局部亞低溫對大鼠腦出血后血腦屏障的影響

李蘭鳳，姜福麗，顧曉輝(綜述)，王德生(審校)

( 1.哈爾濱二四二醫(yī)院神經內科, 哈爾濱150066; 2.哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 神經內科, 哈爾濱 150001;3. 黑龍江省五院內一科, 哈爾濱 150009)

腦出血是指腦部血管破裂導致的出血，絕大多數的腦出血患者既往患有高血壓。腦出血通常急性起病，病情短期內就可達高峰，嚴重影響患者生存和預后。局部亞低溫是一種應用非藥物治療方法將患者體溫降低到理想溫度，從而達到治療疾病的目的。近年來，眾多權威研究發(fā)現(xiàn)，局部亞低溫治療對受損腦組織有明顯的保護作用，通過減輕腦水腫和維持血腦屏障的完整性來降低患者的病死率和致殘率。其主要機制可能是減少腦細胞的損害，減少有害物質和自由基的產生、釋放，使腦細胞代謝率降低，從而最大可能地減輕腦細胞的損傷和破壞[1]。

1 亞低溫的概念及與血腦屏障的關系

1.1亞低溫的概念 國內外根據低溫的程度將其分為輕、中、深和超深低溫。深低溫和超深低溫曾廣泛應用于嚴重顱腦損傷患者的腦復蘇治療，因其不良反應大，臨床應用受到限制。最近研究發(fā)現(xiàn)，輕中度低溫由于其不良反應小，容易被掌控，越來越受到臨床醫(yī)師的關注。

1.2亞低溫與血腦屏障的關系 血腦屏障是腦組織與血液之間存在的一種具有保護作用的膜性結構，能避免血液中細菌、病毒、異物等有害物質進入腦組織，但代謝產物和營養(yǎng)物質可正常進出，以此來維持腦脊液內的環(huán)境穩(wěn)定。其主要由基膜、毛細血管內皮細胞、周細胞、內皮細胞間的緊密連接等結構構成。由于血腦屏障是一層連續(xù)覆蓋在幾乎全部腦毛細血管腔表面的內皮細胞膜，所以血腦屏障的結構與功能基礎，即內皮細胞間的緊密連接在維持血腦屏障完整性中發(fā)揮重大作用。有研究表明，緊密連接結構是由細胞骨架蛋白、跨膜蛋白、內皮細胞緊密連接的骨架蛋白在腦毛細血管內皮細胞中的廣泛表達[2-6]。密封蛋白5對血腦屏障的通透性可能起至關重要的調節(jié)作用，是腦血管內皮細胞調節(jié)通透性的最重要調節(jié)因子。密封蛋白對血管屏障完整性起著至關重要的調節(jié)作用，是腦血管內皮細胞通透性調節(jié)的關鍵靶點[5,7]。又有研究發(fā)現(xiàn)，閉合蛋白下降程度可以作為血腦屏障損傷程度的指標，是第一個被發(fā)現(xiàn)的緊密連接蛋白，其表達水平能夠代表血腦屏障的結構狀態(tài)[8]。腫瘤壞死因子和白細胞介素的水平也與血腦屏障的通透性密切相關。

2 血腦屏障相關因子的作用

2.1密封蛋白 在腦血管微循環(huán)系統(tǒng)中，密封蛋白3和密封蛋白5的表達廣泛存在，有實驗證明密封蛋白5是參與血腦屏障構成的主要蛋白[9]。密封蛋白是緊密連接蛋白的重要組成部分，主要功能是保持緊密連接蛋白的選擇性滲透作用[10]。血腦屏障的這些功能異?？赡芘c密封蛋白水平的表達變化有關。有研究證實，蛛網膜下腔出血后，血腦屏障極大開放，密封蛋白5表達水平明顯降低，通過動物實驗建立腦膠質瘤模型，運用化學方法和電鏡觀察發(fā)現(xiàn)血腦屏障中的緊密連接蛋白的表達發(fā)生了改變，由此得出，緊密連接被誘導破壞是導致血腦屏障通透性增高的主要原因[11]，密封蛋白可能作為血腦屏障的調節(jié)靶點，使緊密連接的選擇性開放受到破壞。綜上可知，血腦屏障的功能與緊密連接蛋白的表達密切相關。

2.2閉合蛋白 閉合蛋白是首先被提取出來的構成緊密連接的完整膜蛋白[12]，并且是緊密連接的重要組成蛋白。有動物實驗證實，當閉合蛋白的表達在轉錄和翻譯水平受到影響時，緊密連接蛋白大量破壞，血腦屏障完整性遭到破壞[13]。另外，在腦微血管內皮細胞中表達的閉合蛋白明顯多于其他組織內皮細胞中閉合蛋白的表達，從而得出血腦屏障通透性明顯低于其他系統(tǒng)血組織屏障的結論[14]。因此看出，閉合蛋白表達水平能夠反映血腦屏障的結構狀態(tài)，其下降水平能夠作為血腦屏障損傷程度的標志。在動物實驗基礎上，通過分子水平檢測經過亞低溫治療的腦出血后血腦屏障中緊密連接蛋白水平的表達變化，發(fā)現(xiàn)腦組織中密封蛋白5和閉合蛋白的表達增加，腦出血后緊密連接蛋白的破壞降低[15]。

2.3腫瘤壞死因子 腫瘤壞死因子是一種能殺傷腫瘤細胞的糖蛋白，主要由活化的巨噬細胞和T淋巴細胞產生，也被認為是炎性反應過程中不可或缺的神經毒性介質[16-17]。腫瘤壞死因子作為重要的始動因素在微觀分子水平上引發(fā)一系列級聯(lián)反應，導致腫瘤壞死因子和白細胞介素產生，使內皮細胞發(fā)生變化從而使毛細血管通透性也隨之增加。有研究人員發(fā)現(xiàn)，在腦出血患者的血漿中腫瘤壞死因子水平與腦水腫的程度相關[18]。

2.4白細胞介素 白細胞介素是由多種細胞產生的并作用于多種細胞的一類細胞因子，最初是由白細胞產生又在白細胞中發(fā)揮作用，由此得名。白細胞介素是具有多向性生物功能的炎性介質，與血腦屏障的破壞密切相關。腦出血后，腦細胞發(fā)生一系列損傷，神經元、血管周圍的炎性細胞、血管內皮細胞等被大量激活,分泌大量白細胞介素和腫瘤壞死因子,從而激發(fā)一系列的炎性反應，使血腦屏障的破壞進一步加大，腦水腫也相應加重；而血腦屏障破壞的加大和腦水腫的加重又促成了炎性因子的產生，如此反復形成惡性循環(huán)。曾有文獻指出，白細胞介素1β和腫瘤壞死因子α能夠直接破壞緊密連接蛋白，從而導致血腦屏障通透性增加[18-20]。

鑒于白細胞介素1β和腫瘤壞死因子α在血腦屏障破壞中起到的重要作用，利用免疫組織化學法檢測腦出血后第1日和第3日血腫周圍兩種炎性因子在細胞中的表達變化。結果表明，腦出血后的第1日和第3日，血腫周圍表達白細胞介素和腫瘤壞死因子的陽性細胞數明顯增加，與腦出血后血腦屏障通透性增加的變化趨勢相符[16]，也驗證了學者關于白細胞介素和腫瘤壞死因子的增加可以破壞血腦屏障完整性的研究[17]。亞低溫治療后血腫周圍表達白細胞介素和腫瘤壞死因子的陽性細胞數明顯下降，暗示了局部亞低溫的抑制炎性反應的作用。由此可以推斷，局部亞低溫在保護血腦屏障完整性和減輕腦水腫方面要靠抑制白細胞介素和腫瘤壞死因子的表達，并增加緊密連接蛋白的水平來實現(xiàn)[15]。

3 小 結

局部亞低溫對血腦屏障的保護作用不是瞬時的，而是較為持久的。大量實驗也證實了局部亞低溫可以通過保護大鼠腦出血后血腦屏障的完整性，進而減輕腦出血后腦水腫的形成。分子水平上，通過免疫印跡實驗和實時定量反轉錄聚合酶鏈反應，兩種實驗方法檢測了在血腦屏障完整性中起重要作用的緊密連接蛋白的表達水平的變化，對今后腦出血的研究及提高腦出血患者生存和生活質量產生了重要影響，為今后科研奠定了基礎。

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