亚低温脑保护作用机制的研究进展(精)
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关于亚低温脑保护在创伤性颅脑损伤治疗中的应用效果研究【摘要】目的:探究在创伤性颅脑损伤的治疗中行亚低温脑保护所能获得的临床效果。
方法:择取2014年3月到2015年4月这一年间在本院治疗颅脑损伤的患者共60例,按照入院顺序分组,30例患者在对照组,仅接受与颅脑损伤的常规治疗;30例在研究组,在常规治疗的同时加以亚低温脑保护。
一周后对比两组患者的恢复效果。
结果:无论是治疗总有效率还是预后并发症率,对照组都远不如研究组,P<0.05,统计学有差异。
结论:亚低温脑保护可以更有效地降低颅内压力,有助于预后的改善。
【关键词】颅脑损伤;亚低温脑保护;颅内压力;预后改善在神经外科中,创伤性颅脑损伤具有非常高的死亡率,在临床上可能继发许多并发症,患者预后状况普遍不佳,大多留有残疾,生存质量极低。
该病的临床治疗关键是对脑组织的保护,而亚低温脑保护正好可以有效降低颅内压力。
因此,本文以亚低温脑保护为研究重点,进行如下探讨。
1 资料与方法1.1 一般资料择取2014年3月到2015年4月这一年间本院收治的TBI患者共60例,已通过CT确诊。
60例患者中包括男性患者41例,女性患者19例。
年龄最低者21岁,年龄最高者71岁,平均年龄(44.14±10.68)岁。
损伤类型分布:颅内水肿26例、脑挫裂伤16例、弥漫性脑损伤18例。
自受伤起至进入医院,时间均在12小时之内,GCS评分介于4-8分之间。
按照入院顺序分组,30例患者在对照组,仅接受与颅脑损伤的常规治疗;30例在研究组,在常规治疗的同时加以亚低温脑保护。
两组患者无论入院时间、损伤类型、GCS评分还是年龄、性别等信息,均无统计学差异,P>0.05,可比。
1.2 方法1.2.1 对照组为照组患者在入院后根据病情轻重决定是否进行气管切开,然后为患者进行降低颅内压力的操作,同时为患者止血、给予神经营养支持,常规施以抗生素以抗感染,并为有明显手术指征的病患安排手术。
《脑部亚低温预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤保护作用的研究》一、引言脑缺血是一种常见的神经系统疾病,由于血液供应不足导致脑部组织缺氧,严重时可能导致脑细胞死亡。
再灌注损伤是脑缺血治疗过程中的一个重要问题,指恢复血液供应后,由于再灌注过程中产生的氧化应激、炎症反应等,导致脑组织进一步损伤。
近年来,脑部亚低温预处理作为一种保护策略,被认为可以减轻脑缺血再灌注损伤。
本研究旨在探讨脑部亚低温预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用。
二、材料与方法1. 实验动物与分组实验选用健康成年SD大鼠,随机分为四组:正常对照组、缺血组、亚低温预处理组和再灌注组。
2. 脑缺血模型制备采用线栓法制作大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,模拟脑缺血状态。
3. 亚低温预处理与再灌注亚低温预处理组在缺血前进行脑部亚低温处理,再灌注组在缺血后进行再灌注操作。
4. 实验方法与指标通过神经行为学评分、脑梗死体积、炎症因子水平等指标评估各组大鼠的脑损伤程度。
三、实验结果1. 神经行为学评分亚低温预处理组大鼠的神经行为学评分较缺血组和再灌注组显著改善,表明亚低温预处理可以减轻脑缺血再灌注损伤。
2. 脑梗死体积亚低温预处理组大鼠的脑梗死体积较缺血组和再灌注组明显减小,说明亚低温预处理具有保护脑组织的作用。
3. 炎症因子水平亚低温预处理组大鼠的炎症因子水平较低,表明亚低温预处理可以抑制炎症反应,减轻脑组织损伤。
四、讨论本研究结果表明,脑部亚低温预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤具有明显的保护作用。
亚低温预处理可以改善大鼠的神经行为学表现,减小脑梗死体积,降低炎症因子水平。
这些结果提示我们,亚低温预处理可能通过抑制炎症反应、减轻氧化应激等机制,保护脑组织免受缺血再灌注损伤。
此外,我们还发现,亚低温预处理可能在一定程度上改善脑部微环境,为脑细胞提供更好的生存条件。
这为我们进一步研究亚低温预处理的作用机制提供了新的思路。
五、结论本研究通过实验证明,脑部亚低温预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤具有保护作用。
低温治疗的作用机制、应用范围及研究现状国际上将低温划分为[1]轻度低温(mild hypothermia)33~35 ℃、中度低温(moderate hypothermia)28~32 ℃、深度低温(profound hypothermia)17~27 ℃和超深低温(ultraprofound hypothermia)2~16 ℃。
江基尧教授于1993年首先将28~35 ℃轻中度低温统称为亚低温。
并且证实亚低温对实验性缺血和实验性颅脑外伤具有显著的治疗保护作用[2]。
目前所指的低温治疗即是控制性降低患者核心温度至亚低温范围,以减弱初始损伤之后带来的继发性器官损害。
临床上越来越多的利用低温治疗来避免或改善各种类型的神经系统功能损伤[3]。
近年来也将低温治疗应用于一些心脏损伤的治疗[4]。
另外,最近一些研究显示低温治疗也可能对于急性肾损伤起到一定的保护作用。
1 作用机制低温治疗的作用机制十分复杂,目前大多数研究关注的重点是脑保护的作用机制,同时这些机制也适用于低温对于其他器官的作用。
可以将作用机制基本分为治疗作用以及副作用两大类。
理解低温的病理生理作用机制,将有助于更好地掌握低温治疗时机,同时避免并发症的产生。
2 治疗作用机制2.1 代谢水平低温减少机体氧耗、葡萄糖水平及二氧化碳生成,减轻脑水肿;研究显示核心温度每下降1度,脑代谢率下降6%~8%[5]。
2.2 细胞水平低温在早期减轻线粒体功能障碍,打破凋亡程序[6];抑制缺血-再灌注损伤时细胞内神经兴奋性毒性作用[7];减弱细胞氧化损伤[8];降低缺血相关炎症反应和免疫应答能力,减少NO生成[9];减轻血脑屏障破坏,减轻脑水肿[10]。
理论上提示低温干预的治疗时间窗较窄,必须尽快开始低温;同时低温的维持时间可适当延长。
2.3 血管影响低温调节血管舒张剂(PGI2)与收缩剂(TXA2)之间的平衡,使得脑血流灌注恢复[11],但仍需要进一步研究阐明细节;低温可舒张冠脉,改善继发性心肌损伤,然而对于严重冠脉粥样硬化患者,可能发生血管收缩而影响预后[12]。
亚低温对大鼠急性缺血脑保护作用的研究(一)【关键词】亚低温〔关键词〕亚低温;缺血性脑血管病;脑保护脑缺血性疾病由于高致死率,高致残率成为神经科医生研究的热点,缺血性脑卒中治疗的中心环节是如何在实现脑保护基础上恢复血流,挽救半暗带。
而亚低温对脑外伤的脑保护作用已为临床所证实并广泛应用于临床〔1-3〕,为此,我们采用亚低温方法通过改良的不开颅栓塞法来观测脑缺血不同时间段缺血局部兴奋氨基酸,脑水肿,梗死体积及其光镜下形态的变化。
结果表明亚低温具有脑保护作用。
现将研究报告介绍如下。
1 材料与方法1.1 动物分组90只雄性Wistar大鼠,体重250~300g,随机分成三组:①假手术组30只;②常温脑缺血组30只;③亚低温缺血组30只。
每组动物又随机分成3h、6h、24h共3个组,每小组内动物数等分。
根据Koizumi方法制备栓线路,市售单股尼龙线(直径0.16mm)准确选取2.5cm头端涂硅胶,涂胶标准:长5mm,直径0.25~0.30mm。
将大鼠以10%水合氯醛3ml(3.6mg/kg体重)腹腔注射麻醉,颈部正中切口,分离颈内动脉颅外的唯一分支翼腭动脉,在分叉处结扎翼腭动脉。
电凝颈总动脉及颈外动脉,在颈外动脉残端插入尼龙丝,直到尼龙丝在动脉内头端距离颈总动脉分叉处长度为17~19mm,将颈外动脉结扎以固定尼龙丝。
阻断大脑中动脉的血流。
假手术组除不插入尼龙丝外,其他操作与手术组相同。
评分标准参照Longa〔5〕的5分评分法。
1.2 氨基酸浓度测定各实验组大鼠到预定时间断头处死,迅速取缺血侧脑组织100mg,在121MB 型氨基酸分析仪上进行氨基酸定量分析,分别测量谷氨酸、甘氨酸和GABA浓度。
按Globus等提出的方法计算“兴奋性毒性指数”:(谷氨酸浓度)×(甘氨酸浓度)/(GA-BA浓度)。
1.3 大鼠脑组织含水量测定各实验组大鼠到预定时间随机选取2只大鼠,取右脑,将脑组织在电烤箱(100℃)内放置1d,称其干重,并按公式计算脑组织含水量:脑组织含水量={(湿重-干重)/湿重}×100%。
低温治疗进展一、低温治疗的历史和发展低温用于治疗最早可以追溯到几个世纪以前。
十八世纪早期,Larrey男爵观察到低体温能减少伤兵的死亡[1]。
早期由于使用低温过低(30℃或更低),并发症较多(低血压、心律失常、凝血障碍等),效果不确定而使低温的研究和临床应用受限[4]。
20 世纪90 年代初期低温脑保护研究又重新成为热点, 实验研究发现轻到中度低温(32-35℃)有显著的脑保护作用同时由于降温程度不大副作用明显减少[5], 此后轻到中度低温技术在神经外科得到了广泛的应用,然而2001 年Clifton 等[6]报道的9 个医学中心亚低温治疗重型颅脑创伤患者的前瞻性研究结果是:亚低温治疗不能显著改善重型颅脑创伤患者的疗效仅能显著提高GCS score.2002 年新英格兰杂志N Engl J Med同时发表了两项随机、前瞻性的临床研究结果, 一项研究在5 个欧洲国家的9 个中心进行, 另一项在澳大利亚墨尔本的4 家医院进行。
结果轻度低温比常温明显提高医院外发生心脏停搏后昏迷患者的生存率和神经系统的恢复[7,8]。
进一步证明了亚低温治疗在高级生命支持中的重要地位, 使亚低温治疗有了充分的临床证据。
随后Resuscitation(2003,2005) 相继发表了国际复苏联络委员会( ILCOR) 高级生命支援特别小组的建议,对发生于医院外心脏停搏的成年患者进行低温治疗, 体核温度应降至32 ℃~34 ℃, 持续时间应为12~24 小时,扩大CPR低温治疗的临床适应症[9,10]。
并且得到美国心脏学会(AHA)和协调委员会的批准,为亚低温治疗临床应用的推广提供了充分的理论基础。
二、低温治疗目标温度的选择国际医学界将机体低温分为轻度低温(mild hypothermia ,33~35 ℃) 、中度低温(moderate hypothermia ,28~32 ℃) 、深度低温(profound hypothermia ,17~27 ℃) 和超深度低温(ultra-profound hypothermia ,16 ℃以下) 。
心肺脑复苏后亚低温治疗研究进展李海娜;兰超;李莉;李璐;史晓朋;郭楠楠【期刊名称】《创伤与急危重病医学》【年(卷),期】2015(003)001【摘要】心肺复苏发展至今已有几十年的历史.随着医学的不断发展和进步,心肺复苏的成功率已经有所提高,但是心肺复苏后脑功能的恢复却不尽如人意.如何促进心肺复苏患者脑功能的恢复,成为近年来研究的热点.亚低温治疗是心肺复苏后脑保护的有效方法之一;但是在2013年美国心脏学会(AHA)年会上公布的两项大规模的有关降温治疗的临床研究,却得出了与以往不同的结论.因此,本文就亚低温疗法在心肺复苏中脑保护的作用机制、降温时机、疗效和不良反应等的最新研究进展作一综述.【总页数】4页(P58-61)【作者】李海娜;兰超;李莉;李璐;史晓朋;郭楠楠【作者单位】郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002;郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002;郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002;郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002;郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002;郑州大学第一附属医院急诊医学部重症监护科,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】R459.7【相关文献】1.血清S100β蛋白、神经元特异性烯醇化酶和球静脉氧饱和度在老年心肺脑复苏患者亚低温治疗中变化及其对预后的影响 [J], 王才木;陈启江;崔巍;张根生;王平2.纳美芬联合亚低温治疗对心肺脑复苏患者GCS与APACHEⅡ评分及预后的影响[J], 韩永艳3.亚低温治疗心肺脑复苏的研究进展 [J], 龙连宫;王进;单爱军4.心肺脑复苏患者亚低温治疗对预后的影响 [J], 孔祥旭;胡金玲5.纳美芬联合亚低温治疗对心肺脑复苏患者神经功能的影响 [J], 潘嘉西;王伟伟;章敏学;郑巨克;潘嘉林;林加锋;付荣泉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
亚低温治疗新生儿缺氧缺血性脑病研究进展吴倩(综述);吴起武(审校)【摘要】围产期窒息引起的新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是一种复杂且严重的疾病,对新生儿的健康和生命构成很大的威胁。
亚低温是治疗HIE最有前途的措施,本文就新生儿缺氧缺血性脑病亚低温治疗的神经保护机制及临床实施中的相关问题、不良反应等进行综述。
%Hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) caused by perinatal asphyxia is a complex and serious disease, resulting in great threat to the health and life of newborns. Hypothermia is the most promising measures for the treatment of HIE. This essay tries to summarize the neuroprotective mechanism, the key points in practice, and the adverse reactions of the therapy.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2014(000)016【总页数】3页(P2408-2410)【关键词】亚低温;新生儿;缺氧缺血性脑病【作者】吴倩(综述);吴起武(审校)【作者单位】海南省第二人民医院儿科,海南五指山 572200;广东医学院附属陈星海医院儿科,广东中山 528415【正文语种】中文【中图分类】R722新生儿缺氧缺血性脑病(Hypoxic-ischemia encephalopathy,HIE)是指由于围生期缺氧窒息导致脑缺氧缺血性损害,临床出现一系列的中枢神经系统异常表现。
HIE是新生儿死亡和儿童期致残的主要原因,发生率约为活产儿1‰~6‰,其中15%~20%的重症患儿在急性期死亡,存活者中约25%可留下永久的神经系统后遗症[1],给家庭和社会带来了沉重的负担。
亚低温脑保护作用机制的研究进展薄立军曹瑞旗董振明作者单位:050000 石家庄市,河北医科大学第二医院麻醉科目前国际上将低温分为轻度(33~35)℃、中度(28~32)℃、深度(17~27)℃、超低温(16℃以下)4种。
低温的脑保护作用在古代已经被人们所认知。
20世纪50年代,人们已将深低温(体温降至28℃以下)应用于心血管手术当中以保护脑和其他重要器官。
由于32℃以下低温可能引起低血压和心律失常等并发症。
Ames等研究发现:亚低温(直肠温度33~35℃)状态人体所有器官都可以保持正常状态,且无并发症,因而亚低温脑保护已被广泛地应用于临床。
20世纪90年代以来,临床应用结果表明亚低温治疗重型颅脑创伤,具有良好效果,不产生严重并发症。
目前国内外有些医院已将亚低温治疗列为重型颅脑创伤患者的治疗常规,同时也开展了亚低温治疗脑缺血和脑出血等的实验和临床应用研究。
本文就亚低温脑保护的机制研究现状做以综述。
1.抑制氧代谢率,维持脑血流量,平衡能量供求亚低温能够降低脑的氧代谢率。
温度与脑的氧代谢率下降接近线性关系,即温度每下降1℃,脑的氧代谢率约降低5%~7%,而低温的脑保护作用结果不能完全用这线性关系来解释。
如降低脑的氧代谢率,其脑保护作用较降低脑氧代谢率增加19~30倍。
Marion等的临床研究表明,32~33℃亚低温治疗能使重型颅脑创伤患者的脑氧代谢率较常规组明显下降,可明显促进GCS5~7分的重型颅脑创伤患者神经功能恢复和改善预后,生存率明显提高。
只达石等报道了对大宗病例的重型颅脑创伤患者进行亚低温治疗研究结果,充分说明了亚低温治疗可以改善重型颅脑创伤患者急性期的脑氧代谢,并且可有效改善预后,提高生存质量。
有报道[4]认为在大鼠脑缺血早期低温较正常温度使局部脑葡萄糖利用率减少了45%,低温也能减轻大鼠脑缺血所导致的脑的异常代谢和pH的改变,从而达到维持能量供求,保护脑的作用。
脑的能量代谢具有特殊性,如对氧的需求量大、仅靠血液转运葡萄糖供能、无糖原及ATP的储备等。
亚低温有降低脑氧代谢,减少能量消耗,维持脑能量供需平衡的作用。
2.抑制乙酰胆碱、儿茶酚胺以及兴奋性氨基酸等内源性有害因子的释放近些年来大量实验研究表明,亚低温能有效地抑制脑缺血后内源性毒性产物的产生和释放,从而有效的减轻继发性损伤。
许多神经系统疾病如卒中、脑创伤、AIDS、痴呆等存在兴奋性氨基酸的过度释放及(或)清除减少的情况。
谷氨酸(EAA)是大脑中的一种兴奋性氨基酸。
目前认为,谷氨酸的过度释放是缺血性神经元损伤的主要原因之一。
脑缺血时EAA 可能通过与神经细胞胞体和树突上的N甲基-D-天门冬氨基酸(NMDA)受体或非NMDA受体结合引起两种病理过程:一是引起大量的Na+、Cl-、H2O 进入细胞内,出现神经元性水肿;二是出现迟发性损害,大量Ca2+内流,使细胞内Ca2+超载,激活一系列依赖于Ca2+的酶系统如磷脂酶和蛋白酶,消耗ATP和破坏氧化磷酸化,使能量代谢发生障碍,影响蛋白质合成;产生自由基,攻击细胞膜,破坏细胞骨架蛋白、DNA等,使神经元发生溃变和坏死。
亚低温可明显降低脑缺血细胞外液中EAA和抑性氨基酸(IAA)含量升高,有助于恢复EAA和IAA之间的平衡,减轻由EAA和IAA介导的神经损伤。
20世纪80年代以来,国内外学者已经应用微透析技术对脑组织的病理生理变化做了大量的动物实验和临床研究,近年又有很多学者开始将此技术应用于亚低温治疗的实验研究中,并取得了初步进展。
Winfree 等利用微透析技术测定了动物发生脑梗死前20min、梗死后80min及120min后缺血半暗带(ischemic penumbra,IP)谷氨酸水平,常温组分别为(1.14±0.40)μmol/ml、(10.l±1.45)μmol/ml和(5.722±1.67)μmol/ml;33℃低温组梗死前为(1.73±0.83)μmol/ml,脑缺血后30min即稳定于(3.47±1.37)μmol/ml,证实亚低温能明显地抑制谷氨酸的释放。
亚低温可能通过以下两种途径减少EAA的释放:一是延迟EAA开始释放的时间;二是降低EAA释放的速度,从而减少缺血及再灌流早期EAA含量的增加。
临床上对脑梗死患者在接受亚低温治疗前后脑组织内兴奋性氨基酸的测定也有类似发现,即低温能明显降低缺血早期的谷氨酸、甘氨酸和丙酮酸水平,并且对健侧脑的上述氨基酸水平也有降低趋势。
3.亚低温抑制脑神经元凋亡神经元凋亡是由各种凋亡刺激信号始动,受细胞内源性基因,酶类和信号传导途径等调控的瀑布式激活过程。
有研究显示Bcl-2、Bax及Caspase-3基因参与了创伤性脑损伤(TBI)后神经细胞凋亡的调控,Bcl-2是抗凋亡基因,Bax和Caspase-3是促凋亡基因,Bcl-2/Bax表达比例下调可诱发细胞凋亡,Caspase-3表达上调可促使细胞凋亡的形态学特征形成。
Zhang等利用短暂性全脑缺血模型,也发现亚低温(33℃)可以减轻神经元凋亡,促进Bcl-2的表达。
Caspase-3是凋亡过程中最重要的蛋白酶,是多种死亡受体介导凋亡途径的共同下游效应部分,是细胞凋亡蛋白酶级联反应的必经之路。
张艳等[12]认为亚低温可以抑制caspase-3的活性,促进Bcl-2的表达,抑制Bax的表达和CytC的释放,通过减少脑缺血后神经元的凋亡,从而达到脑保护作用。
Phanithi等应用大鼠MCAO模型发现全身亚低温(33℃)可以使caspase-3表达下降,而且caspase-3水平与凋亡阳性细胞数呈正相关。
Takasu等认为亚低温能显著降低狗脑梗塞模型血浆内皮素-1的浓度,有助于改善脑部微循环,从而保护缺血神经元。
郭曲练等研究发现,再灌注后实施亚低温能有效地降低脑组织丙二醛的含量而超氧化物歧化酶活性增加,减轻脑神经元结构的破坏,从而保护脑缺血再灌注后脑细胞的功能有利于脑复苏。
亚低温通过影响凋亡生化途径中的相关因子,对实验性脑缺血具有神经保护作用。
亚低温抑制神经元的凋亡,可能还与亚低温状态下降低了神经元代谢,抑制核转录因子NF-κβ易位。
4.抑制氧自由基的产生,促进自由基的清除体内危害性较大的自由基有活性氧自由基和脂类过氧化物。
脑缺血时由于ATP减少,膜泵功能障碍,Ca2+依赖性蛋白水解酶使黄嘌呤脱氢酶(XD)大量转变为黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxide,XO),同时ATP不能用来释放能量,而且还依次降解为ADP、AMP和次黄嘌呤,结果黄嘌呤大量堆积。
再灌注时,大量分子氧随血进入缺血组织,此时大量增加的XO在催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤,进而催化黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中,都同时以分子氧为电子接收体,从而产生大量的O-2和H2O2,后者再在金属离子参与下形成HO。
因此,脑缺血再灌注时脑组织内O-2等氧自由基大量增加。
氧自由基广泛攻击富含不饱和脂肪酸的神经元膜和血管,引起脂质过氧化瀑布反应,蛋白质则发生变性失活,NA多核苷酸主链断裂,碱基发生修饰,使细胞的完整性和结构破坏,膜的通透性、离子转运、膜屏障功能及生物功能均受影响,从而导致细胞死亡。
脑缺血缺氧时,自由基的清除系统受到破坏,再灌注开始后自由基急剧大量增加。
自由基使血管内皮细胞肿胀,脑血流进入延迟性低灌注期,出现无再流现象。
然而再灌注后实施亚低温能有效地降低脑组织丙二醛的含量,而超氧化物歧化酶活性增加,减轻脑神经元结构的破坏,从而保护脑缺血再灌注后脑细胞的功能,有利于脑复苏。
减少脑缺血后纹状体内羟自由基的产生,使其与水杨酸反应生成的2,3二羟安息香酸(2,3 DHBA)明显减少。
Maier等研究发现,亚低温可以抑制脑缺血半暗带和对侧相应区域超氧阴离子O-2的产生,但对超氧化物歧化酶(SOD)的表达无影响。
由此可见,亚低温可以抑制氧自由基的产生,而并不增加氧自由基的清除。
5.抑制一氧化氮合酶的合成和一氧化氮合酶的生成一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase,NOS)催化左旋精氨酸与氧分子生成一氧化氮。
NOS有3个亚型:神经元型NOS(neuronal NO synthase, nNOS)、诱导型NOS(inducible NO synthase, NOS)和内皮细胞型NOS(endothelial NO synthase,eNOS)。
nNOS和eNOS又统称为结构型NOS(constitutive NO synthase, cNOS),两者在中枢神经系统中依赖细胞内钙离子的增加而生成少量的NO,可调节突触的可塑性和神经信号的传导,维持脑血流、抗血小板集聚以及白细胞粘附,对神经细胞具有保护作用;而iNOS在生理情况下并不表达,但在病理情况下iNOS的激活能产生大量的NO。
由iNOS产生的NO在介导兴奋性毒性作用、自由基形成及神经细胞凋亡中具有重要作用,它参与了继发性脑损伤。
在一些脑缺血和脑外伤的实验研究发现,iNOS源性NO是继发性脑损伤潜在介导因素。
目前脑外伤后iNOS大量表达的机制不太清楚,认为可能与以下有关:①脑外伤后由于炎性源性因子的产生,导致伤灶星形细胞和巨噬细胞内iNOS大量表达。
②外伤后由于蛛网膜下腔出血,红细胞溶解后,来自高铁血红蛋白的血红素刺激血管平滑肌细胞表达iNOS。
调节脑外伤后NOS的活性,早期维持cNOS产生生理量NO,晚期抑制iNOS表达过量的NO,是局灶亚低温脑保护作用的可能机制之一。
有学者采用微荧光测定法测定神经细胞内钙离子浓度,并观察不同温度对缺氧后脑片神经元内钙离子浓度的影响,结果发现亚低温能显著抑制缺氧所造成的神经元钙离子内流,降低神经细胞内钙离子浓度。
脑缺血早期大量兴奋性氨基酸谷氨酸产生,与神经元胞膜上NMDA受体结合,使胞内Ca2+增加,激活Ca2+依赖性nNOS活性。
亚低温能显著减少脑损伤后脑组织一氧化氮的含量,从而发挥对脑神经元的保护作用。
缺血再灌注后NO生成增多,而亚低温可减轻NO的急剧升高的神经毒性作用,同时抑制再灌注后NO生成。
6.抑制即刻早期基因的表达即刻早期基因(immediate-early genes,IEGs)是一类可被第二信使诱导的原癌基因,具有把短时程作用的细胞外信号和细胞功能的长时程改变偶联起来的效应。
IEGs包括c-fos、c-jun、c-myc和eyr家族等。
参与激活神经元死亡基因之一的c-fos对缺血缺氧引起的营养支持的匮乏这样一个外部信号起反应,即表达增加。
这将引起连锁的分子事件,包括杀手蛋白的合成及诱导对细胞存活至关重要的细胞内看家蛋白的丢失,这两种蛋白均可导致神经元变性及死亡。
同时,c-fos能抑制使细胞维持生存的一些基因的表达,维持着随后的细胞死亡过程并维持很长时间。