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编号:10221916
大鼠脑缺血再灌注降钙素基因相关肽的变化
http://www.100md.com 《福建医科大学学报》 1999年第3期
     作者:方玲 慕容慎行 许国英 吴秀丽

    单位:福建医科大学附属第一医院神经内科(福州 350005)

    关键词:缺血再灌注;降钙素基因相关肽;大鼠

    福建医科大学学报990306 目的 观察大鼠脑缺血再灌注中脑及垂体降钙素基因相关肽(CGRP)含量的变化。 方法 采用放射免疫测定方法,测定大鼠全脑缺血5 min再灌注5 min、缺血15 min再灌注45 min、缺血30 min再灌注30 min中脑及垂体CGRP含量变化,并与相同缺血时间组、假手术组及总时间相同但仅有缺血组相比。 结果 缺血5 min 再灌注5 min组CGRP含量与相应的缺血组与假手组均相比明显升高;缺血30 min再灌注 30 min组CGRP值低于假手术组;缺血15 min再灌注 45 min组CGRP值介于前两种情况之间。 结论 缺血15 min后再灌注部分脑组织已有损伤,再灌注已不利于脑组织修复,应在超早期(<15 min)积极恢复血液供应。
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    Changes of Calcitonin Gene-related Peptidein Reperfused Rat Brain

    Fang Ling, Murong Shenxing, Xu Guoying, et al

    (Department of Neurology, The Affiliated First Hospital,Fujian Medical University, Fuzhou, 350005)

    Objective Observed the changes of calcitonin gene related peptide(CGRP) in ischemia reperfusion mesencephalon and pituitary. Methods By radioimmunoassay,we measured the contents of CGRP in mesencephalon and pituitary after reperfused 5 minute following 5 minute ischemia; reperfused 45 minute following 15 minute ischemia; reperfused 30 minute following 30 minute ischemia;and compared with controls(pseudo-operation, same time of ischemia and the same total time but only ischemia). Results Compared with controls,the contents of CGRP reperfused 5 minute following 5 minute ischemia increases; reperfused 30 minute following 30 minute ischemia was lower than pseudo-operation; reperfused 45 minute following 15 minute ischemia was between above two kinds. Conclusion Some regions of brain reperfused following 15 minute ischemia may receive damage,so therapy by reperfusion may be good to cerebral ischemia less than 15 minutes as soon as possible.
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    Key words ischemic reperfusion; calcitonin gene-related peptide; rat

    神经组织是机体对缺血最敏感的组织。临床和实验条件下恢复急性脑缺血组织的血流供应是治疗缺血的重要环节。但脑缺血一定时间后,即使恢复灌流,往往已发生不可逆的组织损伤,且存在缺血再灌注损伤等问题,因此缺血再灌流的时间窗及其机制受到学者的关注[1]。降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)是体内最强的血管扩张剂之一,而且对体外培养神经细胞具有明显的营养作用,对缺氧神经细胞有保护作用[2]。笔者于1995年8~12月观察大鼠脑缺血再灌注脑内CGRP的变化,以探讨在此实验条件下有利于神经组织修复的时间窗。

    1 材料与方法

    1.1 动物分组 将大鼠分为脑缺血再灌注、单纯脑缺血组与假手术组(对照组)3组。脑缺血再灌注组包括缺血5 min再灌注5 min(A组)、缺血15 min再灌注45 min(B组) 、缺血30 min再灌注30 min(C组)等3组,并设立与之平行的缺血5,10,15,30,60 min等5组及假手术组5组。
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    1.2 脑缺血再灌注模型的制备 采用雄性SD大鼠(体重280~320 g),以20%氨基甲酸乙酯麻醉(1 g/kg)后,将其固定在手术台上,颈前、背部剃毛。作头背部正中切口,分离肌肉, 暴露第一颈椎两侧翼小孔,分离清楚小孔周围组织,用尖端约0.5 mm的电针烧灼双侧翼小孔内的椎动脉。在手术显微镜下观察并证实双侧椎动脉确已烧断后,迅速翻转大鼠作颈部正中切口,分离出双侧颈总动脉(CCA),用无损伤止血镊夹闭CCA,缺血时间从双侧CCA夹闭时间开始计算。再灌注则松开双侧无损伤止血镊,血流再通。再通时间从松开止血镊瞬时开始计算。其对照组为单纯缺血组与假手术组。单纯脑缺血组夹闭双侧CCA后造成永久性缺血,不再松开双侧止血镊,其余操作同再灌注组。假手术组除不烧灼双侧椎动脉及不结扎双侧CCA之外,其余操作同缺血组。

    1.3 标本的收集 各组动物按时处死,并迅速取出全脑,置于沸生理盐水中煮5 min,取出后用吸水纸吸干附着液体,分离出中脑导水管周围中央灰质(简称中脑)及垂体,分别称重后,移入含1 mol/L乙酸的匀浆管中充分匀浆,静置2 h后移入1 mol/L氢氧化钠中和,离心(3000 r/min×10 min),取上清液装入指形管中,封口后置深低温冰箱(-70℃)保存待测。
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    1.4 神经肽的放射免疫测定 CGRP放射免疫测定试剂盒由第二军医大学神经生物学教研室提供。

    1.5 统计学处理 数据以均数±标准差表示。各缺血再灌注组与对照组之间的比较采用t检验。P<0.05有统计学意义。

    2 结 果

    将垂体及中脑缺血再灌注组CGRP值与假手术组相比,而且与相同缺血时间组及总时间相同但仅有缺血组相比。结果见表1,2。

    表1 大鼠缺血再灌注中脑CGRP含量的变化(pg/mg) 时程(min)

    对照组

    缺血再灌注组

    假手术组

, 百拇医药     缺血组

    5

    346.37

    ±

    89.00

    269.61

    ±

    89.00

    A

    1088.36

    ±

    234.30*#▲△

    10
, 百拇医药
    363.29

    ±

    129.65

    212.96

    ±

    92.50

    

    15

    462.91

    ±

    66.80

    298.64

    ±
, 百拇医药
    33.49

    B

    991.88

    ±

    229.19*#▲

    30

    1007.00

    ±

    130.12

    680.06

    ±

    148.33

    
, 百拇医药
    60

    932.90

    ±

    263.28

    648.99

    ±

    163.01

    C

    829.01

    ±

    117.03*#▲

    n=10. 与相同缺血时间组相比, *:P<0.05; 与相应的假手术组相比, #:P<0.05; 与总时间相同组中缺血组相比, ▲:P<0.05; 与总时间相同组中假手术组相比,△:P<0.05.(下表同)表2 大鼠缺血再灌注垂体CGRP含量的变化(pg/mg) 时程(min)
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    对照组

    缺血再灌注组

    假手术组

    缺血组

    5

    167.24

    ±

    62.35

    107.39

    ±

    59.66

    A

    321.42
, 百拇医药
    ±

    76.72*#▲△

    10

    170.84

    ±

    52.02

    112.39

    ±

    44.01

    

    15

    224.59

    ±
, 百拇医药
    97.78

    112.85

    ±

    32.74

    B

    317.87

    ±

    83.21*#▲

    30

    264.54

    ±

    68.13

    158.84
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    ±

    45.14

    

    60

    443.20

    ±

    172.33

    208.54

    ±

    58.04

    C

    243.45

    ±
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    55.31*△

    3 讨 论

    脑血管周围分布富含CGRP 的神经元和神经纤维[3],CGRP是目前最强的血管扩张剂之一[4],它能显著增加脑缺血后脑血流, 减少缺血性脑损伤的范围[5,6],特别对海马细胞缺氧性损伤具有明显的保护作用,提高复氧后脑功能的恢复率[7]。它对脑细胞缺氧损伤的直接保护作用与其能够维持细胞内钙离子稳态有关[2]。此外,CGRP与神经生长因子(GF)[8]及其他肽类之间也有一定的相互关系,对内皮素(ET)具有生物学拮抗作用,能抑制病理条件下ET的释放[9]。笔者观察了脑缺血及再灌注后中脑及垂体CGRP含量的变化,由于CGRP对脑缺血有保护作用,据此探讨再灌注时机的选择。

    缺血-再灌注损伤的机理目前尚未完全阐明。神经组织是机体对缺血最敏感的组织,脑缺血一定时间后,即使恢复灌流,往往已发生不可逆的组织损伤[1]。本实验从神经肽这一角度探讨这一问题。本研究中假手术组中脑CGRP含量随时间延长而相应升高。有报道脑室内注射微量CGRP能产生镇痛作用[11];而中脑中央灰质是中枢重要的痛觉调制结构,加上全身麻醉剂可直接或间接影响脑血流、颅内压、脑代谢及神经递质的传递[10],故可出现上述改变。因此,本实验不仅将缺血再灌注组与假手术组相比,而且需与相同缺血时间组及总时间相同但仅有缺血组相比。结果表明,与假手术组相比,大鼠中脑和垂体CGRP含量于脑缺血5~60 min均降低。CGRP在脑缺血中能增加血供,保护神经元,因而脑缺血时中脑及垂体CGRP含量降低,显然不利于缺血性脑损伤的修复。既往文献报道缺血性中风患者常出现下丘脑-垂体-靶腺功能的紊乱,患者血清甲状腺素、促甲状腺激素、皮质激素、促肾上腺皮质激素、性激素及促性腺激素均有不同程度的变化,且垂体激素水平的变化与缺血性脑损伤后意识状况、肢体运动功能有一定的关系[12~14]。CGRP除对缺血垂体有保护作用外,其本身对下丘脑-垂体-肾上腺皮质激素轴还有调节作用,在垂体水平可促皮质激素的释放。因此,脑缺血后CGRP含量减少,对垂体的保护功能减弱,可能与垂体激素变化有一定关系,并可通过垂体激素的释放影响脑缺血后机体应激反应。
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    赵秋艳等人研究发现,静脉滴注CGRP可以减轻家兔脑缺血再灌注损伤引起的脂质过氧化改变[15]。缺血再灌注后CGRP的升高有利于增加脑血流(CBF),保护神经细胞,延缓缺血引起的不可逆神经细胞损伤的发生,有利于脑功能的恢复。缺血5 min再灌注5 min组CGRP含量高于假手术组水平,因而有利于脑缺血损伤的修复。缺血30 min再灌注30 min 组CGRP含量低于或等于假手术组水平,说明缺血30 min再灌流已对脑组织保护无益,且存在自由基对脑损伤作用,因而恢复效果差。缺血15 min再灌注45 min组肽类变化介于前两种情况之间,说明缺血15 min后再灌流部分脑组织已有损伤,再灌流已不利于脑组织修复,故应争取在超早期(<15 min)恢复血液供应才有意义。

    参考文献

    1 Takao H,Masaysau M,Brengman J,et al. Immunohistochemical investigation of ischemia and postischemic damage after bilateral carotid occlusion in gerbils. Stroke, 1988;19:1526
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    2 王福庄,刘振伟,要 航,等.降钙素基因相关肽对缺氧时海马细胞内游离钙离子的影响 中国应用生理学杂志, 1994;10:325

    3 Skofitsch G,Jacobowitz DM. Calcitonin gene-related peptide: Detailed immunohistochemical distribution in the central nervous system. Peptides, 1985,6:721

    4 Brain SD,Williams TJ,Tippins JR, et al. Calcitonin gene-related peptide is a potent vasodiator. Nature, 1985;313:54

    5 Holland JP,Sydserff SG,Taylor WA,et al. Calcitonin gene-related peptide reduce brain injury in a rat model of focal cerebral ischemia. Stroke, 1994;25:2055
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    6 王福庄,丁爱石,陈 嘉,等. 降钙素基因相关肽对脑缺血大鼠脑血流的影响. 中国病理生理学杂志, 1994;10:473

    7 王福庄,丁爱石. 海马培养细胞的缺氧损伤及降钙素基因相关肽的保护作用. 中国应用生理学杂志, 1994;10:317

    8 Lindsay RM,Lockett C,Sternberg J. Neuropeptide expression in cultures of adult sensory neurons:modulation of substance P and calcitonin gene-related peptide levels by never growth factor. Neuroscience, 1988;(8):2394

    9 谭敦勇,陈晓彤,汤 健,等. 降钙素基因相关肽拮抗内皮素生物效应的研究. 中国病理生理学杂志, 1993;9:653
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    10 Verhaegen M,Iaizzo PA,Todd MM. A comparison of the effects of hypothemia,pentobarbital and isoflurance on cerebral energy stores at the time of ischemia depolarization. Anesthesiol, 1995;82:1209

    11 Pecile A,Guidobono F,Netti C,et al. Calcitonin gene-related peptide:antinociceptive-activity in rats,comparison with calcitonin. Regul Pept, 1987;18(3,4);189

    12 Pepper GM,Koenigsberg R,Zito JL,et al. Alteration of serum pituitary hormone levels in postmenopausal women with stroke. Stroke, 1993;24:805
, 百拇医药
    13 Olsson T,Marklund N,Gustafson Y,et al. Abnormalities at different levels of the hypothalamic-pituitary-adrenocortical axis early after stroke. Stroke, 1992;23:1573

    14 Iino K,Oki Y,Tominaga T,et al. Stimulatory effect of calcitonin gene-related peptide on adrenocorticotropin release from rat anterior pituitary cells. J Neuroendocrinol, 1998;10:325

    15 赵秋艳,唐朝枢,宋宗恩,等. 降钙素基因相关肽对家兔脑缺血再灌注损伤的作用. 北京医科大学学报, 1989;21:479

    (收稿:1998-10-20 修回:1999-04-14), http://www.100md.com