电针预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤后颈静脉血糖及脑水肿的影响

万秋霞，王威威，刘冬冬，刘天华，全丽妮

(哈尔滨医科大学附属第二医院麻醉科，黑龙江哈尔滨 150086)

脑缺血后再灌注(ischemia reperfusion，IR)可加重缺血细胞的损伤，甚至导致细胞的死亡。研究表明电针刺激穴位对脑缺血再灌注损伤有保护作用，取得了比较满意的效果［1-2］。预处理可以减轻再灌注损伤，保护组织器官，该领域研究正不断深入。针刺是否能作为一种预处理方式，目前国内外极少有人研究［3］。本实验采用大鼠全脑缺血模型，首次提出通过观察电针预处理大鼠“百会”(Du20)与“水沟”(Du26)穴对脑缺血再灌注后颈静脉血糖及脑组织含水量的影响，初步揭示电针预处理的脑保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组

健康雄性 Winster大鼠90只，体质量250～300 g，由哈尔滨医科大学附属第二医院动物实验中心提供，在控温(23±1)℃，标准明-暗周期饲养(明期6:00～18:00)环境下自由饮水觅食。经过5 d适应期后随机分为假手术组(SH组)，脑缺血再灌注组(IR组)，电针预处理加脑缺血再灌注组(EA组)，每组30只。并按照缺血再灌注后不同时间点再进一步细分为2、6、24 h三个亚组，每组10只。所有动物实验均经过哈尔滨医科大学动物实验伦理委员会批准。

1.2 动物模型的建立

参照文献报道的方法［4-5］加以改进，即采用阻断双侧颈总动脉合并低血压方法建立大鼠脑缺血再灌注模型。麻醉前禁食12 h。腹腔注射10%的水合氯醛(350 mg/kg)麻醉后，经口气管插管后，动物仰卧固定，接呼吸机，机械通气，定时血气分析以调整呼吸频率、潮气量，使呼吸末二氧化碳分压(PetCO2)和动脉血pH保持在生理范围。颈部去毛，70%酒精棉球消毒，颈部正中切口，分离双侧颈总动脉，分别穿线以方便提起。双侧腹股沟部切口，分离股动脉，左股动脉置管用于采血样、监测血压，右股动脉置管用于放血和血液回输。SH组仅暴露双侧颈总动脉及股动脉置管，麻醉和手术步骤同脑缺血再灌注组，只是不夹闭左右颈总动脉，不回抽血液。其余组用肝素化的注射器自右股动脉抽血，使MAP降至35～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)时，用无创动脉夹夹闭双侧颈总动脉15 min，缺血期间通过抽吸股动脉血维持MAP 35 mmHg～40 mmHg。同时双侧颞部头皮插入电极描记脑电波，大鼠在缺血10～15 s时脑电图即可变为等电位，可判断为脑缺血模型建立。缺血15 min后去除两侧颈总动脉上动脉夹并将血液回输完成再灌注。术中使用恒温电热毯维持直肠温37℃ ～38℃。

1.3 电针预处理

电针预处理组在脑缺血前给予电针刺激。参考全国《实验针灸学》教材取大鼠“百会”(Du20)与“水沟”(Du26)穴。用直径为0.40 mm、长25 mm的华佗牌不锈钢毫针，“百会”顶骨正中向前刺入2 mm，“水沟”唇裂鼻尖下1 mm正中处直刺入1 mm，至针下出现沉紧感时接通上海产G6805电针仪，用疏密波，频率2/15 Hz，强度(电流)1 mA，刺激强度以大鼠头部轻微抖动为度，持续30 min。

1.4 脑组织含水量测定

将各组实验动物在规定的各时间点断头处死，取脑组织，滤纸吸干脑表面水分，用预先称重编号，锡纸包裹，先用电子天平称取脑组织湿重，然后将包好的脑组织放入95℃恒温烤箱内烘干24 h至恒重，取出待测脑组织恢复到室温后称取其干重。计算脑组织含水量=(湿重－干重)/湿重×100%。

1.5 颈静脉血糖的测定

血糖测定采用德国罗氏血糖测定仪，在各个时间点取一滴颈静脉血，即刻用血糖仪测定血糖含量。

1.6 统计学处理

应用SPSS 13.0统计分析软件包进行统计分析，计量资料以x±s表示，组间比较采用单因素方差分析。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组资料可比性

SH组、IR组、EA组大鼠体质量、血气值、HR、MAP、血糖基础水平等指标差异无统计学意义，见表1。

表1 各组大鼠体质量、血气值、HR、MAP、血糖基础值Tab.1 Physiological values measured in 3 groups of rats (n=30，±s)

表1 各组大鼠体质量、血气值、HR、MAP、血糖基础值Tab.1 Physiological values measured in 3 groups of rats (n=30，±s)

项目 SH组 IR组 E组体质量/g 281±15 276±12 377±13 pH 7.41 ±0.05 7.41 ±0.02 7.42 ±0.16 PaCO2/mmHg 40.6 ±3.2 40.1 ±2.9 39.8 ±3.1 PaO2/mmHg 482±17 483±23 487±25 HCO－3/(mmol·L －1)24.2 ±1.4 24.2 ± 1.1 23.5 ± 1.6 HR/(次·min－1) 350±20 353±17 346±18 MAP/mmHg 123±3 121±11 125±10血糖/(mmol·L －1)4.3 ±0.66 4.46 ±0.61 4.41 ±0.58

2.2 缺血大鼠脑电图变化

建立缺血大鼠模型脑电图均出现变化，大鼠在缺血10～15 s时脑电图均可由缺血前脑电图(图1A)变为等电位(图1B)，可判断为脑缺血模型建立。

图1 大鼠脑缺血前后脑电图波形Fig.1 Electroencephalogram of rat before and after cerebral ischemia

2.3 脑组织含水量变化

IR组和SH组以及EA组的含水量在术后2 h无明显差别。IR组和EA组脑含水量在再灌注后6 h显著升高，48 h达到高峰，与SH组比较差异有统计学意义(P＜0.01)。与IR组比较，电针预处理组在再灌注后6 h和24 h脑含水量显著减少，差异有统计学意义(P＜0.01)，见表2。

2.4 颈静脉血糖的变化

和SH组对比，EA组和IR组在再灌注后2 h血糖明显升高，6 h达到最高值，至24 h有所回落，差异有统计学意义(P＜0.01)。与IR组比较，EA组在再灌注2、6 h和24 h血糖值显著降低，差异有统计学意义(P＜0.01)，见表2。

表2 各组大鼠各个时间点血糖、脑组织含水量的比较Tab.2 Comparison of blood glucose and brain water content in 3 groups at different time points (n=30，±s)

表2 各组大鼠各个时间点血糖、脑组织含水量的比较Tab.2 Comparison of blood glucose and brain water content in 3 groups at different time points (n=30，±s)

与 SH组比较，(1)P ＜0.01;与 IR 组比较，(2)P＜0.01

组别 血糖/(mol·L－1) 脑组织含水量/%2h 6h 24h 2h 6h 24h SH 组 4.56 ±0.55 4.54 ±0.57 4.20 ±0.52 77.38 ±0.20 77.42 ±0.19 77.37 ±0.24 IR 组 7.17 ±0.57(1) 8.73 ±0.47(1) 7.23 ±0.45(1) 77.33 ±0.26 79.36 ±0.27(1) 81.20 ±0.46(1)EA 组 6.27 ±0.56(1)(2) 7.53 ±0.36(1)(2) 6.27 ±0.54(1)(2) 77.29 ±0.16 78.31 ±0.16(1)(2)79.23 ±0.33(1)(2)

3 讨 论

临床上处理脑缺血性损伤的原则是尽早恢复血液再灌注，然而缺血后的血流恢复在某些情况下能导致进一步的组织损伤和功能障碍，即缺血/再灌注损伤。脑缺血-再灌注损伤后高血糖反应和脑水肿的发生是导致患者病情加重甚至死亡的常见原因。有报道认为［6］，急性颅脑损伤患者会发生不同程度的高血糖症，且患者的预后与高血糖水平成正相关。如何防治脑缺血再灌注后血糖的升高和脑水肿的发生是近年来愈来愈受到重视的研究课题之一。

脑缺血后血糖升高的发生机制和血糖的变化规律目前仍不清楚，可能与应激和激素水平的变化等因素有关［7-8］。本实验中大鼠脑缺血再灌注后2 h血糖显著升高，6 h达到高峰，24 h有所下降，维持在一个较高水平。这可能是大鼠脑缺血再灌注后，机体由于应激反应导致应激激素分泌增多，胰岛素分泌减少，葡萄糖摄入下降，同时受损的脑细胞代谢降低，对糖的摄取和利用降低，最终导致血糖升高。

本研究发现电针预处理大鼠在缺血再灌注后血糖也升高，但较缺血再灌注组显著减少，表明电针预处理对缺血再灌注损伤导致血糖升高有调理作用，有效提高受损脑细胞的代谢水平，增加脑细胞对葡萄糖的摄取和利用，对脑组织能量代谢的恢复具有明显的促进作用，有利于缺血性脑损伤的尽快康复。

在以往使用大鼠进行电针实验的研究过程中，实验对象多数是在清醒的状态下进行针灸或电针干预，常常导致动物在接受治疗的同时处于应激状态，严重影响了实验结果。为了排除电针干预引起的应激反应，本研究中均给大鼠麻醉，避免电针针刺本身对大鼠血糖的干扰。

脑水肿是脑缺血再灌注后的基本病理变化之一，是一个复杂的多因素过程。本实验中观察到缺血再灌注后2 h脑含水量没有显著性变化，6 h含水量显著增加，至24 h达到高峰，说明脑缺血再灌注后脑水肿逐渐加重。水通道蛋白4 AQP4是水通道蛋白家族中的一员，AQP4对水分子有高通透性，是脑内调控水分子进出的重要的水通道蛋白［9-10］。脑缺血再灌注后脑水肿的发生与AQP-4的表达及其在血管周边的分布变化密切相关［11］。有研究表明［11-12］，在缺血再灌注早期(6 h)，AQP4蛋白表达及其在血管周边的密度均升高，而在缺血再灌注24 h后，虽然其总蛋白的表达进一步上升，但其在血管周边的分布却明显下降，直接影响了水肿的消散，造成脑缺血后脑肿胀的加剧。本研究结果表明，缺血再灌注后6 h和24 h脑水含量的变化支持这一理论，但具体机制还需进一步研究。

有研究表明［12］，在再灌注6 h，电针组AQP4在血管周边的密度减少，而在再灌注后24 h，电针组的AQP4在血管周边的密度显著升高。由此推测，电针干预能减缓早期细胞性水肿的生成，促进了晚期水肿的消散。本实验发现，电针预处理后虽不能完全控制脑水肿，但可以在缺血再灌注后6 h、24 h明显降低脑组织含水量，减轻脑水肿，表明电针预处理能显著减少大鼠脑缺血再灌注后脑组织含水量，减轻再灌注后脑水肿的程度，对脑组织具有保护作用。电针预处理对AQP-4分布的影响在多大程度上参与了电针的抗缺血再灌注损伤，还需进一步的深入研究。

有研究报道［6］，缺血再灌注后脑水肿和血糖升高是相辅相成的。本实验中观察到大鼠血糖在再灌注后2 h升高，脑组织含水量在再灌注后6 h升高，血糖升高较脑水肿早发生，这也说明高血糖可能促进了脑水肿的发生，脑缺血再灌注晚期脑水肿达到高峰可能又促进了血糖升高。

本研究显示，电针预处理能够显著降低脑缺血再灌注后大鼠出现的高血糖，同时可以降低脑组织的含水量，从而减轻脑缺血再灌注损伤，实现对中枢神经元的保护作用。这一初步研究结果具有一定的临床应用前景，其具体机制尚待进一步揭示。

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