大鼠颅脑爆炸冲击伤模型的建立及大黄素干预的实验研究

论文摘要

背景与目的二战以来,尤其是以海湾战争为标志的高科技局部战争爆发之后,爆炸性武器正逐步成为现代战争中的主要杀伤武器[1-4]。爆炸性武器杀伤威力大,所致的颅脑爆炸冲击伤占所有颅脑损伤的70～90%,发生率在战争中仅次于四肢伤,死亡率约在30～40%[5-7]。爆炸性武器伤致伤因素是多方面的,具有多发伤、多部位伤、复合伤、伤情重等特点。因此,加强爆炸性武器致伤特点和救治的研究,尤其是颅脑爆炸冲击伤的救治具有重要的现实意义[8-9]。但是如何建立稳定的颅脑爆炸冲击伤动物模型而且能够使之存活时间足够长从而能持续观察伤后的病理、生理变化以及探寻治疗方法却是一个棘手的问题,国内外的学者如Nakagawa[10]、Long[11]、楚燕飞[32]等在此方面做了一些尝试,建立了几种爆炸冲击伤的动物模型,但都不太理想。爆炸冲击伤早期可见脑组织明显肿胀并膨出骨窗,从光镜观察得知,伤后早期脑组织病理改变主要是脑血管扩张,12小时后才在损伤中心周围看到细胞外间隙和血管外间隙增宽、细胞体积增大、染色变淡等脑水肿表现[12,13]。有学者以伊文思蓝血-脑屏障通透性测定发现损伤早期在损伤中心区出现伊文思蓝渗出,但其范围远远小于光、电镜检查发现的脑水肿范围,仅限于损伤中心区,证明爆炸冲击伤早期外伤所致损伤是比较局限的,后期所见损伤主要来自于继发性脑损伤[14-16]。继发性脑损伤产生机制较复杂[17-19]。目前认为脑损伤后期范围扩大和程度加重可能与神经元和胶质细胞缺血缺氧、炎症介质的释放引起继发细胞毒性脑水肿有关[20-21]。传统观念认为钙超载是脑神经元死亡的最后共同途径。而其中兴奋性氨基酸（EAA）及突触前膜膜电位被视为最主要的原因。因此针对降低EAA以及突触前膜膜电位,降低神经元兴奋性是纠正Ca2+超载,防止继发性脑损伤的研究热点[23、25-27]。大黄素为中药大黄的重要成分之一,具有抗炎、止血、消肿等作用,广泛用于治疗颅脑损伤、便秘、黄疸、消化道出血等。前期研究发现大黄合剂对临床脑损伤的治疗具有显著疗效,发现其降低颅内压作用显著;近期研究发现大黄素对离体的大鼠海马区神经元具有广泛的抑制作用,能降低中枢兴奋性[22]。有学者用细胞内记录法研究大黄素对大鼠离体培养脑片上海马区锥体神经元兴奋性突触后电位（EPSP）有明显长时间抑制;以细胞外记录法证明大黄素对大鼠离体培养脑片上海马区群峰电位有明显抑制作用以及海马区光学膜电位传导有明显抑制作用[22、30]。实验发现大黄素的作用点位于突触前膜,通过突触前抑制作用来减少了神经递质的释放,有效地阻断了中枢兴奋性传导,从而降低EPSP的振幅,达到抑制作用。颅脑损伤多表现为神经元的迟发性过度兴奋,这提示大黄素具有广谱及多靶点效应[30],对中枢神经系统可能具有保护作用。因此可选择大黄素作为工具药物进行干预性研究。本实验旨在通过建立稳定的小型动物爆炸冲击伤模型,观察大鼠生命体征变化,进行脑组织病理学检查,检测标志脑水肿程度的脑含水量变化、以及标志脑组织损伤程度的神经元特异性烯醇化酶（NSE）[17-18];同时,以大黄素为工具药,对在体颅脑爆炸伤的脑保护作用并探讨其可能的作用机制,为临床应用提供理论基础。方法1.建立大鼠颅脑爆炸冲击伤动物模型;大鼠用1.5%戊巴比妥钠1ml腹腔注射麻醉,将四肢及头部固定于铝制箱体动物保护舱,呈立位背靠保护舱侧壁,调节大鼠位置和侧壁上的圆形爆炸窗口,使大鼠额顶枕部全部置于爆炸窗内,枕骨大孔以下躯干及双眼内眦连线以上口面部被充分保护,以400mg当量纸质电雷管置于爆炸窗圆心侧方水平距离10cm处引爆致伤。2.观察大黄素对颅脑爆炸冲击伤的干预作用:成年SD大鼠78只,随机分为大黄素治疗组（n=36）、模型对照组（n=36）,正常对照组（n=6）。模型对照组和大黄素治疗组制作大鼠颅脑爆炸冲击伤模型,大黄素治疗组腹腔注射大黄素10 mg（/kg·d）,模型对照组注射生理盐水,伤后6 h, 12 h, 1 d, 3 d, 5 d, 7 d各时相点随机各取6只大鼠观察呼吸、肢体活动等生理、行为学变化,光镜下检测病理学改变,测定血清神经元特异性烯醇化酶（NSE）浓度及皮层NSE免疫组织化学反应阳性细胞数目、损伤区脑含水量变化,大黄素治疗组与模型对照组进行比较。结果1.建立了稳定的大鼠颅脑爆炸冲击伤动物模型:爆炸冲击伤后各组均当即出现呼吸节律变化,表现为短暂的呼吸暂停,呼吸深慢,短时间后逐渐加快,均伴四肢抽搐3-5秒,4～6h麻醉清醒后精神萎靡、行动迟缓、食欲差。伤后脑皮层弥漫充血,额顶叶脑挫裂伤,脑实质内出血严重,脑水肿明显。光镜下皮层毛细血管破裂,细胞及血管周围间隙增大,神经纤维疏松离散,皮质连续性消失。2.大黄素对颅脑爆炸冲击伤具有明确的脑保护作用:伤后模型组和大黄素治疗组血清NSE浓度及脑含水量较空白对照组显著升高,皮层NSE免疫组织化学反应阳性细胞数目较空白对照组显著减少（p<0.01）;大黄素治疗组在1d后各时相点血清NSE浓度及脑含水量较模型组显著降低（P<0.05）,皮层神经元NSE免疫组织化学反应阳性细胞数目显著增多（p<0.05）。结论1.400mg当量纸质电雷管置于大鼠头部水平距离10cm处引爆致伤,建立了稳定、可靠、可重复的大鼠颅脑爆炸冲击伤动物模型。2.大黄素可降低伤后大鼠血清NSE浓度。3.大黄素可使皮层神经元NSE表达增加。4.大黄素可减轻脑水肿程度。5.大黄素可使病理损害程度减轻,证实对大鼠颅脑爆炸冲击伤具有保护作用。

论文目录

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• 英文摘要
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• 正文 大鼠颅脑爆炸冲击伤模型的建立及大黄素干预的实验研究
• 前言
• 第一部分 大鼠颅脑爆炸冲击伤模型的建立
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 第二部分 大黄素对颅脑爆炸冲击伤的干预作用
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 致谢
• 图片
• 参考文献
• 文献综述 颅脑爆炸伤动物模型研究现状
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表的文章