寒冷對急性腦梗死病灶周邊的作用

姚于飛 李明智 吳曉牧 胡國柱 黃 剛 曹文峰 謝旭芳 高幼奇

(樂清市人民醫(yī)院急危重癥監(jiān)護室，浙江 樂清 325600)

氣溫急劇變化對腦血管疾病有顯著影響，也是導致腦梗死發(fā)生或加重的重要因素之一〔1〕。因此，根據氣溫變化適時預防和加強腦梗死患者的治療，從而降低腦梗死死亡率和致殘率已成為醫(yī)學界關注的熱點。質子磁共振波譜(1H-MRS)是一種利用磁共振現象和化學位移作用進行一系列原子核和化合物分析的磁共振新技術，可無創(chuàng)性檢測活體組織內一些化合物和代謝物的含量，對于了解各種疾病的生化、病理生理變化、臨床診斷、預后和療效判斷等均有非常重要的意義。本文通過1HMRS檢測探討腦梗死患者梗死灶周邊腦組織在不同氣溫情況下的損傷程度，為氣溫變化適時預防和加強腦梗死患者的治療提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2009年1月至2010年4月江西省人民醫(yī)院神經內科收治，并經臨床和MRI確診為一側大腦中動脈急性腦梗死的患者28例，其中男19例，女9例，年齡34～86〔平均(65.32±14.45)〕歲。全部病例先經CT檢查，除外腦出血后即行MRI檢查、磁共振擴散加權成像(DWI)和氫質子磁共振波譜(1H-MRS)檢查。

1.2 檢查方法 采用美國GE公司1.5T Signal超導型磁共振掃描儀，所有患者均進行MRI常規(guī)及多體素二維1H-MRS掃描。MRS檢查采用PRESS多體素序列，檢測部位為梗死灶邊緣8.0 mm以內的半卵圓中心區(qū)，即感興趣容積(ROI)。

1.3 圖像分析與評價指標 根據腦梗死發(fā)生當天的平均氣溫和ROI距病灶區(qū)8.0 mm以內條件分為0～5℃、5℃ ～10℃、10℃ ～15℃及15℃ ～20℃組，MRS由機器自動完成信號平均、基線矯正、相位循環(huán)、代謝物識別和譜線下面積的計算，所得數值代表各代謝物的濃度。主要觀察代謝物為N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、含膽堿代謝物(Cho)、肌酸/磷酸肌酸(Cr)、乳酸(Lac)和脂質(Lip)。評價指標主要有 NAA、Cho、Cr。采用Efilm workstation軟件計算出梗死灶外緣距ROI的距離，選取梗死灶外緣距病側ROI 8.0 mm以內的病例。

1.4 統(tǒng)計學分析 應用SPSS17.0統(tǒng)計軟件包進行獨立樣本t檢驗及單因素方差分析(one-way ANOVA)。

2 結果

28例急性腦梗死患者經1H-MRS檢查顯示出主要代謝物峰的位置:NAA為2.02 ppm、Cho為3.20 ppm、Cr為3.03 ppm，Lac和Lip在1.32～1.33 ppm。在1.33 ppm處可見各種形態(tài)的乳酸和脂質(Lac+Lip→LL)重疊波。由于TE 144 ms時，Lac與其后續(xù)峰脂質部分發(fā)生重疊〔2〕，因而并未對Lac進行分析。在MRS中急性腦梗死ROI區(qū)域的NAA、Cho、Cr值表現為NAA峰最高，Cr最小、Cho介于其兩者之間。四組不同氣溫組的各代謝物均值見表1。

0～5℃組 ROI區(qū) NAA、Cho、Cr值均較其他組升高，除 Cr值與10℃ ～15℃組無統(tǒng)計學意義外，其余項目均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05，P ＜0.01)。5℃ ～10℃組 NAA、Cho、Cr值均較其他組降低，除Cho與15℃ ～20℃組間無顯著性差異外，其余項目均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05，P＜0.01)。10℃ ～15℃組與15℃ ～20℃組間無顯著性差異，但NAA、Cho、Cr值均呈升高趨勢。

表1 不同平均氣溫下病灶周邊各代謝物均值(s)

表1 不同平均氣溫下病灶周邊各代謝物均值(s)

與0～5℃組比較:1)P＜0.01，2)P＜0.05;與5℃ ～10℃組比較:3)P ＜0.05，4)P ＜0.01

NAA Cho Cr 0～5℃組 6 1 031.50±128.25 865.50±128.25 669.17±99.52組別 n 5℃ ～10℃組 7 426.14±99.431) 441.29±99.431) 345.71±45.231)10℃ ～15℃組 8 804.63±96.201)4)648.38±106.732)3)574.25±42.174)15℃ ～20℃組 7 759.86±107.911)4)593.43±98.561)534.00±99.092)4)

3 討論

1H-MRS具有信號強的特點，能檢測腦內的化合物主要有NAA、Cho、Cr、Lac及Lid等。MRS的每一個共振峰代表不同的代謝物，共振峰下面積與共振核的數目呈正比，反映化合物的濃度，可以用于定量分析〔3〕。

臨床研究和動物實驗均證明，NAA濃度降低與神經元或軸突的缺失有顯著的相關性〔4，5〕。病灶周邊NAA較正常對側低，表明梗死灶周邊腦組織神經元水腫或發(fā)生一定程度的變質。本研究證明平均溫度＜5℃可能間接降低了腦溫，從而減輕梗死灶周邊的損傷，一定程度上達到低溫腦保護的作用。但是當環(huán)境氣溫為5℃ ～10℃時，NAA值最小，梗死灶周邊的損傷重于10℃ ～20℃，這可能是由于寒冷一方面可以通過刺激外周冷覺感受器引起交感神經興奮，腎上腺素、血管緊張素等血管收縮激素分泌增加導致血管收縮，增加血糖、血脂，增加血液黏滯度，減少血供，加重缺血性損傷;另一方面在環(huán)境氣溫為5℃ ～10℃時既不能降低腦代謝，又出現血液供給減少，在這種代謝需求增加、代謝產物堆積、氧自由基局部過量、水腫加劇的情況下，腦神經元損傷加劇。環(huán)境氣溫高于10℃，腦組織代謝隨溫度增加而增強，導致代謝產物和氧自由基局部過量，故出現隨溫度的增加神經元損傷加重。

Cho信號增加常發(fā)生在白質，反映了細胞膜的合成情況，與細胞的快速生長、星形細胞的腫脹及胞內微膠質增生有關，而Cho下降則代表細胞密度下降。本文結果說明Cho下降與病灶周邊區(qū)的病理生理反應及細胞數量的減小密切相關。腦梗死恢復期NAA與Cho的表現可能出現分離。

有研究表明，腦梗死發(fā)生后Cr在同一腦內的量仍然保持恒定。但本文顯示，在梗死灶周邊ROI區(qū)其與NAA表現一致，這與Susana等〔6〕研究結果一致。說明受梗死灶影響其ROI水腫，血供下降，能量代謝下降，磷酸肌酸合成減少，故Cr也降低。同時也證明梗死灶周邊區(qū)腦組織所有各種細胞均出現不同程度的水腫、變質，能量代謝紊亂、甚至停滯。

雖然寒冷可以通過不同途徑增加腦梗死的發(fā)病率，如:①刺激皮膚冷覺感受器，引起交感神經興奮，引發(fā)血管收縮，增加血管阻力，升高血壓;②增加膽固醇、LDL-C分泌及降低脂蛋白脂肪酶活性，升高血脂;③升高血糖;④增加外周血中的血小板和紅細胞含量，增加血液黏滯度;⑤影響神經-體液的調節(jié)，如增加尿鈉的分泌，導致血液濃縮等〔7〕。但本文研究表明，在環(huán)境平均溫度＜5℃時，寒冷可以減輕梗死灶周邊腦組織的損傷程度，起著腦保護作用，為挽救腦梗死周邊區(qū)贏得時間。腦溫由37℃降至20℃，腦代謝率降低5倍，保護作用可增加10～30倍，即使在ATP池完全耗竭后，低溫仍有腦保護作用。輕度低溫(腦溫30℃ ～34℃)可減少全腦缺血誘發(fā)的神經細胞內多巴胺外流;可減輕缺血導致的細胞外興奮性氨基酸濃度升高;進而抑制缺血誘發(fā)的蛋白激酶C的移位和熱休克蛋白表達，最終改變神經遞質的釋放，直接影響缺血性腦損傷的程度。

總之，低溫是一把雙刃劍，不僅可促使腦梗死的發(fā)生，同時也降低腦組織代謝，減輕腦損傷。然而在5℃ ～10℃溫度組卻見腦損傷較10℃ ～15℃、15℃ ～20℃溫度組腦損傷更為嚴重，此現象的發(fā)生機制值得深入研究，也有待于擴大樣本量觀察此現象的可靠性和穩(wěn)定性。

1 鄭學山，山義昌，徐太安，等.腦中風疾病與氣象條件的關系及預報〔J〕.山東氣象，2002;22(88):23-4.

2 Harada K，Honmou O.Magnetic resonance lactate and lipid signals in rat brain after middle cerebral artery occlusion model〔J〕.Brain Res，2007;1134(1):206-13.

3 田新英，王建華，吳 晶，等.腦梗死患者磁共振質子波譜的變化〔J〕.中華老年心腦血管病雜志，2003;5(1):30-2.

4 Podell M，Hadjiconstantinou M，Smith MA，et al.Proton magnetic resonance imaging and spectroscopy identify metabolic changes in the striatum in the MPTP feline model of Parkinsonism〔J〕.Exp Neurol，2003;179(2):159-66.

5 Bertolino A，Frye M，Callicott JH，et al.Neuronal pathology in the hippocampal area of patients with bipolar disorder:a study with proton magnetic resonance spectroscopic imaging〔J〕.Biol Psychiatry，2003;53(10):906-13.

6 Susana MM，Vera C，Paul AA，et al.Choline and creatine are not reliable deominators for calculating metabolite ratios in acute ischemic stroke〔J〕.Stroke，2008;39:2467-9.

7 Hadaegh F，Harati H，Zabetian A，et al.Seasonal variation of serum lipids in adults:Tehran lipid and glucose study〔J〕.Med J Malaysia，2006;61(3):332-8.