脑缺血模型总结
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脑缺血模型的实验研究思路一、方法原理:脑缺血是以脑循环血流量减少为特征的中枢神经系统疾病,从发病机制脑缺血有三种类型:血栓性脑缺血,短暂性脑缺血和血瘀性脑缺血。
血栓性脑缺血性是指在颅内外供应脑部的动脉血管壁发生病理性改变的基础上,在血流缓慢、血液成分改变或血粘度增加等情况下形成血栓,致使血管闭塞。
脑动脉栓塞后,由其供应的脑组织(包括神经细胞、胶质细胞和血管)发生缺血、缺氧、水肿和坏死。
实验室常采用的动物模型是线栓法阻断大脑中动脉,建立大鼠局灶性脑缺血(MCAO)[1,2]模型。
此方法适宜做在灌注损伤,而且缺血肯定而较重。
短暂性脑缺血是指伴有局灶症状的短暂的脑血液循环障碍,是由于脑血流量下降或微小栓子栓塞了脑动脉所致,以反复发作的短暂性失语、瘫痪或感觉障碍为特点,症状和体征在24小时内消失。
实验室采用结扎小鼠的颈总动脉及迷走神经,造成急性脑缺血模型。
血瘀性脑缺血主要是由血流动力学不足,血液粘稠度较高、血流速度缓慢致血栓形成而造成脑部缺血,使其受到损伤。
实验室常用注射肾上腺素来改变血流变制备血瘀性脑缺血模型。
二、指标选择原理[3,4,5,6]:脑缺血损伤的病理机制,主要有氧自由基损伤,细胞内钙超载,兴奋性氨基酸神经毒性3个主要病理机制或学说,三者并非独立存在和有序,而是相互关联相互促进的。
目前脑缺血的动物实验检测指标主要集中在:神经行为学,病理组织学,能量代谢和兴奋性氨基酸。
1.神经病学评分参照zea—Longa分制评分标准,待大鼠麻醉清醒后进行评分。
分别于大鼠术后第l天、第3天进行评分。
O分:无神经损伤症状;1分:不能完全伸展对侧前爪;2分:向外侧转圈;3分:向对侧倾倒;4分:不能自发行走,意识丧失。
分数越高,说明脑损伤越严重。
2.病理组织学主要包括脑梗塞面积,脑含水量和生物活性物质指标及血液流变学。
2.1脑梗塞面积,脑含水量脑缺血后生成大量氧自由基攻击细胞膜和亚细胞膜。
引发脂质过氧化反应,致细胞代谢及功能障碍,造成细胞损伤,继而通过坏死或凋亡的方式引起细胞死亡。
缺血性脑卒中的动物模型HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】缺血性脑卒中研究中的动物模型想要进行一项基础研究,动物模型必不可少。
缺血性脑卒中研究如火如荼,动物模型也多种多样,有哪些常用的动物模型,以及它们各自的特点就成了研究人员在选择模型时十分关注的问题。
在缺血性卒中过程中,最终的梗死体积和神经功能预后受到多种因素的影响,例如缺血的持续时间、缺血的严重程度、侧枝循环、系统的血压以及梗死产生的原因和位置。
此外,年龄、性别和相对复杂的药物遗传背景也会对其产生影响。
因为卒中是如此复杂的一个疾病,因而动物模型也往往只能覆盖其中个别方面的特点。
虽然中风是一种复杂的疾病,但其存在一些共同的特点,这使得我们有机会用实验来模拟卒中的发生。
缺血性脑卒中的一个重要特点是进展,这也解释了缺血半暗带的存在。
当血流量降至基线值的15-20%以下时,只要几分钟就会产生不可逆的脑损伤核心,并且迅速相周围发展。
其周围的脑组织血流减少得相对较轻,所以此时神经功能缺失而组织结构却是完整的。
但如果脑血流不能恢复,那么这些所谓的半暗带组织就会被纳入梗死核心区。
最常用的一种模型是啮齿动物的线拴法大脑中动脉闭塞模型(MCA),方法是将普通的血管内缝线或特制的线拴放入大脑中动脉开口处,从而达到阻塞血管造成血流量减少的目的。
这种方法的优点是:不需要开颅的手术,并且通过拔出线拴的方法还可以达到在特定时间再通血管的目的,虽然瞬间的血管开通与人体一般的病理生理过程相去甚远,但与近来应用越来越广泛的机械取栓治疗的病理过程不谋而合。
因此,虽然在模型的制作上存在一些问题,但仍是目前最广受认可的一种脑卒中动物模型。
另一种常用的方法是用各种方式直接地闭塞血管,分为永久地闭塞血管(如凝断)和暂时闭塞血管(如结扎),但大多都需要开颅的手术操作。
使用内皮素-1(一种强血管收缩剂)可以诱导短暂的局灶性脑缺血,其产生的病灶可以分布于脑组织任何位置,常常被用于制作腔隙性梗死的模型制作。
脑缺血MCAO模型制作及注意事项广州佳灵生物技术有限公司术前准备:线栓:目前市场上主要有硅胶和多聚赖氨酸两种材质的线栓,另外还有不多的石蜡线栓和指甲油等线栓。
强烈建议大家采用硅胶线栓(可购买广州佳灵生物技术有限公司的硅胶线栓,质量堪比进口线栓,模型质量高),国外很少看到有用多聚赖氨酸线栓的。
这是因为多聚赖氨酸对血管内皮细胞损伤严重,容易引起血小板聚集,导致血栓形成,因此拔出线栓后,用多普勒血流仪检测血流的恢复程度,每只动物血流恢复的程度差异很大(0-70%之间),最终导致梗死差异大。
也有部分动物模型是非再灌模型。
体重与栓线直径:参照佳灵公司的产品介绍(附件1)。
麻醉剂:常用的麻醉剂有:异氟烷(安全性高,撤去麻醉面罩后,动物2分钟可清醒,但是需要配麻醉机,并且异氟烷损耗大,成本较高)、水合氯醛(安全性较好,控制好量可以连续麻醉3 h,缺点是误打入肠道后可引起肠梗阻,导致动物死亡;对动物的提问下降比较明显,需要控制好动物的体温)。
手术器械:工欲善其事必先利其器,实验专配的镊子、剪刀等器械可大大提高实验效率(有些人30分钟一只模型,有些人5分钟一只模型,除了技术水平的差异外,也与手术器械是否顺手有莫大关系)。
广州佳灵生物技术有限公司为脑缺血模型实验准备了专用的器械包,可购买。
保温设备:60W白炙灯照射或者放置于保温垫上,使肛温保持在 37℃。
温度对梗死大小影响非常显著(温度越低,梗死越小),北方的实验室,尤其是冬天做实验的时候,一定要注意保温。
TTC的配制:用0.2mol/L磷酸缓冲液(PBS)配成0.5-2% TTC溶液(pH7.5),避光保存。
实验方法:动物用10%水合氯醛(400 mg/kg)腹腔注射麻醉。
仰卧位固定,颈正中线切口,沿胸锁乳突肌内缘分离肌肉和筋膜,分离左侧颈总动脉(CCA)、颈外动脉(ECA)和颈内动脉(ICA),在CCA 远心端和近心端及ECA处挂线备用。
用微动脉夹暂时夹闭ICA,然后近心端结扎CCA、ECA。
几种慢性脑供血不足造模方法总结及优缺点分析因前段时间对慢性脑供血不足造模方法的查阅,了解各种造模方法的优缺点,现将其整理如下,以便日后行慢性脑供血不足造模实验奠定基础。
1.两血管阻断法(2-VO)2-VO法是将大鼠双侧颈总动脉(common carotid artery,CCA)永久性结扎,以使大脑处于低灌注状态。
优点:操作简便,公认度高。
缺点:①术后死亡率较高;②不能模拟人类慢性脑供血不足的过程,发病机制差异较大。
③存活的大鼠短时间内可形成侧支循环,难以造成全脑缺血。
2.分次结扎颈总动脉法分两次结扎颈总动脉,间隔一星期。
优点:能降低动物死亡率。
缺点:①短期内两次手术对大鼠损伤相对较大②操作相对复杂。
3.2-VO法联合高血脂症高脂饲料喂养大鼠一个月,确定血脂升高后再用2-VO法。
优点:该法模拟了高脂血症引发慢性脑供血不足的发病机制。
缺点:①该方法对病因有单一性,不能代替所有的病因机制。
②后期行2-VO法,大鼠死亡率高。
③存活的大鼠短时间内可形成侧支循环,难以造成全脑缺血。
4.肾血管高血压法夹闭大鼠双侧肾动脉,造成肾血管性高血压模型,43天后阻断再通双侧颈总动脉。
优点:此模型与人类高血压脑动脉损害相似。
缺点:①该方法对病因有单一性,不能代替所有的病因机制。
②操作复杂不易操作。
5.反复阻断-再灌注联合并腹腔注射硝普钠夹闭双侧颈总动脉之前腹腔注射硝普钠降血压,加重脑缺血损伤,反复夹闭-再灌注三次,每次间隔10min。
优点:此方法稳定,操作简便创伤小而且存活率高缺点:①要严格硝普钠的注射量,切勿剂量过大或过小。
②环境温度要求较高。
③操作复杂,对操作者要求较高。
6.三血管阻断法(3-VD)该方法阻断大鼠基底动脉与双侧颈总动脉。
优点:①缺血迅速,再灌注血流迅速恢复,适用于急性全脑缺血性研究。
②侧支循环建立相对较慢。
缺点:①不适合慢性脑供血不足发病缓慢的机制。
②手术创伤大,大鼠存活率低。
7.四血管阻断法(4-VD)先阻断大鼠双侧椎动脉,再可逆性阻断双侧颈总动脉。
线栓法致大鼠局灶脑缺血模型的评价及思考【摘要】目的基于实验经验的总结,重点介绍线栓法致大鼠局灶性脑缺血模型的制作方法及操作程序,为建立较为稳定的脑缺血模型提供参考。
方法采用线栓自颈总动脉插入,经颈内动脉阻断大脑中动脉以造成局灶性脑缺血模型,测定各组脑组织含水率及梗塞体积比。
结果模型组脑组织含水率及脑梗塞体积比明显高于假手术组;阳性药尼莫地平能明显减轻线栓模型损伤引起的脑组织缺血,降低脑含水率和脑梗塞体积。
结论通过对线栓法模型进行改良,可有效缩短造模时程,减少手术损伤,提高再灌注后存活率,使造模效果趋于稳定。
【关键词】线栓法;脑缺血;动物模型Abstract:ObjectiveBased on the summary of the experiences from experiments, the method for model building and the details of manipulation of the model of focal cerebral ischemia by suture-occluded in rats were emphasized in this article in order to build steadier models. MethodsThe suture was inserted via CCA into ICA to block MCA for building the MCAO model of rats and then the water ratio and the percentage of the infarcted volume of the brain tissue weremeasured.ResultsThe water ratio and the percentage of the infarct volume of the model group were significantly higher than those in sham operated group. As the positive comparison, Nimodipine could significantly relieve the impairment caused by MCAO and decrease the water ratio and the percentage of the infarct volume. ConclusionThe suture-occluded method shorten the time, relieve the impairment in OPS, heighten the livalility after reperfusion and the model is steady.Key words:Suture-occluded method; Cerebral ischemia; Animal model缺血性脑卒中是一种常见的脑血管疾病,其发病率、致残率和病死率高,严重威胁着人类的健康和生命安全,因此防治脑缺血药物的研究已成为当今医学研究热点之一。
脑缺血动物模型检测指标研究进展【摘要】综述了脑缺血动物模型常用的检测指标研究概况,为研究脑缺血机制及动物模型评价提供依据,同时便于实验研究时选择使用。
【关键词】脑缺血动物模型检测指标脑缺血是以脑循环血流量减少为特征的中枢神经系统疾病,具有发病率高、致残率高和死亡率高的特点,严重地影响人类的生存质量。
选用准确的脑缺血检测指标是脑缺血机制研究及动物模型建立的关键环节之一。
本文就脑缺血动物模型常用的检测指标作一总结。
1 血小板聚集性血液内血小板的高聚性是脑缺血的主要致病机制之一。
对采用花生四烯酸诱导的大鼠急性脑缺血模型研究表明[1],模型组加入诱导剂ADP(终浓度2μmol/L),分别在1,2,4 h后测定5 min最大聚集率(PAgTmax%)和1min最大聚集速度(PAgVmax%)均较对照组升高。
2 脑梗塞部分百分比采用线栓法制作大鼠局灶性脑缺血再灌注模型,模拟人类缺血性脑血管病的状态,通过红四氮唑(TTC)染色的方法计算缺血面积。
结果大鼠造模后24h内出现程度不同的神经损伤症状,与对照组相比,缺血部分占整个脑组织切片面积的百分比有极显著差异[2,3]。
3 脑含水量脑血管堵塞后,缺血中心区神经细胞很快发生死亡,而缺血后再灌注可挽救濒死细胞。
脑组织含水量测定可观察脑缺血损伤后胶原组织水肿情况,一般用以下公式计算:含水量(%)=(湿重-干重)/湿重×100%[4]。
4 线粒体呼吸功能局灶性脑缺血引起脑损伤的重要原因之一即脑能量代谢功能障碍,因此,检测线粒体功能对于评价药物的脑保护作用具有重要意义。
采用插线法[5]制备大鼠脑缺血再灌注模型后,取出缺血区脑组织制备线粒体,进行呼吸功能测定。
结果表明模型组线粒体功能受到明显损伤,表现为3态呼吸速率降低,4态呼吸速率提高[6]。
5 脑组织结构脑缺血后,脑内神经细胞代谢紊乱,以致神经细胞损伤。
在形态学上表现为体积变小,细胞质和细胞核固缩,胞浆和血管周围空化;另外还可因毛细血管通透性增加,导致血浆渗出,出现脑水肿。
脑缺血动物模型及进展【摘要】建立一种符合临床脑缺血发病规律的动物模型是研究局灶性脑缺血发生机制及防治措施的基本条件。
近年来随着实验动物科学的不断发展,该领域的研究已取得了长足的进步。
现就局灶性脑缺血模型的制备及其研究进展作一综述。
【关键词】脑缺血;动物模型;进展脑缺血是以脑循环血流量减少为特征的中枢神经系统疾病,具有发病率高、致残率高和死亡率高的特点,严重地影响人类的生存质量。
据统计,我国脑血管疾病的自然人口发病率为每年 114-187人/10万,患病率为 253-620人/10万,病死率为每年 79-89人/10万。
60岁以上老年人脑血管疾病的平均发病率和病死率更高,分别为 1325.7人/10万和 886.1人/10万。
脑卒中 93%发生在 50岁及以上人群,75%以上为老年人。
目前我国脑血管疾病占人群死亡病因的第二位。
因此,模拟人类缺血性脑血管病的发病过程,建立重复性好、观测指标易于控制的脑缺血动物模型一直是人们普遍关注的课题。
经过研究者的不断努力,实验模型制备技术日臻完善,这为进一步系统研究脑缺血的病理生理、发病机制和防治措施等提供了坚实的基础。
现就局灶性脑缺血模型的制备及其研究进展综述如下。
1 动物模型在脑缺血研究中的价值和意义动物模型是医学研究中的一个重要手段,尤其对于缺血性脑血管病,能即刻制造或模拟血流下降或阻断,只有利用动物模型才能进行,具有方便、快捷、条件可控、脑缺血程度一致等优点。
但一般情况下,活体动物模型的制作多采用健康动物,缺乏人脑缺血前就存在的各种复杂的危险因素和病理生理学过程。
尽管如此,脑缺血动物模型在以下几个方面还是为研究提供了无法替代的价值:(1)不同脑缺血状态下的病理学改变;(2)缺血半暗带的研究;(3)再灌注损伤;(4)缺血本身导致的病理生理学变化;(5)干预治疗对缺血性损害的保护作用;(6)缺血性损害的部分机制。
2 脑缺血动物模型动物的选择2.1 脑缺血模型的动物选择的原则制备脑缺血动物模型一般需遵循一下原则:(1)选用与人体结构、功能、代谢及疾病特征相似的动物;(2)动物的解剖生理特点符合实验目的;(3)注意人与实验动物对同一刺激的反应差异,选用具有明显反应的动物;(4)选用患有类似人类疾病的近亲系或突变系动物;结构功能简单又能反映研究指标;(5)选用与实验设计、技术条件、实验方法等条件相适应的标准化动物;(6)在不影响实验质量的前提下选用易获得、最经济、最易饲养管理的动物。