硫酸鎂對兔腦外傷后的保護作用研究

河南科技大學(xué)法醫(yī)學(xué)院(洛陽 471003)陳寶生 張 振

近幾年,陸續(xù)有文獻報道應(yīng)用硫酸鎂對腦部疾病具有保護和治療作用。為了探索其治療腦外傷的機制和環(huán)節(jié),本組以血清髓鞘堿性蛋白(Myelin basic protein,MBP)、腦含水量和顱內(nèi)腦血流速度為觀察指標(biāo)進行研究。

材料與方法

1 實驗動物 健康白兔 20只,雌雄各半。體重1.8～ 3.1kg,平均 2.45± 0.34 kg。 隨機分為 A、B兩組,每組 10只。 A組為實驗組,B組為對照組。

2 麻醉與腦損傷模型 用 3%戊巴比妥鈉溶液,以 33mg/kg體重經(jīng)耳緣靜脈緩慢注射。麻醉達成后,按本實驗室常規(guī)方法,縱形切開動物頭皮,充分暴露頂骨后,右側(cè)頂骨單側(cè)鉆孔擴大成直徑約 0.8cm類圓形骨窗,然后將兔俯臥位固定于多向顱腦損傷打擊器的固定臺上,實施打擊后造成動物腦損傷模型。

3 硫酸鎂的應(yīng)用 動物腦損傷模型完成后,A組動物立即用 25%的硫酸鎂溶液 20ml加入 80ml生理鹽水中,經(jīng)耳緣靜脈緩慢點滴。每 24h 1次,共 4次。第 5天改做腹腔注射,以 500mg/kg體重取量,每 24h 1次,共 3次。 B組動物用生理鹽水對照,方法、劑量同A組。致傷治療后 7d進行 A、B兩組動物血清 MBP的測定。

4 血清 MBP測定 取兩組動物耳緣靜脈血后,靜置、離心,提出血清。應(yīng)用重組 DNA研究室提供的髓鞘堿性蛋白-酶聯(lián)免疫吸附檢測盒,按 ELISA方法進行正常對照組(致傷前,取血后,靜置、離心,提出血清,置于-70℃冰箱冷存 )及 A、B兩組動物治療后血清 MBP的測定。

5 腦組織含水量測定 A、B兩組動物于實驗7d后斷頸處死,立即取出全腦,迅速棄去對側(cè)大腦半球、腦干和小腦。保留患側(cè)半球進行含水量測定。用濾紙吸去表面液體后稱其濕重,然后將腦組織在電熱烤箱(100℃)內(nèi)放置 24 h。干燥后再稱其干重。腦組織中含水量百分比用以下公式計算:腦組織含水量百分比%=[(組織濕重—組織干重)/組織濕重 ]× 100%

6 經(jīng)顱多普勒(Transcranial Doppler,TCD)超聲應(yīng)用 分別于腦外傷前、后,硫酸鎂應(yīng)用后 10min、30min、45min和 60min進行 TCD檢測。具體方法:使用德國 DWL公司的 Multi-P型 TCD儀。選用 4M H2脈沖探頭,超聲功率 5W/m2,取樣容積速度變換1mm。探頭置于骨窗處,近于垂直,取樣速度為 2cm。選擇最佳多普勒信號為準(zhǔn),進行圖象儲存和打印,以患側(cè)大腦中動脈平均血流速度(FVmca)作為觀察指標(biāo)。

結(jié) 果

1 血清 MBP比較 A、B兩組動物致傷后,血清 MBP升高,硫酸鎂治療后,A組動物血清 MBP減低。血清 MBP正常值為 1.65±0.73 μ g/L,腦外傷治療后 B組 MBP=5.83± 2.23μ g/L,A組 MBP=3.03±1.23 μ g/L。 A、B兩組 MBP較正常值增高,但 A組低于 B組(P ＜0.05)。

2 腦組織含水量比較 A、B兩組動物應(yīng)用硫酸鎂治療和生理鹽水對照后,所測得的患側(cè)大腦半球含水量比較,A、B兩組兔腦外傷治療后患側(cè)大腦半球含水量百分比分別為 81.55±0.53和 78.55±0.56,A組高于 B組(P＜0.05)。

3 FVmca的變化 A、B兩組動物腦外傷前FVmca在正常范圍。致傷后(用藥前)FVmca較前降低,A組動物在硫酸鎂應(yīng)用后 15～ 30min測定 FVmca較 B組 Fvmca升高 (P＜0.05),見附表。

附表 實驗動物腦外傷前后與硫酸鎂應(yīng)用前后 FVmca變化及其比較

討 論

許多研究表明,硫酸鎂具有比較廣泛的作用,可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),松弛骨骼肌,有解痙、鎮(zhèn)靜及減低顱內(nèi)壓等作用,還可直接作用于子宮平滑肌細胞的收縮成分,故常用于消化、心血管、婦產(chǎn)科、外科和神經(jīng)科等領(lǐng)域。有文獻顯示[1],硫酸鎂對實驗性腦損傷具有治療作用。更為有意義的是,硫酸鎂在臨床上對腦部病變也有比較顯著的治療作用[2～4]。因此,為了認識硫酸鎂的作用環(huán)節(jié),探索其更有效治療的可能性,本組應(yīng)用MBP、腦含水量和顱內(nèi)腦血流速度作為觀察指標(biāo),對其進行研究。

MBP具有強堿性,在神經(jīng)髓鞘中與脂質(zhì)緊密結(jié)合。是中樞神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)中的特殊蛋白之一,體液髓鞘堿性蛋白是急性腦損害的特異性生化指標(biāo),可標(biāo)志腦損傷的病理程度。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到破壞性損害時,釋放、游離的 MBP即進入腦脊液或 (和 )血液,從而使體液中 MBP含量增高,故 MBP被認為是一種特異性強、靈敏度高的,可作為判斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷程度的重要生化指標(biāo)之一。本研究發(fā)現(xiàn),實驗動物致傷后血清MBP含量增高,經(jīng)過硫酸鎂治療后,實驗組動物血清MBP較對照組為低,說明硫酸鎂可以抑制或減弱中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷程度,可能是通過穩(wěn)定細胞膜性結(jié)構(gòu),進而達到腦保護作用。硫酸鎂治療大鼠腦損傷后,線粒體內(nèi) Ca2+超載及 Mg2+的下降程度得到抑制。 Mg2+可以維持線粒體氧化磷酸化過程,保證充足的 AT P合成,維持良好的 Na+-K+AT P酶活性。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)硫酸鎂對腦缺血再灌注大鼠腦組織一氧化氮的水平有明顯影響[5]。說明硫酸鎂對腦組織的病理變化是有多方面的影響的。

本研究結(jié)果還顯示,硫酸鎂治療組動物腦組織含水量低于對照組,說明硫酸鎂亦具有減輕腦外傷后腦水腫的作用。硫酸鎂治療后,腦組織形態(tài)學(xué)顯示,損傷灶內(nèi)組織水腫明顯減輕,膠質(zhì)細胞神經(jīng)纖維增生,部分神經(jīng)元細胞基本恢復(fù)正常。除此之外,鎂劑還可以舒張中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管,增加神經(jīng)組織血流量,抑制自由基反應(yīng),緩解神經(jīng)組織損傷后的血管痙攣,增加神經(jīng)組織的葡萄糖利用率等,這些多環(huán)節(jié)的綜合作用均可以減輕腦外傷后的腦水腫。本實驗結(jié)果與相關(guān)文獻報道一致,另外又顯示腦含水量減低與血清 MBP降低相一致,說明 MBP既可用于評估腦損傷程度,又可以作為判斷療效的指標(biāo)之一。

隨著腦灌注技術(shù)和 TCD等腦血流檢測手段的進步和深入應(yīng)用,國內(nèi)外已有很多學(xué)者發(fā)現(xiàn),大多數(shù)重型腦外傷患者腦血流普遍減低并有其他顱內(nèi)血流動力學(xué)的變化[6,7]。應(yīng)用 TCD可發(fā)現(xiàn)腦外傷后常出現(xiàn)一條或多條血管短暫或持續(xù)的痙攣,可伴隨有腦梗死、頸內(nèi)動脈血栓形成或遲發(fā)性腦缺血性損害等改變以及臨床上的神經(jīng)功能缺失等。TCD的物理學(xué)原理使得它能夠直接測量顱內(nèi)血管內(nèi)血流速度從而動態(tài)了解腦血管的痙攣或舒張狀態(tài)。應(yīng)用硫酸鎂后 15min,原有的腦血流速度降低的狀況得到改善,且可持續(xù)到 30min,而對照組則持續(xù)處于低血流速度狀態(tài)。說明硫酸鎂除了上述兩種腦保護作用外,尚可以改善腦外傷后的低腦血流狀態(tài)。

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