鼠脑缺血性损伤程度与缺血时间的关系研究

1、    鼠脑缺血性损伤程度与缺血时间的关系研究        【摘要】目的探讨大脑中动脉(MCA)闭塞时缺血侧不同部位的病理演变特征，研究缺血性损伤程度与缺血时间的关系。方法利用线栓法MCA闭塞模型，采取HE染色，光镜电镜观察MCA闭塞不同时相点缺血侧基底节区、皮质和海马的损伤特征，并直接对坏死和暗神经元计数，运用对数方程作出脑损伤程度-缺血时间关系曲线，运算ET50值。结果缺血30分钟, 坏死神经元首先出现在缺血侧基底节区,以后逐渐扩展到皮质,至缺血24小时后, 缺血中心逐

2、步出现盘状坏死。缺血时间依赖性病理变化完全符合剂量反应曲线的S-形分布。结论MCA闭塞后，MCA分布区的病理变化可分为组织水肿期、神经元急剧损伤期和盘状坏死期三个阶段。治疗窗因阻塞血管和缺血部位及组织可逆的期望值不同而异。主张治疗窗应 “个体化”。【关键词】脑缺血病理学治疗窗 Study on the relationship between ischemic time and extent of cerebral ischemic injury in ratsHe Mingli,Chen Mane, Wang Jingzhou（Department of Neurology,Dachuan

3、Prefectural Hospital, Sichuan 635000）【Abstract】ObjectiveTo explore the pathologic feature on different parts of ischemia during the middle cerebral artery occlusion (MCAO),and study the relationship between ischemic time and extent of cerebral injury.MethodsA model of MCAO with the suture mothod was

4、 set up in rats,using HE staining, light and electronic microscope, the injury feature of ischemic basal ganglion area,cortex and hippocampus were observed in different time,and counted necrotic and dark neruons.Using a logistic equation to calculate the relationship between the duration of ischemia

5、 and the extent of injury.Results30 min after cerebral ischemia onset,necrosis neurons appeared in ischemic basal ganglion area, and then progressively developed to cortex. Pannecrosis was observed after 24 h. Ischemia-dependenced pathologic change completely fitted S-shape distribution of dose resp

6、onse curves.Conclusions The pathologic changes induced by MCA occlusion had three periods: tissue edema period,neuron rapid injury period and pannecrosis period. Different vessels occlusion, different ischemic position and different expectation had different therapeutic window.This paper emphasized

7、“individuation” of therapeutic window. 【Key words】Cerebral ischemiaPathologyTherapeutic window急性缺血性卒中的治疗窗是溶栓治疗和神经保护剂治疗的关键问题。人们已从病理学、影像学、临床试验等多角度对此理论进行了可喜的探索。然而，仍有许多问题尚不清楚，诸如大脑中动脉(MCA)闭塞后神经元坏死的高峰期位于何时、MCA供血各脑区的神经元是否同步坏死、缺血性损伤程度与缺血时间的关系如何，等等1。本实验采用线栓法MCA闭塞模型2，从组织学角度，探讨大鼠MCA闭塞后不同时相缺血侧基底节区、皮质和海马的损伤特征，并应

8、用对数方程3探索缺血性损伤程度与缺血时间的关系。1材料与方法11动物来源与分组Wistar大鼠75只（中国军事医学科学院提供），雌雄不拘，体重200250 g，随机分为正常对照组（5只），假手术组（20只）和MCA闭塞组（50只）3组。假手术组再分设术后1、6、12、24小时4个时相点（每组5只），MCA闭塞组再分设术后0.5、1、1.5、2、3、4、6、12、24和48小时10个时相点（每组5只）。12方法43的组织块，置于3%戊二醛室温过夜，再经一系列组织处理和染色，H-300透射电镜观察并照相。12.3坏死神经元的确定参照Farber等53。其运算公式为：Y=（a-d）/1+(X/c)+

9、d 或 d logit(Y-d)/(a-d)/d ln(X)=±b。式中Y为组织损伤量，X为缺血时间，a为X=0的Y值，d为无限时间的组织损伤量，c为ET50±s)表示。采用t检验等。2结果2.1缺血后不同时间脑组织的改变见表1。表1各组各时相点MCA闭塞后缺血侧基底节区、皮质和海马的神经元数量(±s)缺血时间基底节区皮质海马完整神经元不可逆神经元完整神经元不可逆神经元完整神经元不可逆神经元0235±883375±852152±3620.5小时176±4355±13*376±9013157±41

10、41小时132±2296±28*302±5762±13*147±3431.5小时107±27147±31*247±51132±36*149±3722小时31±8217±35183±36192±38*138±2964小时28±5216±33107±34266±45*142±3106小时35±11226±4293±23276±85136±28512小时

11、25±8215±3887±25287±83137±321524小时24±6208±3985±21297±9375±1971±22*48小时24±7222±4379±24288±8434±11124±26*与前一时相点相比*P<0.05,*P<0.01,*P<0.001 21.1光镜观察正常对照组和假手术组各时相点双侧大脑半球均可见散在的暗神经元和坏死神经元，但20个高倍视野的总数不超过10个。MCA闭塞 0.

12、5小时,暗神经元和坏死神经元首先大量出现在缺血侧基底节区,并见完整神经元周围间歇增大、胶质水肿、炎细胞侵润。至MCA闭塞 1小时，这些改变才逐步扩展到皮质。基底节区的细胞损伤高峰期位于MCA闭塞 0.5小时至2小时，皮质为MCA闭塞 1小时至6小时，而双侧海马MCA闭塞 24小时内仅见散在极少量的暗神经元和坏死神经元分布，但病侧海马组织水肿持续存在，重于健侧。MCA闭塞 24小时后，海马的暗神经元和坏死神经元迅速增加，如表1所示。基底节区和皮质MCA闭塞24小时后逐渐出现盘状坏死（1），而海马始终未见盘状坏死。1MCA闭塞24小时,缺血侧基底节区切片。HE×40021.2电镜观察神经

13、元胞浆破碎、线粒体肿胀或空泡化，胞核缩小变形、核膜电密集物沉积、染色质聚集、髓鞘水肿，其板层松散分离（2）。2缺血神经元电镜照片 TE×12K22脑损伤程度与缺血时间的关系将MCA闭塞组各时相点的相应数据转换为占该时相点的百分比，再代入对数方程Y=(a-d)/1+(X/c)+d 或 d logit(Y-d)/(a-d)/d ln(X)=±b，即可绘出脑损伤程度-缺血时间关系曲线。并在此曲线上直接查出治疗窗数据(见表2)。表2Wistar大鼠MCA分布区治疗窗参数(±s,min) 部位CRET50NR基底节区17±863±38203±1

14、17皮质35±12125±56356±154海马530±2141025±3682278±876注：CR是缺血损伤完全恢复（complete recovery）的最大时间，其不可逆性损伤量占5%；NR是缺血损伤不能恢复（no recovery）的最短时间，其不可逆性损伤量占95%；ET50代表50%的组织不可逆损伤量的时间。 3讨论分析本实验所见，持续MCA闭塞，其供血区脑组织出现时间依赖性病理变化，这些变化可归纳为三个阶段，即组织水肿期，神经元急剧损伤期和盘状坏死期。组织水肿期神经元水肿、变形、其周围间隙增大，间质水肿。其超微结构改变

15、为染色质聚集、内质网扩张、线粒体肿胀等。这些改变多发生于MCA闭塞数分钟，最长不超过2小时。本实验海马在MCA闭塞24小时内均为此改变，可能与海马主要由大脑前动脉供血并受脑组织释放的高浓度活性介质或递质作用和应激性损伤有关。Lyden PD等的研究业已证明，如果此时迅速恢复组织灌注，这些改变可以逆转6。神经元急剧损伤期：如果组织持续缺血，坏死和暗神经元将在组织水肿期后急剧增多，其超微结构改变为神经元胞核缩小变形、核膜电密集物沉积、染色质边聚、髓鞘水肿、板层松散分离等。此期因部位不同其发生的时间变化甚大，短者缺血发作后数十分钟，长者数十小时甚至数天，故名迟发性神经元坏死。这些改变并不因组织灌注的

16、恢复而逆转。盘状坏死期为大块组织细胞（包括神经间质、血管和神经元）崩解、凝固性坏死，间有胶质细胞的增生。本期是脑缺血性损伤的最坏的结果。从本研究结果可见，治疗窗是缺血发作后缺血脑组织存在有不同数量因血液复流而逆转的神经元的时间。应用对数方程研究发现，大鼠的脑缺血时间依赖性病理变化完全符合剂量反应曲线的S-形分布，可以认为CR点以短的时间段是最理想的治疗窗，CR至ET50之间的时间段是较理想的治疗窗，但位居NR至ET50之间的时间并非无治疗意义。可见，治疗窗是对组织可逆性大小而言。本实验还发现，纵然同一只大鼠，MCA分布各区的组织损伤程度各不相同，即各部位的治疗窗不一致，说明治疗窗绝非是一个固定

17、的参数，它将因动物种类1、阻塞血管和缺血部位及组织可逆的期望值不同而异。因此，为了最大限度地挽救缺血损伤组织，避免漏治及过度治疗病例，我们强调，治疗窗应根据具体病人的阻塞血管和缺血部位的不同而行“个体化”判定。作者单位：何明利（635000四川省达川地区人民医院）陈曼娥（第三军医大学大坪医院野战外科研究所）王景周（第三军医大学大坪医院野战外科研究所）参 考 文 献1，Justin A，Zivin.Factors determining the therapeutic window for stroke.Neurology,1998,50:5992，Koizumi J,Yoshida Y, Na

18、kazwa F,et al.Exerimental studies of ischemic brain edema:A new experimental mode of cerebral embolism in rats in wich recirculation can be introduced in the ischemic area.Stroke,1986,8:13，Aronowski J,Ostrow P,Samways E,et al.Graded bioassay for demonstration of brain rescue from experimental acute ischemia in rats.Stroke,1994,25:22354，何明利，陈曼娥，王景周，等.急性脑