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原花青素对实验性脑出血大鼠的脑保护作用及其机制研究

高羽

   研究背景及目的: 脑出血(intracerebral hemorrhage, ICH)是指脑实质的非外伤性出血,其发病率高,起病急,病情危重,治疗效果不佳,是死亡率最高,致残率极高、治愈率很低的中风类型。在美国和欧洲,脑出血作为一种常见病而占所有中风病例的10%,在亚洲人中其比例更是高达20%~50%[1]。除了一个月内高达35%至52%的死亡率之外,由于其高致残率,现在人们广泛认为脑出血是最具破坏力的中风类型之一,幸存者致残的几率为88%,其中10%的残疾者一个月后生活能够自理,而只有20%的残疾者在六个月后生活能够自理[2]。留下永久性残疾的幸存者的生活质量大大降低,对患者和他们的家庭造成了巨大的痛苦。因此,中风的预防就成为公共健康主要的并优先要考虑的项目。脑出血后的神经功能缺陷常常是血肿及血肿周围组织直接损伤和继发性损伤造成的,由于脑出血的病理生理机制比较复杂,通常临床上还是以内科的保守治疗为主,但目前内科治疗常常达不到理想的效果;对于血肿较大或者脑脊液循环受影响以及形成脑疝者,也可以用外科手术来清除血肿[3],但这种手段的争议较大,部分观点认为外科手术并没有能有效的降低脑出血患者的死亡率和病残率,反而有可能因为手术而引发再出血。因此,探寻有效的预防与治疗的药物就成为了迫在眉睫的问题,国内外也有众多的学者致力于研究脑出血的发病机理并试图找到有效的防治手段,但目前尚缺乏有效的预防与治疗药物。 原花青素是植物王国中广泛存在的一大类多酚化合物的总称,主要从葡萄籽、莲蓬等中提取。其具有保护缺血性脑损伤、防治癌症、抗炎、抗糖尿病、抗胃溃疡、抗辐射、保护肝脏及心血管、提高学习记忆、促进毛发生长等药理作用,并且它的生物利用率高,毒性低,优越的生物活性使原花青素产品风靡全球,广泛应用于药品、化妆品、保健品等领域,有着巨大的市场潜力和经济效益,但其对脑出血的作用国内外还未见报道。因为脑出血与脑缺血引起的脑损伤有许多相似之处,都有脑组织水肿、细胞凋亡及炎症反应,只是出血所引起的炎症反应更剧烈而已,同时脑出血后血肿周围组织甚至是远隔区域出现广泛的局部脑血流量下降,引起脑缺血性损害,所以我们有理由推测原花青素可能对脑出血也有一定的保护作用。 本课题通过动物体内实验,从大鼠神经行为学变化、神经病理学的改变及神经生物化学的变化等几方面,初步探讨原花青素对实验性脑出血大鼠神经功能损伤的保护作用及其相关的作用机理,为原花青素的临床应用提供一定的实验依据与理论基础。 研究方法: 大鼠随机分为假手术组、脑出血模型组、原花青素低剂量组(50㎎·㎏-1)、中剂量组(100㎎·㎏-1)、高剂量组(200㎎·㎏-1)及尼莫地平阳性对照组(10㎎·㎏-1)。原花青素粉剂临用前用蒸馏水配制成悬浮液,大鼠术前2周每天灌胃1次,并于术前1 h再灌胃1次;尼莫地平片临用前用蒸馏水溶解,以与原花青素同样的方式给药;假手术组和脑出血模型组均分别灌胃给予等容量生理盐水。在脑立体定位仪上,根据大鼠脑立体定位图谱定位脑部尾状核后,用微量注射器向尾状核注射Ⅶ型胶原酶建立大鼠脑出血模型。假手术组则仅向尾状核注射生理盐水,不做出血处理。术后4,8,12,24 h观察神经功能缺损症状并评分;末次评分后取血与脑组织,检测血清磷酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)的水平;干湿比重法测定脑组织含水量;组织切片HE染色并于光镜下观察脑组织病理学改变,以验证原花青素对脑出血大鼠的脑损伤是否有保护作用。同时,检测脑组织丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量与超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性;免疫组化法检测各组大鼠脑组织切片TNF-α和NF-κB以及Bax和Bcl-2蛋白表达,脱氧三磷酸尿苷缺口末端标记法(TUNEL)观察各组大鼠脑组织细胞凋亡,从而来探讨原花青素作用的可能机制。 主要研究结果: (1)与ICH模型组相比,原花青素各剂量组(50,100,200㎎·㎏-1)与尼莫地平组(10㎎·㎏-1)的大鼠神经功能障碍明显减轻,差异具有显著性(P <0.05,P<0.01)。与ICH模型组比较,原花青素各剂量组及尼莫地平组的大鼠血清中CK,LDH的水平明显降低(P <0.05,P <0.01),脑组织含水量显著下降(P <0.05,P <0.01)。脑组织病理切片HE染色显示,与ICH模型组相比,原花青素各剂量组及尼莫地平组的大鼠脑组织神经细胞损伤程度有不同程度的减轻,病理学变化有所改善; (2)与ICH模型组比较,原花青素各剂量组(50,100,200㎎·㎏-1)及尼莫地平组(10㎎·㎏-1)的大鼠脑组织SOD活性明显升高(P <0.05),MDA含量明显降低(P <0.05,P <0.01), GSH含量与CAT活性均显著升高(P <0.01)。免疫组化结果显示,与ICH模型组相比,原花青素各剂量组及尼莫地平组的大鼠脑组织NF-κB,TNF-α和Bax蛋白表达均降低(P <0.05,P <0.01 ),原花青素中、高剂量组(100, 200㎎·㎏-1)与尼莫地平组的大鼠脑组织Bcl-2蛋白表达升高,差异均有显著性(P <0.05,P <0.01)。原花青素低剂量组(50㎎·㎏-1)大鼠脑组织Bcl-2蛋白表达虽然有升高的趋势,但差异无显著性(P >0.05)。TUNEL结果显示,与ICH模型组相比,原花青素各剂量组及尼莫地平组的大鼠脑组织细胞凋亡数有所减轻(P <0.05,P <0.01)。 主要结论: (1)原花青素(50, 100, 200㎎·㎏-1)能够缓解脑出血大鼠神经行为障碍,降低出血后脑组织含水量,减轻神经细胞的损伤程度,降低血清中CK与LDH的水平,对实验性脑出血大鼠具有保护作用: (2)原花青素(50,100,200㎎·㎏-1)发挥脑保护作用的机制可能与其增强机体的抗氧化能力,清除自由基,减少脑组织氧化损伤;同时降低促炎症因子的表达,从而减轻脑水肿以及对凋亡相关蛋白的调控而改善组织细胞凋亡有关; (3)原花青素低剂量组(50㎎·㎏-1)的大鼠脑组织Bcl-2蛋白表达升高不明显,但是其Bax表达明显降低、细胞凋亡显著减轻,提示原花青素可能不止通过一个途径减轻神经细胞凋亡而保护受损脑组织; 综上,原花青素对实验性脑出血大鼠的脑损伤有一定的保护作用,其机制可能是原花青素能够增加抗氧化酶的活性与含量,清除体内自由基,改善脂质过氧化从而减轻脑组织的氧化损伤;同时原花青素可能通过调控炎性蛋白的表达减轻脑水肿以及调节凋亡相关基因蛋白的水平来减轻细胞凋亡而缓解脑损伤。……   
[关键词]:原花青素;脑出血;保护作用;作用机制
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆医科大学2010年