异氟醚后处理对新生大鼠缺血缺氧性脑损伤的保护作用

赵平，柴军，龙波

（中国医科大学附属盛京医院麻醉科，沈阳 110004）

异氟醚后处理对新生大鼠缺血缺氧性脑损伤的保护作用

赵平，柴军，龙波

（中国医科大学附属盛京医院麻醉科，沈阳 110004）

目的探讨不同浓度异氟醚后处理对新生大鼠缺血缺氧性脑损伤的影响。方法 7d龄新生SD大鼠125只随机分为5组（n=25）：假手术组（Ⅰ组）、脑缺血缺氧组（Ⅱ组）、1%异氟醚后处理组（Ⅲ组）、1.5%异氟醚后处理组（Ⅳ组）和2%异氟醚后处理组（Ⅴ组）。除Ⅰ组外，其余各组均行左颈总动脉结扎和8%低氧2h处理，制成新生大鼠缺血缺氧性脑损伤模型。Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组脑损伤后即刻分别吸入1%、1.5%和2%异氟醚30min。于脑损伤后7d测各组新生鼠的左右大脑半球质量，并行脑组织损伤病理检测。结果 与Ⅰ组相比，其余4组的左/右大脑半球质量比及丘脑腹后内侧核和后扣带回皮层左/右侧神经元密度的比值降低（P<0.05）；与Ⅱ组相比，Ⅳ和Ⅴ组左/右大脑半球质量比及丘脑腹后内侧核和后扣带回皮层左/右侧神经元密度比降低的程度减轻（P<0.05）。结论1.5%和2%异氟醚后处理能够减轻新生大鼠缺血缺氧性脑损伤程度。

异氟醚；后处理；缺血缺氧性脑损伤；新生大鼠

新生儿缺血缺氧性脑病是由于围产期各种因素引起脑缺血、缺氧所导致的脑损伤综合征，是造成新生儿早期死亡及发生后遗症的重要原因之一。该病的防治是当前围产医学中最为棘手的问题之一。

异氟醚作为广泛应用的吸入麻醉药，安全有效，易于操作，研究表明异氟醚预处理对新生动物具有神经保护作用［1，2］。但是由于无法预测缺血缺氧性脑损伤的发生，在此之前应用麻醉药进行预处理的临床可行性受到质疑。后处理是在缺血缺氧性损伤后进行干预，与预处理相比，具有更为广阔的临床应用前景。本研究探讨了不同浓度异氟醚后处理对新生大鼠缺血缺氧性脑损伤的影响，旨在为新生儿缺血缺氧性脑损伤的防治开辟一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组

7d龄新生SD大鼠125只，由中国医科大学附属盛京医院实验动物中心提供。随机分为5组（n=25）：假手术组（Ⅰ组）、脑缺血缺氧组（Ⅱ组）、1%异氟醚后处理组（Ⅲ组）、1.5%异氟醚后处理组（Ⅳ组）和2%异氟醚后处理组（Ⅴ组）。

1.2 方法

1.2.1 新生鼠缺血缺氧性脑损伤模型的制备：参照文献［1，2］制备模型。异氟醚麻醉下，用7-0丝线2次结扎新生大鼠左颈总动脉，清醒后返回母鼠身边喂哺3h。将大鼠放入自制的新生大鼠缺氧装置中，以2L/min的流量持续湿化输入8%O2+92%N2的混合气体，环境温度为37℃。低氧处理2h后取出，室温恢复15min后返回母鼠身边继续喂哺。Ⅰ组除不结扎左颈总动脉和不吸入低氧气体外，处理皆与其余4组相同。

1.2.2 异氟醚后处理：Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组新生大鼠缺血缺氧性脑损伤后即刻吸入1%、1.5%或2%异氟醚（由30%O2和70%N2输送）30min，Ⅰ组和Ⅱ组新生鼠同样环境中只吸入30%O2和70%N2。

1.2.3 新生鼠死亡率和体质量的监测：记录从新生鼠缺血缺氧开始到缺血缺氧后7d的死亡例数，计算各组的死亡率。缺血缺氧前和缺血缺氧后7d测量各新生鼠的体质量。

1.2.4 新生鼠左右大脑半球质量比：缺血缺氧后7d，将新生鼠麻醉下断头取脑，分离出左、右大脑半球后，各自称质量，计算出左右大脑半球质量比。

1.2.5 脑组织病理学检测：缺血缺氧后7d，新生鼠麻醉下心内灌注30mL生理盐水后，再灌注30mL 4%多聚甲醛，断头取脑，室温下放置在4%多聚甲醛中固定4h。在前卤后3.3mm用冰冻切片机行冠状切片，片厚8μm。行尼氏染色。在丘脑腹后内侧核和后扣带回皮层处检测左右侧神经元密度。在这2个区域分别选择3个视野，取0.034mm2范围计数正常细胞数。

1.3 统计学分析

2 结果

5组新生鼠缺血缺氧前和缺血缺氧后7d的体质量没有统计学差异，见表1。Ⅰ～Ⅴ组新生大鼠的死亡率分别为0、32%、28%、32%及32%。异氟醚后处理对新生大鼠的死亡率无影响，

缺血缺氧后7d各组新生鼠左右大脑半球的质量及比值见表2。与Ⅰ组比较，Ⅱ组出现了明显的脑损伤，左侧大脑半球的质量降低（P<0.05），1.5%和2%异氟醚后处理明显下降了脑损伤的程度（P<0.05），1%异氟醚后处理对缺血缺氧诱导的脑损伤无显著影响，差异无统计学意义。

表1各组新生鼠体质量比较（±s，g）T a b.1B o d y w e i g h t o f n e o n a t a l r a t s（±s，g）Group Before hypoxia/ischemia 7d after hypoxia/ischemiaⅠ13.7±1.6 31.9±0.5Ⅱ13.6±2.1 33.2±2.1Ⅲ13.7±1.1 32.3±1.7Ⅳ13.2±1.9 32.7±0.8Ⅴ13.1±1.7 31.8±1.2表2各组新生鼠左右大脑半球质量及比值（n=11，±s）T a b.2We i g h t r a t i o o f l e f t/r i g h t h e mi s p h e r e（n=11，±s）GroupLeft（mg）Right（mg）Ratio（left/right）Ⅰ 395±20 397±19 0.99±0.02Ⅱ 241±491），2） 385±27 0.63±0.181）Ⅲ 272±461），2） 391±31 0.70±0.151）Ⅳ 342±541），2），3） 388±24 0.88±0.171），3）Ⅴ 350±461），2），3） 392±18 0.89±0.201），3）1）P<0.05vs groupⅠ；2）P<0.05vs right hemisphere of the same group；3）P<0.05vs group Ⅱ.

丘脑腹后内侧核和后扣带回皮层处左、右侧神经元密度的比值见表3。和Ⅰ组比较，Ⅱ组这2个区域左侧神经元密度降低（P<0.05），提示缺血缺氧诱导了明显的脑损伤，1.5%和2%异氟醚后处理明显降低了脑损伤的程度（P<0.05），而1%异氟醚后处理对缺血缺氧诱导的脑损伤无显著影响，差异无统计学意义。

表3丘脑腹后内侧核和后扣带回皮层左右侧神经元密度的比值（n=6，±s）T a b.3N e u r o n a ld e n s i t y r a t i o i n t h e v e n t r a lp o s t e r o me d i a l t h a l a mi cn u c l e u sa n dt h er e t r o s p l e n i a l g r a n u l a r c o r t e xo f l e f t/r i g h t h e mi s p h e r e（n=6，±s）Group Neuronal density ratio（left/right）Ventral posteromedial thalamic nucleusr Etrosplenial granular cortexⅠ0.98±0.02 0.96±0.09Ⅱ0.59±0.251）0.62±0.221）0.68±0.191）Ⅳ0.88±0.161），2） 0.89±0.271），2）Ⅴ0.86±0.191），2） 0.87±0.251），2）1）P<0.05vs groupⅠ；2）P<0.05vs group Ⅱ.Ⅲ0.61±0.221）

3 讨论

新生大鼠缺血缺氧性脑损伤模型是模拟新生儿缺血缺氧性脑病最常用的动物模型［3］。7d龄大鼠脑成熟度与新生儿脑的发育程度相似，处在突触形成期［4，5］，研究表明左大脑半球更易发生新生儿缺血缺氧性脑损伤［6］，因此本研究选择了结扎7d龄新生大鼠的左颈总动脉。结果表明，新生大鼠缺血缺氧后，大体标本上可见左大脑半球较右半球明显缩小，证明模型制备成功。文献报道，脑质量比是测量脑损伤程度的敏感方法，且与组织病理学和生化检测结果一致［1，7～9］。因此，本研究采用了检测左、右大脑半球的质量比和神经元密度比的方法以量化脑损伤程度。结果表明，新生大鼠缺血缺氧后左侧脑质量和神经元密度显著降低。新生大鼠缺血缺氧后即刻吸入1.5%或2%的异氟醚30min可降低其脑质量比减少的程度，而1%异氟醚则不具有这种作用。提示1.5%或2%异氟醚后处理能够降低新生大鼠缺血缺氧性脑损伤程度，对新生大鼠具有脑保护作用。

本研究未发现脑损伤后7d各组大鼠体质量的变化，这表明体质量不能作为衡量新生儿缺血缺氧性脑损伤程度和异氟醚后处理的保护作用的指标。本研究结果发现，缺血缺氧导致了新生大鼠死亡，不同浓度的异氟醚后处理对死亡率没有影响。死亡基本上发生在缺氧2h内。

后处理的概念最先被提出和应用于实验动物心脏的研究［10］，随后在临床实验中发现缺血后处理对人类心肌具有保护作用［11］。尽管在动物实验中也发现缺血后处理能够减轻缺血缺氧性脑损伤的程度［12，13］，但由于对缺血缺氧性损伤的脑组织行缺血后处理具有临床操作的难度和危险，使脑的缺血后处理无法同心脏缺血后处理一样应用于临床。异氟醚作为广泛应用的吸入麻醉药，安全有效，易于操作。已有实验证实异氟醚后处理类似于缺血后处理，能够减轻成年动物缺血缺氧性脑损伤的程度［14］，并且优于缺血后处理，对脑损伤更具有临床应用价值。新生儿缺血缺氧性脑损伤多是分娩时窒息所致，生后窒息需呼吸机支持，便于异氟醚吸入。本研究结果表明，临床常用的异氟醚吸入浓度对新生大鼠具有脑保护作用，这为异氟醚后处理在生后窒息的新生儿的应用奠定了基础。

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（编辑王又冬，英文编辑刘宝林）

Protective Effect of Isoflurane Postconditioning on Reducing Hypoxic-ischemic Brain Injury in Neonatal Rats

ZHAO Ping，CAI Jun，LONG Bo
（Department of Anesthesiology，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China）

ObjectiveTo investigate the effects of different doses of isoflurane postconditioning on neonatal hypoxic/ischemic brain injury in rats.Methods125seven-day-old SD rats were randomly divided into 5groups （n=25）：groupⅠ：sham surgery，the pups of other four groups had left common carotid arterial ligation followed by hypoxia with 8%oxygen for 2h at 37°C.Isoflurane postconditioning with 1%（groupⅢ），1.5% （groupⅣ）or 2% （groupⅤ）isoflurane for 30min was performed immediately after the brain hypoxia/ischemia.The weight ratio，neuronal density ratio in the ventral posteromedial thalamic nucleus and the retrosplenial granular cortex of left to right cerebral hemispheres at 7days after the brain hypoxia/ischemia was calculated.ResultsCompared with control（groupⅠ），the weight ratio and neuronal density ratio in the ventral posteromedial thalamic nucleus and in the retrosplenial granular cortex of left/right cerebral hemispheres in other four groups decreased（P<0.05）.Compared with group Ⅱ，the decreasing level in the weight ratio and neuronal density ratio in the ventral posteromedial thalamic nucleus and in the retrosplenial granular cortex of left/right cerebral hemispheres induced by hypoxia/ischemia in groupⅣ andⅤ reduced（P<0.05）.Conclusion1.5%and 2%isoflurane postconditioning induced neuroprotection in neonatal rats of brain hypoxia and ischemia injury.

isoflurane；postconditioning；hypoxic/ischemic brain injury；neonatal rat

R614.2

A

0258-4646（2012）01-0005-03

doiCNKI：21-1227/R.20120113.1025.012

http：//www.cnki.net/kcms/detail/21.1227.R.20120113.1025.012.html

国家自然科学基金资助项目（81171782）

赵平（1966-），女，教授，博士.E-mail：zhaoping_cmu2002@yahoo.com

2011-10-25

网络出版时间：2012-01-1310：25

·论著·