麻醉劑量異丙酚對缺血性腦損傷大鼠的神經(jīng)保護作用研究

廣東省清遠市佛岡縣中醫(yī)院（511600） 邱小春

廣 州 中 醫(yī) 藥 大 學 黃偉新

臨床上多種心腦血管疾病的手術(shù)（如心臟瓣膜手術(shù)、頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)等）均有較高的發(fā)生腦缺血性損傷的風險，如何有效地降低或避免此類風險是目前研究的熱點之一。異丙酚能降低腦血流量、腦耗氧量及顱內(nèi)壓力，是臨床上常用的靜脈麻醉藥。有研究表明[1]，其對腦缺血性損傷具有一定的保護作用，但其起保護作用的機制尚不明確。本研究通過檢測腦缺血性損傷大鼠血清乳酸脫氫酶（LDH）及神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）含量，探討其可能的保護機制。

1 實驗材料

健康的SD大鼠40只，雌雄兼用，體重250～300g，月齡3～4個月，由廣東省醫(yī)學實驗動物中心提供（動物合格證號：SCXY（粵）2003－0001）。實驗前，所有大鼠在實驗室喂養(yǎng)2～3天以適應實驗室環(huán)境。10%水合氯醛由本院藥劑室配制。HR－120天平（常熟市衡器廠），－20℃冰箱（日本novu m），恒溫孵箱，臺式離心機（日本三洋公司），7060－020型全自動生化分析儀（日立公司），動脈夾（寧波醫(yī)用縫針廠），絲線（0號手術(shù)縫合線），尼龍線（上海強生公司），異丙酚（英國阿斯利康公司），乳酸脫氫酶（LDH）試劑盒（南京建成生物工程研究所），神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）試劑盒（武漢博士德生物工程有限公司）。

2 方 法

2.1 實驗方法 實驗采用改良后尼龍線栓塞法[2]（即Longa線栓法）制作大鼠缺血性腦損傷模型。將長40mm、直徑0.26mm的尼龍線一端用酒精燈加熱為光滑的直徑0.40mm球形，在距離球形2cm處用黑色油性筆標記，使用細砂紙打磨使球形端光滑、鈍圓，用75%酒精擦凈置于生理鹽水備用。將大鼠以10%水合氯醛（4mL/kg）腹腔注射，待翻正反射消失后，仰臥固定，剪去頸部被毛，碘伏消毒局部皮膚，于頸部正中做一長約2cm縱行切口，暴露并鈍性游離右側(cè)頸總動脈（CCA），置線備用；向上分離頸內(nèi)動脈（ICA）及頸外動脈（ECA），用無創(chuàng)動脈夾分別夾閉CCA近心端和ICA遠端，ECA和ICA分叉處置一絲線，打活結(jié)，在距ECA起始處1cm結(jié)扎ECA主干，切斷頸外動脈使之游離，并將頸內(nèi)、外動脈交角拉成直線。在ECA殘端0.5cm處剪一微小切口，將備用尼龍線球形端從ECA插入，緩緩推進，經(jīng)CCA分叉處進入ICA扎緊活結(jié)，松開動脈夾。線栓插入深度以大鼠TC線（門齒中縫距離頸動脈分叉點的連線）為參考（其中以TC＝39mm，深度17mm為基準調(diào)整）。逐層縫合手術(shù)切口，切口外留1.0cm長的線栓，碘伏消毒傷口。術(shù)后2小時將尼龍線輕輕向外拔出，遇阻力即停止，此時尼龍線球形端已經(jīng)退至ECA殘端，大鼠大腦中動脈可恢復供血，實現(xiàn)再灌注。對照組于造模缺血前10分鐘腹腔注入生理鹽水，治療組于造模缺血前10分鐘腹腔注入麻醉劑量的異丙酚。術(shù)中用37℃恒溫加熱墊保暖，術(shù)后將大鼠置于32℃的恒溫孵箱3h，然后置于籠中自然條件飼養(yǎng)，光線及濕度適中。

2.2 實驗分組及處理 將40只健康SD大鼠隨機分為兩組，對照組（對照組）20只，治療組（異丙酚組）20只。其中對照組在缺血前10分鐘腹腔注射生理鹽水（110mg/kg），治療組在缺血前10分鐘腹腔注射異丙酚[3]（110mg/kg）。

2.3 指標測定 LDH和NSE測定：每只大鼠眼眶取血2mL，離心分離取血清，置于－20℃冰箱內(nèi)保存，采用ELISA法測定LDH和NSE含量。

2.4 神經(jīng)功能評分 兩組大鼠在再灌注后24小時，由不了解分組情況的觀察者采用Longa 5級評分標準[4]評定動物神經(jīng)系統(tǒng)損傷情況：0級，正常活動，無神經(jīng)功能缺損；1級，將大鼠尾巴提起，癱瘓側(cè)前肢不能充分伸展；2級，大鼠有向癱瘓側(cè)側(cè)旋的行為；3級，大鼠向癱瘓側(cè)傾倒；4級，無自主活動，有意識障礙。

2.5 統(tǒng)計學分析 計量資料符合正態(tài)分布者采用（±s）表示，兩組間比較采用成組t檢驗；計數(shù)資料采用率（%）或構(gòu)成比表示，兩組間比較采用χ2檢驗。檢驗水平α＝0.05。數(shù)據(jù)庫建立及分析在SPSS 18.0統(tǒng)計軟件包上實現(xiàn)。

3 結(jié) 果

3.1 兩組大鼠神經(jīng)功能損傷情況比較 見表1。由表1可知，經(jīng)異丙酚預處理后的治療組，大鼠出現(xiàn)神經(jīng)損傷的情況較對照組明顯減少，差異具有顯著性（P＜0.05）。

表1 Longa5級評分標準評定24小時大鼠神經(jīng)功能損傷情況（例）

3.2 兩組大鼠LDH、NSE水平的比較 治療組LDH（794.05±248.9）U/L，NSE（10.53±6.12）μg/L；對照組 LDH（1478.21±279.5）U/L，NSE（19.34±8.75）μg/L。經(jīng)過異丙酚預處理的大鼠，LDH、NSE水平明顯低于對照組，差異具有顯著性（P＜0.05）。

4 討 論

圍手術(shù)期腦血管并發(fā)癥是神經(jīng)外科、心臟及大血管等手術(shù)的常見問題，其發(fā)生的主要機制是腦缺血性損傷，目前臨床仍缺乏有效的預防方法。異丙酚是一種靜脈麻醉藥，廣泛應用于外科手術(shù)患者的麻醉和重癥監(jiān)護室患者的鎮(zhèn)靜。研究表明，異丙酚具有潛在的神經(jīng)保護作用，其作用機制可能有以下幾個方面：1）降低腦血流、腦代謝率和顱內(nèi)壓[5]。2）清除自由基，降低脂質(zhì)過氧化物[6]。3）增強氯離子內(nèi)流和細胞膜超極化[7]。4）減少谷氨酸的釋放，增加谷氨酸的吸收，同時抑制谷氨酸受體[8]。

腦缺血性損傷在細胞水平主要表現(xiàn)為腦神經(jīng)元的壞死。LDH是機體一種重要的存在于胞質(zhì)氧化還原酶，廣泛存在于神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細胞胞漿中。當發(fā)生腦缺血性損傷時，三磷酸腺苷（ATP）耗竭，引起鈣超載、膜通透性增高、自由基增加等病理改變，導致細胞壞死，使LDH從胞內(nèi)漏出增多，血中LDH活性增高。因此，血清LDH是反映細胞活性功能的敏感生化指標之一，可以作為細胞損傷的標志[9]。本研究結(jié)果顯示，兩組大鼠造模后LDH均升高，而治療組（經(jīng)異丙酚預處理）LDH水平明顯低于對照組LDH水平（P＜0.05），提示異丙酚可能通過清除自由基、穩(wěn)定細胞膜等機制增加細胞對缺血的耐受性，降低細胞壞死，從而發(fā)作神經(jīng)保護作用。

烯醇化酶是普遍存在于生物體細胞漿的一種糖酵解代謝酶，而NSE特異地存在于腦神經(jīng)細胞和神經(jīng)內(nèi)分泌細胞中，神經(jīng)膠質(zhì)細胞和其他腦神經(jīng)組織均不含NSE，因此NSE可作為神經(jīng)元損傷的敏感指標。正常情況下體液中NSE含量很低，當發(fā)生腦缺血性損傷，神經(jīng)細胞受損情況下，NSE從神經(jīng)元中漏出，進入細胞間隙和腦脊液中，同時可通過受損血腦屏障進入血液，使腦脊液和血清中NSE含量升高，并與病情的輕重相關(guān)[10]。本研究結(jié)果顯示，治療組（經(jīng)異丙酚預處理）NSE水平明顯低于對照組NSE水平（P＜0.05），提示異丙酚可以保護細胞的完整性，減少NSE漏出，從而減輕腦缺血性損害。

雖然多數(shù)研究證明，異丙酚具有神經(jīng)保護作用，但在異丙酚有效劑量方面仍存在分歧。有的研究表明[11]，靜脈單次注射10mg/kg的異丙酚或靜脈持續(xù)輸注16mg/（kg·h）的異丙酚均未能有效保護腦組織。另又有研究[12]發(fā)現(xiàn)，5mg/kg或10mg/kg的異丙酚靜脈注射可有效降低永久性大腦中動脈阻塞大鼠的腦梗死面積、腦梗死體積、降低腦水腫。本研究采用麻醉劑量（110mg/kg）異丙酚預處理腦缺血損傷大鼠，從神經(jīng)功能損傷情況、LDH、NSE等方面均證實，此劑量的異丙酚能保護腦神經(jīng)。

綜上所述，麻醉劑量異丙酚能有效抑制LDH、NSE的升高程度，降低神經(jīng)損傷因子的表達，改善腦缺血后的神經(jīng)功能損傷情況，說明異丙酚具有神經(jīng)保護作用，其作用機制可能與清除自由基、穩(wěn)定細胞膜等有關(guān)。

[1] Ozturk E，Demirbilek S，Koroglu A，et al.Propofol and erythropoietin antioxidant properties in rat brain injured tissue[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry，2008，32（1）：81

[2] 武強，武文元，王濤.改良線栓法制備大鼠局灶性腦缺血/再灌注模型的實驗研究[J].中國臨床神經(jīng)外科雜志，2009，14（3）：162

[3] Lei Xiuzhen XY.Protective effects of propofol on focal ischemia－reperfusion Injury in rats[J].Zhejiang Journal of Preventive Medicine，2007，（11）：438

[4] Longa EZ，Weinstein PR，Carlson S，et al.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J].Stroke，1989，20（1）：84

[5] Koerner IP，Brambrink AM.Brain protection by anesthetic agents[J].Curr Opin Anaesthesiol，2006，19（5）：481

[6] Sagara Y，Hendler S，Khoh－Reiter S，et al.Propofol hemisuccinate protects neuronal cells from oxidative injury[J].J Neurochem，1999，73（6）：2524

[7] Ito Y，Izumi H，Sato M，et al.Suppression of parasympathetic reflex vasodilatation in the lower lip of the cat by isoflurane，propofol，ketamine and pentobarbital：implications for mechanisms underlying the production of anaesthesia[J].Br J Anaesth，1998，81（4）：563

[8] Sitar SM，Hanifi－Moghaddam P，Gelb A，et al.Propofol prevents peroxide－induced inhibition of glutamate transport in cultured astrocytes[J].Anesthesiology，1999，90（5）：1446

[9] Steen E，Terry BM，Rivera EJ，et al.Impaired insulin and insulin－like growth factor expression and signaling mechanisms in Alzheimer＇s disease is this type 3diabetes[J].J Alzheimers Dis，2005，7（1）：63

[10] 王琨，李彥敏.NSE、S－100蛋白與腦損傷關(guān)系的研究[J].腦與神經(jīng)疾病雜志，2009，17（5）：396

[11]Tsai YC，Huang SJ，Lai YY，et al.Propofol does not reduce infarct volume in rats undergoing permanent middle cerebral artery occlusion[J].Acta Anaesthesiol Sin，1994，32（2）：99

[12] Kotani Y，Nakajima Y，Hasegawa T，et al.Propofol exerts greater neuroprotection with disodium edetate than without it[J].J Cereb Blood Flow Metab，2008，28（2）：354