小时〔8〕。从理论上讲，在这段时间内增加梗塞灶周围区的血液供应或增加神经细胞对缺O2的耐受能力能达到恢复梗塞灶周围区神经细胞元功能，缩小梗塞灶的目的。紫外线照射并充氧1分钟，相当于在空气中氧合20～30小时，回输后3～5分钟便能提高全身氧饱和度〔9〕，我们的实验结果也支持这一点，在注入光量子血后，脑梗塞模型的血氧饱和度提高了10%。有研究表明紫外线照射并充氧能增加缺血区的脑血流量〔2〕。我们在Wistar鼠梗塞灶周围区神经细胞尚未死亡时，输入经紫外线照射并充氧的血液，这样既增加了梗塞灶周围区的血流量，也增加了供应这一区域血液中的氧含量，因此这一区域神经细胞的缺血、缺氧状态得到了迅速的缓解。这也解释了我们的实验结果，即紫外线照射充氧疗法能缩小Wister鼠大脑中动脉供应区梗塞的梗塞灶体积。
, http://www.100md.com
参考文献
1 白法毅，王维萍，王桂荣,等.自血光量子疗法对急性脑血管病患者48小时疗效观察.中国神经精神病杂志, 1991,17:46-47.
2 闵宝珍，杨世才，于占久.血液光量子疗法对局灶性脑缺血大鼠大脑皮层局部血流量和脑水肿的影响.中国神经精神疾病杂志,1993,19:20-22.
3 李承晏，曾庆杏，任菽芸,等.不开颅的大脑中动脉供血区梗塞动物模型.卒中与神经疾病,1996,3:17-20.
4 Martz D,Rayos G,Schielke GP,et al. Allopurinol and dimethythiourea reduce brain infarction following middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke, 1989,20:488-494.
, 百拇医药
5 Nedergard M.Mechanism of brain damage in focal cerebral ischemia. Acta Neurol Scand, 1988,77:81-101.
6 Olsen TS,Larsen B,Herning M,et al. Blood flow and vascular reactivity in collaterally perfused brain tissue. Evidence of an ischemic penumbra in patients with acute stroke. Stroke, 1993,14:332-341.
7 Kaplan B,Brint S,Tanabe T,et al. Temporal thresholds for neacortical infaction in rats subjected to reversible focal cerebral ischemia. Stroke,1991,22:1032-1039.
8 Ringelstein EB,Biniek R,Weiller C,et al. Type and extent of hemisperic brain infarctions and clinical outcome in early and delayed middle cerebral artery recanalization. Neurology, 1992,42:289-298.
9 刘丽，杨为松，陈勇.紫外线照射血液疗法的研究概说.中华内科杂志, 1993,32:483-485.
(收稿 1997-07-15 修回 1998-03-31), http://www.100md.com
单位：430060 武汉,湖北医科大学附属第一医院
关键词：脑梗塞/治疗；脑梗塞/病理学；紫外线疗法/治疗应用；大鼠
中华物理医学杂志980204 摘 要 目的 评价血液光量子疗法对局灶性脑缺血模型梗塞体积的影响。方法 Wistar鼠大脑中动脉闭塞后2小时，经静脉注入经紫外线照射并充氧的血液，24小时后处死大鼠，测量梗塞灶体积并做病理学检查。结果 实验组梗塞灶体积(241.7±52.8 mm3)明显小于对照组(361.3±64.7 mm3)(P<0.01)。结论 大脑中动脉闭塞后2小时，静脉注入经紫外线照射并充氧的血液能明显缩小梗塞灶体积，减轻病灶的病理损害程度。
中图号 R743.5
, 百拇医药
Effect of Ultraviolet Blood Irradiation and Oxygenation on the Infarct Volume of Rats with Middle Cerebral Artery Occlusion Ren Shuyun, Li Chengyan, Li Tao, et al. First Affiliated Hospital of Hubei Medical University,Wuhan 430060
Abstract Objective The effect of ultraviolet blood irradiation and oxygenation on the infarct volume was evaluated in the focal cerebral ischemic model. Methods The blood treated with ultraviolet irradiation and oxygenation was injected back into Wistar rats intravenously 2 hours after middle cerebral artery(MCA) occlusion.After twenty-four hours the rats were killed and their infarct volumes were measured with pathological examination.Results The infarct volume in the treated group (241.7±52.8 mm3) was smaller than that in the control group (361.3±64.7 mm3) (P<0.01). Conclusion The blood treated with ultraviolet irradiation and oxygenation can significantly reduce the infarct volumes and alleviate the degree of pathologic damages by intravenous injection 2 hours after middle cerebral artery occlusion.
, 百拇医药
Key words cerebral infarction/ther;cerebral infarction/pathol;ultraviolet therapy/ther use;rats
血液光量子疗法(UIBO)对缺血性脑血管病的治疗已取得了一些临床效果〔1〕。研究表明它能增加局灶脑血流量，减轻半暗带区的脑水肿〔2〕。为了解它能否缩小梗塞灶，我们在鼠局灶性脑梗塞模型上研究了UIBO对脑梗塞体积的影响。
材料与方法
一、动物
Wistar鼠由我院实验动物中心提供，雌18只，雄10只，体重300～340 g，随机分为两组，实验组和对照组各14只。
二、经紫外线照射并充氧血液的制备
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从正常Wistar鼠心脏取血5 ml，用3.8%枸橼酸钠(V∶V=9∶1)抗凝，放入特制的石英玻璃瓶内(10 cm3)，然后将瓶置于XYZ-B紫外线照射自血回输治疗机(西安产,灯管功率500 W,紫外线波长253.7 nm，光照距离30 cm)，经紫外线照射和充氧(流量0.5 L/分)1分钟。在应用前临时制备，每次制备5 ml。
三、实验方法
用2%戊巴比妥钠按45 mg/Kg的剂量腹腔注射麻醉Wistar鼠后，按已报道的方法制作鼠左大脑中动脉供血区梗塞动物模型〔3〕。并用监护仪(BSM-8301K)对Wistar鼠的心率(HR)、呼吸(R)及血氧饱和度(SO2)进行监测，监护仪(Cardiocap)监测血压(BP)。在大脑中动脉阻断后2小时，经股动脉按体重0.4 ml/100 g抽出血液，实验组从股静脉回输与抽出量相等的、新鲜制备的经紫外线照射并充氧血液，对照组回输等量新鲜采集的Wistar鼠血。24小时后用过量戊巴比妥钠处死动物，迅速取脑冰冻，从距额极2 mm处开始，沿冠状面切片，每一脑片厚2 mm，放入10%TTC(2，3，5-triphenyltetrazolium)溶液中，在37℃水浴中放置15分钟，正常脑组织染成红色，梗塞灶呈白色〔4〕。照像后，用10%福尔马林溶液固定，留作病理切片，常规HE染色，光镜观察。梗塞灶体积按公式V==SD/T2 (S为每一脑片梗塞灶面积，D为脑片厚度，T为线性放大倍数)计算出每一脑片梗塞灶体积〔5〕。每一脑片梗塞灶面积用面积测定软件在计算机上测得。所有脑片梗塞灶体积之和为梗塞灶总体积。
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四、统计学处理
HR、R、Bp、SO2及梗塞灶体积的比较用t检验。
结 果
一、注入光量子血或新鲜血前后两组生理参数的变化(附表)
附表 注入光量子血或新鲜血后生理参数的变化(
±s) 生理参数对照组
实验组
注入前
注入后
注入前
, 百拇医药
注入后
HR
203±27
204±29
208±26
210±30
R
64.7±8.0
62.3±9.5
63.2±9.1
61.6±10.0
BP(kPa)
, http://www.100md.com 17.3±0.8
16.4±1.0
17.8±1.1
16.9±0.9
SO2(%)
86.2±7.9
84.7±9.0
85.2±8.0
96.3±6.1*△
注 注入前后比较 * P<0.05 对照组与实验组比较 △ P<0.05
左侧大脑中动脉阻塞前，实验组与对照组无统计学差异(P>0.05)。大脑中动脉阻塞后，两组间的Bp均较阻塞前明显升高(P<0.01)，但两组之间无明显差异。HR、R、SO2在MCA阻塞前后两组无明显变化(P>0.05)。注入光量子血或新鲜血后，实验组SO2明显升高(P<0.05)且高于对照组(P<0.05)。对照组无明显改变(P>0.05)，HR、Bp、R在注入光量子血或新鲜血前后两组无显著变化(P>0.05)。
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二、对照组与实验组梗塞灶体积比较
因梗塞灶体积呈偏态分布，采用Y=IgX对数变换后作t检验。结果表明实验组脑梗塞体积(241.7±52.8 mm3)明显小于对照组(361.3±64.7 mm3) (P<0.01)。
三、病理学观察
对照组梗塞灶边界清楚，梗塞灶中神经元明显脱失，残余神经元胞体缩小、核固缩、脆裂或溶解。神经细胞周围腔扩大、小血管扩张充血，神经纤维结构疏松。实验组梗塞灶边界不清，梗塞灶内神经细胞亦有明显脱失，但较对照组神经元密度高，残存的神经细胞胞体缩小、核固缩、偶见核脆裂、神经细胞周围腔没有对照组明显，小血管不充盈。
讨 论
脑动脉梗塞后，其供血区的中心部缺血严重，周围区缺血相对较轻〔6〕。在缺血周围区，神经细胞虽说也处于血液供应不足状态，细胞的自发电活动消失，但其细胞膜结构完整，细胞内环境稳定。在一定时间内，能得到足够的血液供应，其功能可完全恢复。研究表明鼠梗塞灶周围区神经细胞的存活时间为3～4小时〔7〕，人类推测为8小时〔8〕。从理论上讲，在这段时间内增加梗塞灶周围区的血液供应或增加神经细胞对缺O2的耐受能力能达到恢复梗塞灶周围区神经细胞元功能，缩小梗塞灶的目的。紫外线照射并充氧1分钟，相当于在空气中氧合20～30小时，回输后3～5分钟便能提高全身氧饱和度〔9〕，我们的实验结果也支持这一点，在注入光量子血后，脑梗塞模型的血氧饱和度提高了10%。有研究表明紫外线照射并充氧能增加缺血区的脑血流量〔2〕。我们在Wistar鼠梗塞灶周围区神经细胞尚未死亡时，输入经紫外线照射并充氧的血液，这样既增加了梗塞灶周围区的血流量，也增加了供应这一区域血液中的氧含量，因此这一区域神经细胞的缺血、缺氧状态得到了迅速的缓解。这也解释了我们的实验结果，即紫外线照射充氧疗法能缩小Wister鼠大脑中动脉供应区梗塞的梗塞灶体积。
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参考文献
1 白法毅，王维萍，王桂荣,等.自血光量子疗法对急性脑血管病患者48小时疗效观察.中国神经精神病杂志, 1991,17:46-47.
2 闵宝珍，杨世才，于占久.血液光量子疗法对局灶性脑缺血大鼠大脑皮层局部血流量和脑水肿的影响.中国神经精神疾病杂志,1993,19:20-22.
3 李承晏，曾庆杏，任菽芸,等.不开颅的大脑中动脉供血区梗塞动物模型.卒中与神经疾病,1996,3:17-20.
4 Martz D,Rayos G,Schielke GP,et al. Allopurinol and dimethythiourea reduce brain infarction following middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke, 1989,20:488-494.
, 百拇医药
5 Nedergard M.Mechanism of brain damage in focal cerebral ischemia. Acta Neurol Scand, 1988,77:81-101.
6 Olsen TS,Larsen B,Herning M,et al. Blood flow and vascular reactivity in collaterally perfused brain tissue. Evidence of an ischemic penumbra in patients with acute stroke. Stroke, 1993,14:332-341.
7 Kaplan B,Brint S,Tanabe T,et al. Temporal thresholds for neacortical infaction in rats subjected to reversible focal cerebral ischemia. Stroke,1991,22:1032-1039.
8 Ringelstein EB,Biniek R,Weiller C,et al. Type and extent of hemisperic brain infarctions and clinical outcome in early and delayed middle cerebral artery recanalization. Neurology, 1992,42:289-298.
9 刘丽，杨为松，陈勇.紫外线照射血液疗法的研究概说.中华内科杂志, 1993,32:483-485.
(收稿 1997-07-15 修回 1998-03-31), http://www.100md.com