一氧化氮(NO)是机体内重要的信使分子和效应分子,为神经传递、血管舒张、调节神经功能的内源性介质,与神经系统的生理和病理过程关系密切,而一氧化氮合酶(NOS)是N0生物合成的限速酶。丹参为唇形科鼠尾草属植物,具有活血化瘀、宁心安神等功效,目前在缺血性脑血管病的治疗中广为应用。有研究发现,丹参能下调缺血所致的NOS表达,使N0合成减少,减轻缺血性脑损伤。本实验采用大鼠局灶性脑缺血再灌注模型,研究丹参酮II A(Tanshinone II A,Tan II A)对大鼠脑缺血再灌注损伤脑组织和血清中N0含量和NOS、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性变化的影响,探讨其保护作用的可能分子生物学机制。
1材料与方法
1.1动物 健康Wistar大鼠,雄性,清洁级,共40只,体质量(250-30)g,广西医科大学动物实验中心提供。
1.2分组及给药 将大鼠随机分为假手术组、缺血再灌注组、Tan II A低剂量组及Tan IIA高剂量组,每组10只。TanIIA低剂量组(15 m9/kg)和高剂量组(30 m9/kg)均于术前连续灌胃给药3d,。每日1次,假手术组和缺血再灌注组给予等量的生理盐水灌胃。第3日给药后l h建立局灶性脑缺血90 min再灌注24 h动物模型。
1.3造模
参照文献[3]方法制备大鼠局灶性脑缺血再灌注模型。采用颈外动脉插入线栓法,各组均进行左侧大脑中动脉栓塞。采用石蜡线栓,直径约0.27 mm,插入深度约l8 mm,此时线栓头位于大脑中动脉起始部。缺血90 min时,抽提线栓实现再灌注。冲经功能缺陷评分按照Longa等评分标准,分数在1~3分为模型成功。
1.4 HE染色病理形态学观察
再灌注24 h,各组随机取5只大鼠,用生理盐水和多聚甲醛进行心脏灌流固定,断头取脑。在左侧大脑半球距离嗅球尖端7~ll mm之间冠状切取约5 mm厚脑组织块,固定、脱水、包埋成腊块,连续切片,厚5 tm。连取5张作HE染色,观察病理形态学改变。
1.5指标检测
再灌注24 h,大鼠均内眦取血,置于干燥试管中,离心,然后将上清液置于干净EP管中,低温保存,用于测定N0、NOS和iNO$。取血完毕后立即将各组大鼠断头取脑,冰盘上快速取一侧大脑皮层,用冰冷生理盐水冲洗掉血液,滤纸吸干水分,于低温环境下称重,置于含有冰冷生理盐水的玻璃匀浆器中(匀浆器放入冰浴中)制成质量分数为10%的脑组织匀浆,然后放置于低温离心机中,4℃离心,取上清液,低温冰箱中保存,用于测黢备指标。
1.6统计学方法
数据处理采用SPSSll.5统计软件进行运算,结果以x+s表示,组间差异显著性检验采用方差分析。
2结果
1丹参酮II A对脑组织病理学改变的影响
假手术组脑组织切片可见神经细胞、胶质细胞及毛细血管形态正常,结构完整,锥体细胞核大而圆,核仁明显。缺血再灌注组呈缺血改变,梗死区正常组织结构消失或结构不清,间质水肿,有炎细胞浸润;锥体细胞体积缩小,细胞核固缩深染,胞浆伊红;部分细胞坏死,并可见呈筛状坏死的坏死灶。Tan IIA不同剂量治疗组脑组织缺血改变较缺血再灌注组明显减轻,坏死范围缩小,细胞结构较完整,细胞核固缩少,细胞间质水肿轻,高剂量组与低剂量组比较。缺血改变更轻。
3讨论
N0是生物体内重要的信使分子和效应分子,具有神经介质和调质的功能,广泛参与体内生理和病理活动。在脑缺血性损伤过程中,依据缺血及再灌注时间段及产生N0的细胞类型和产生N0过程等条件不同,N0可能发挥损伤或保护的双重作用。NOS作为N0合成的关键酶,可分为三种类型:第l种是神经元型(nNOS),第2种为内皮结构型(eNOS),它们的激活均依赖于钙离子和钙调蛋白的作用。第3种为诱导型,可由炎症因子、内毒素等诱导激活,iNOS作用时间长,可催化生成大量N0。近年研究表明,在脑缺血再灌注损伤过程中,NOS是决定N0双重作用的关键。脑缺血后NOS活性在缺血各时期均有增高,但在缺血损伤的不同阶段,不同类型的NOS发挥不同的功能作用。脑梗死超早期(<2 h),eNOS活性升高,产生NO在局部扩张脑血管,增加脑血流,发挥脑保护作用,但超过2 h则作用消失。脑梗死早期(2~6 h),nNOS产生大量N0发挥毒性作用,当脑梗死晚期(>6 h),iNOS产生的N0可加剧谷氨酸毒性,导致迟发性神经元损伤,尤其iNOS与钙调蛋白结合紧密,产生大量的N0,更加剧了迟发性神经元死亡。本实验结果显示,脑缺血90 min再灌注24 h,缺血再灌注组大鼠脑组织和血清中N0含量、NOS及iNOS酶的活力均明显上升,提示N0的增加可能来源于nNOS和iNOS的活性增高,而升高的N0与NMDA受体结合使大量Ca2+通道开放,胞浆内ca2+明显升高,引起细胞内钙超载,促发损伤级联反应。随着缺血再灌注损伤的发展和炎细胞的浸润,以及肿瘤坏死因子Q、白细胞介素一B等细胞因子表达增加,可诱导iNOS产生增多,从而介导神经毒性作用,导致神经元进一步损伤。
胡氏等研究发现,Tan II A能减小缺血再灌注损伤大鼠脑梗死体积。本研究结果也显示,脑缺血再灌注损伤给予TanIIA治疗也可明显减轻缺血病理损害,高剂量Tan IIA的保护效果更显著,表明Tan II A对缺血再灌注脑损伤有保护作用。我们的研究还显示,Tan IIA能减少脑组织和血清中N0的含量、降低iNOS和NOS活力,表明Tan IIA抑制N0作用可能主要是通过降低iNOS活性而实现的。
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