?；撬釋δX創(chuàng)傷大鼠腦組織代謝的影響

常小麗 黃慧玲 李曉茜 莫麗冬

急性顱腦創(chuàng)傷（TBI）后顱內(nèi)發(fā)生急性病理生理改變。TBI后應(yīng)激水平的急劇下降，直接影響到傷者的生命和生存質(zhì)量。突然的外部打擊損傷會導(dǎo)致顱內(nèi)壓升高、腦代謝受干擾和內(nèi)環(huán)境的失衡；細胞結(jié)構(gòu)損傷、離子通透性改變等。牛磺酸是廣泛存在于人及哺乳動物組織細胞內(nèi)的非必需氨基酸，以腦、心臟、視網(wǎng)膜含量最高。牛磺酸對肝臟、心臟的保護作用國內(nèi)外報道很多，但對調(diào)節(jié)顱腦創(chuàng)傷后腦組織代謝紊亂的報道少見。本研究旨在了解?；撬釋δX創(chuàng)傷后大鼠腦組織能量代謝情況的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 健 康雄性SD大鼠30只，清潔級，購自北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心，體質(zhì)量（300±20）g，動物購回后在天津市環(huán)湖醫(yī)院神經(jīng)外科研究所動物室飼養(yǎng)1周，無異常后使用。將SD大鼠隨機分為假手術(shù)（sham）組、腦創(chuàng)傷（TBI）組及?；撬嶂委煟═AU）組，每組10只。

1.2 主要儀器及試劑 鼠 腦立體定位儀（西安萬東儀器有限公司），液壓打擊儀（弗吉尼亞大學(xué)，USA），MD2200型微透析探針（美國BAS公司）；微注射泵（美國Bioanalytical Systems公司）；CMA600全自動生化分析儀（瑞典CMA公司）；?；撬豳徸悦绹鳶igma公司，人工腦脊液（自制）。

1.3 動物模型制備 T BI組和TAU組動物用液壓打擊儀制造左側(cè)腦創(chuàng)傷模型。實驗動物用10%水合氯醛（3 mL/kg）經(jīng)腹腔麻醉，將頭部固定于鼠腦立體定位儀上，備皮消毒，頭皮正中切口2 cm,剝離骨膜，暴露顱骨，在大腦前囟后4.5 cm，矢縫旁左側(cè)2.5 cm處鉆孔，孔直徑約5 mm，在液壓打擊儀上打擊造成重度腦創(chuàng)傷，打擊力度為1.82×105Pa。sham組不進行打擊，其他手術(shù)處理同TBI組和TAU組。造模成功后即刻從尾靜脈給藥，TAU組給予?；撬幔?00 mg/kg），每日1次，sham組和TBI組給予相同體積的生理鹽水，各組于每日同一時間給藥,連續(xù)7 d。

1.4 微透析及標本測定 分 別于傷后1~3 h、22~24 h和7 d搜集微透析液。微透析針使用前用人工腦脊液浸泡24 h。使用前測定微透析針的回收率（透析標準品1 h，用CMA600測定各指標濃度，與標準品原濃度之比即為回收率）。將微透析針固定于海馬CA1區(qū)（前囟后4.20 mm，左側(cè)中線旁開2.00 mm，皮質(zhì)下3.5 mm），用微量注射泵持續(xù)灌注人工腦脊液，灌注速度為1 μL/min，連續(xù)搜集透析液3 h，搜集管每小時更換1次，用CMA600全自動生化分析儀及配套試劑盒測定腦組織間液葡萄糖、乳酸、甘油、丙酮酸，并計算每份標本的乳酸與丙酮酸比值（L/P）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采 用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，結(jié)果采用均數(shù)±標準差（±s）表示。3組均數(shù)的比較用單因素方差分析，組間多重比較用LSD-t法。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 葡萄糖含量比較 在損傷后7 d內(nèi)，3組葡萄糖含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義；TBI組的葡萄糖含量隨時間的推移而升高，22~24 h、7 d與1~3 h比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P分別為0.039和0.026），見表1。

2.2 乳酸含量比較 TBI組的乳酸含量在各時點均高于sham組；TAU組在損傷后7 d時較1~3 h時乳酸含量降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.009），與sham組22~24 h時差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

2.3 ?；撬釋δX組織間液甘油含量的影響 TBI后甘油含量升高，但1~3 h、22~24 h各組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。TAU組7 d時降低較明顯，與TBI組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.009），與Sham組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.330），見表3。

Table 1 Comparison of the effect of taurine on the level of glucose after traumatic brain injury between three groups表1 ?；撬釋BI后腦組織間液葡萄糖含量影響比較（n=10，mmol/L±s）

Table 1 Comparison of the effect of taurine on the level of glucose after traumatic brain injury between three groups表1 牛磺酸對TBI后腦組織間液葡萄糖含量影響比較（n=10，mmol/L±s）

F1為同一時段不同組間的比較，F(xiàn)2為同組中不同時段的比較；*P<0.05，**P<0.01；表2~5同

組別Sham組TBI組TAU組F1 1~3 h 2.02±0.23 1.62±0.65 1.88±0.47 1.116 22~24 h 2.42±0.44 2.19±0.42 2.57±0.83 0.840 7 d 2.36±0.29 2.27±0.41 2.58±0.36 1.376 F2 0.200 3.615*3.520

Table 2 Comparison of the effect of taurine on the level of lactic acid after traumatic brain injury between three groups表2 牛磺酸對TBI后腦組織間液乳酸含量影響比較（n=10，mmol/L，±s）

Table 2 Comparison of the effect of taurine on the level of lactic acid after traumatic brain injury between three groups表2 ?；撬釋BI后腦組織間液乳酸含量影響比較（n=10，mmol/L，±s）

組別Sham組（1）TBI組（2）TAU組（3）F1 P（1）∶（2）（1）∶（3）（2）∶（3）1~3 h 1.80±0.66 4.04±1.44 3.18±0.52 11.107**<0.001 0.008 0.090 22~24 h 1.62±0.84 4.95±2.12 2.58±0.91 11.093**<0.001 0.163 0.004 7 d 1.62±0.38 2.91±0.51 2.16±0.23 19.533**<0.001 0.022 0.003 F2 0.200 2.811 4.448*

Table 3 Comparison of the effect of taurine on the level of glycerol after traumatic brain injury between three groups表3 ?；撬釋BI后腦組織間液甘油含量影響比較（n=10，mmol/L ±s）

Table 3 Comparison of the effect of taurine on the level of glycerol after traumatic brain injury between three groups表3 牛磺酸對TBI后腦組織間液甘油含量影響比較（n=10，mmol/L ±s）

組別Sham組TBI組TAU組F1 1~3 h 33.76±13.84 46.78±12.92 38.62±14.64 1.666 22~24 h 29.86±14.76 38.07±9.93 28.80±8.80 0.927 7 d 33.48±6.44 42.11±11.14 29.15±4.89 4.506*F2 0.199 0.938 1.892

2.4 牛磺酸對腦組織間液丙酮酸含量的影響 TBI組和TAU組傷后1~3 h丙酮酸下降明顯，與sham組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P分別為<0.001和0.004），3組間22~24 h和7 d時丙酮酸含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。22~24 h丙酮酸基本恢復(fù)正常，7 d時又進一步恢復(fù)，見表4。

2.5 對腦組織間液L/P的影響 TBI組1~3 h內(nèi)L/P明顯升高，22~24 h明顯下降，7 d時又進一步降低，但與同時間點sham組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。TAU組的L/P隨時間的變化趨勢與TBI組相同，但各時間段數(shù)值均顯著小于TBI組，見表5。

Table 4 Comparison of the effect of taurine on the level of pyruvic acid after traumatic brain injury between three groups表4 ?；撬釋BI后腦組織間液丙酮酸含量影響比較（n=10，mmol/L s）

Table 4 Comparison of the effect of taurine on the level of pyruvic acid after traumatic brain injury between three groups表4 牛磺酸對TBI后腦組織間液丙酮酸含量影響比較（n=10，mmol/L s）

P為與同組內(nèi)1~3 h比較

組別Sham組TBI組TAU組F1 1~3 h 51.21±21.43 18.77±7.36 28.86±4.86 10.331**22~24 h 52.03±20.81 43.97±8.45 44.29±13.06 0.655 P 0.927<0.001 0.003 7 d 51.12±5.77 48.08±5.98 50.39±6.42 0.500 P 0.991<0.001<0.001 F2 0.006 29.826**10.829**

Table 5 Comparison of the effect of taurine on the ratio of lactate/pyruvate after traumatic brain injury between three groups表5 ?；撬釋BI后腦組織間液L/P的影響比較（n=10，±s）

Table 5 Comparison of the effect of taurine on the ratio of lactate/pyruvate after traumatic brain injury between three groups表5 ?；撬釋BI后腦組織間液L/P的影響比較（n=10，±s）

P1為各時點不同組間的比較，P2為同一組不同時點的比較

組別Sham組（1）TBI組（2）TAU組（3）F1 P1（1）∶（2）（1）∶（3）（2）∶（3）1~3 h 35.76±17.19 236.88±7.36 111.64±18.13 23.562**<0.001 0.016<0.001 22~24 h 30.51±23.73 108.98±29.75 60.55±16.99 18.393**<0.001 0.023 0.001 P2 0.605<0.001<0.001 7 d 31.82±7.33 62.91±13.66 44.91±6.54 19.025**<0.001 0.023 0.004 P2 0.691<0.001<0.001 F2 0.145 19.864**37.361**

3 討論

腦創(chuàng)傷后，由于細胞完整性和腦組織的缺血缺氧損害，腦部糖酵解增強，乳酸含量會增加。甘油是通過糖酵解反應(yīng)或甘油磷酸脂膜被磷酸激酶降解而來，其濃度升高意味著脂肪降解和腦細胞膜損傷。當腦組織沒有足夠的能量供給細胞時，細胞穩(wěn)態(tài)失衡，細胞壁遭到破壞，從而使細胞膜降解，釋放到細胞間液的甘油增多[1]。Lakshmanan等[2]用微透析技術(shù)收集重型腦創(chuàng)傷患者腦組織間液標本，結(jié)果鑒定出的蛋白大部分是細胞結(jié)構(gòu)蛋白和血液中的蛋白，一小部分是線粒體蛋白，表明腦創(chuàng)傷后細胞結(jié)構(gòu)、微血管結(jié)構(gòu)遭到破壞。丙酮酸由葡萄糖的無氧酵解反應(yīng)產(chǎn)生，在缺氧或無氧狀態(tài)下則由乳酸脫氫酶催化形成。乳酸和丙酮酸的變化均受微透析膜回收率的影響，而L/P則去除回收率的影響，是能量代謝可靠的指標。牛磺酸具有維持細胞內(nèi)外滲透壓平衡，清除氧自由基[3]，抗脂質(zhì)過氧化損傷，調(diào)節(jié)細胞鈣穩(wěn)態(tài)，直接膜穩(wěn)定等作用。有研究報道，在小鼠飼料中添加牛磺酸，具有抗抑郁和調(diào)節(jié)神經(jīng)的功能[4]。本研究發(fā)現(xiàn)，腦創(chuàng)傷后，腦組織葡萄糖和丙酮酸含量下降，乳酸、甘油含量增加，?；撬嶂委熀?，腦組織的葡萄糖和丙酮酸含量均有不同程度的增加，乳酸和甘油含量均有不同程度下降，表明牛磺酸能有效地改善傷后代謝紊亂，保護腦組織正常生理功能。

牛磺酸對代謝的調(diào)節(jié)機制可能有以下幾點：（1）膜穩(wěn)定作用。劉宇等[5]研究顯示?；撬崮芙档脱逯斜彼徂D(zhuǎn)氨酶（ALT）和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）含量，有效地保護肝臟細胞膜免于受損。如果細胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，也就無法進行正常的物質(zhì)代謝。因此牛磺酸的膜穩(wěn)定作用對抵抗細胞的各種損傷是極為有利的。（2）抗氧化作用。?；撬嶙钪饕纳碜饔檬强寡趸瘬p傷作用，牛磺酸分子中的氨基與氧化劑結(jié)合，從而阻止了氧化作用的發(fā)生。另外?；撬峥芍苯舆M入細胞膜，穩(wěn)定細胞的脂質(zhì)成分，從而抵制氧化劑的攻擊。筆者之前的研究中也發(fā)現(xiàn)，?；撬崮苡行У乇Ｗo腦組織線粒體的膜結(jié)構(gòu)，改善腦創(chuàng)傷后細胞的能量供應(yīng)[6]。上述作用也可能是?；撬嵴{(diào)節(jié)腦創(chuàng)傷后代謝紊亂的兩個重要因素。

[1]Presciutti M,Schmidt JM,Alexander S.Neuromonitoring in inten?sive care:focus on microdialysis and its nursing implications[J].J Neurosci Nurs,2009,41(3):131-139.

[2]Lakshmanan R,Loo JA,Drake T,et al.Metabolic crisis after trau?matic brain injury is associated with a novel microdialysis proteome[J].Neurocrit Care,2010,12(3):324-336.

[3]Piao S,Cha YN,Kim C.Taurine chloramine protects raw 264.7 mac?rophages against hydrogen peroxide-induced apoptosis by increas?ing antioxidants[J].J Clin Biochem Nutr,2011,49(1):50-56.

[4] Murakami T,Furuse M.The impact of taurine-and beta-ala?nine-supplemented diets on behavioral and neurochemical parame?ters in mice:antidepressant versus anxiolytic-like effects[J].Amino Acids,2010,39(2):427-434.

[5]劉宇，騫憲忠，梁瑞峰，等.牛磺酸對肝癌大鼠肝細胞保護機制的研究[J].世界中西醫(yī)結(jié)合雜志，2009，4（3）：166-168．

[6]常小麗，黃慧玲，莫麗冬，等.牛磺酸對重型顱腦創(chuàng)傷大鼠腦線粒體呼吸功能的影響[J].中華外科雜志，2010，48（6）：466-467.