線粒體ATP敏感性鉀離子通道及活性氧介導七氟醚遲發(fā)型腦保護作用機制探討.pdf

1、臨床上常見的嚴重顱腦外傷手術、控制性降壓、顱內動脈瘤夾閉術和冠狀動脈旁路移植術以及頸動脈內膜剝脫術等的病人都具有潛在腦缺血的可能。例如：為便于腦動脈瘤手術實施和減少術中出血，常將腦動脈血管短暫夾閉，然而隨著受阻血管血流的恢復，往往會導致局部性腦組織缺血/再灌注（ischemic-reperfusion injury，I/R）損傷。而在實際工作中，臨床醫(yī)生不僅關心術中的神經(jīng)系統(tǒng)的保護，更關心術后神經(jīng)功能的恢復。探求腦缺血損失的發(fā)病機制、減

2、輕腦缺血性損傷、降低腦缺血性疾病的致殘率和死亡率，已成為近年來神經(jīng)科學領域廣大工作者致力的研究目標。與腦缺血預處理相似，吸入麻醉藥預處理與缺血損傷之間也有短暫的重要聯(lián)系，包括兩個重要時期：預處理早期階段，即中斷預處理刺激后5 min～2h出現(xiàn)；第二個保護時期，延遲預處理期，出現(xiàn)在預處理刺激停止后12～24 h，并可持續(xù)24至72 h。已有研究證實七氟醚具有早期預處理的腦保護效應，在大鼠海馬腦片模型中，反復吸入七氟醚（每天一次持續(xù)30 m

3、in，連續(xù)4天）能夠誘導遲發(fā)型腦保護作用。目前，仍未知單次給予七氟醚是否能夠誘導遲發(fā)型腦保護效應，值得進一步研究。大量研究證實，線粒體內膜ATP敏感鉀通道（mitochondrial ATP-sensitive potassium channels，mitoKATP），是吸入麻醉藥預處理產生心肌保護作用的重要機制之一。而腦組織的mitoKATP通道蛋白濃度是心肌含量的6～7倍。因此我們有理由推測mitoKATP通道參與了七氟醚的遲發(fā)型腦

4、保護作用。開放后的mitoKATP通道如何進一步介導腦保護作用？現(xiàn)在認為活性氧（reactive oxygen species，ROS）可能作為一種關鍵的細胞內信息物質，介導缺血缺氧預處理和mitoKATP開放劑預處理的心肌及腦保護作用。因此本課題探討腦遭受缺血再灌注損傷前24 h，單次給予60 min七氟醚預處理是否產生遲發(fā)型腦保護效應，以及mitoKATP通道及ROS的作用。 本課題首先通過觀察缺血后大鼠的神經(jīng)功能及測定腦梗

5、塞容積百分比，并通過HE染色評定CA1區(qū)神經(jīng)元形態(tài)學改變，明確不同濃度的七氟醚對SD大鼠產生遲發(fā)型的腦保護作用；其次第二部分通過加入特異性mitoKATP通道阻斷劑及ROS清除劑，觀察缺血后大鼠的神經(jīng)功能及測定腦梗塞容積百分比和缺血側項葉皮層神經(jīng)元PKC-ε和-δ兩種同功酶的膜轉位變化，探討七氟醚遲發(fā)型腦保護作用可能是通過mitoKATP通道和ROS所介導的，且PKCε和δ是否作為mitoKATP通道的下游靶點參與了七氟醚遲發(fā)型腦保護效

6、應；之后，進一步研究和探討p38MAPK信號通路可能也為mitoKATP通道的下游蛋白信號分子，參與了七氟醚誘導遲發(fā)型腦保護中的作用；隨后，通過檢測缺血后胞漿細胞色素C（Cytochrome C，Cyt C）的釋放和Caspase-3活性變化，以及TUNEL染色等證實七氟醚遲發(fā)型預處理可以通過mitoKATP通道及ROS介導，抑制缺血再灌注損傷后神經(jīng)元的凋亡，明確七氟醚遲發(fā)型腦保護機制；最后通過用紫外分光光度計測定各組缺血側皮層神經(jīng)元線

7、粒體通透轉運通道（MPTP）開放程度，Western-blot檢測Bcl-2/Bax蛋白表達情況，探討七氟醚預處理對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷后線粒體通透性轉換孔的影響及可能機制，證實了激活和開放mitoKATP通道在七氟醚抑制MPTP開放發(fā)揮遲發(fā)型腦保護效應中起到重要作用。結果證實：（1）缺血前24h，短暫的予以2.4％及4.0％的七氟醚預處理可增強大鼠耐受局灶性腦缺血損傷，產生顯著的遲發(fā)型腦保護效應，但短時間高濃度（4.0％）吸入七

8、氟醚有引起動脈血pH值及MAP降低的趨勢。（2）mitoKATP通道和活性氧介導七氟醚對局灶性腦缺血再灌注損傷的遲發(fā)型保護作用，其機制可能與調控PKC-ε轉位激活有關，但PKC-ε轉位激活僅發(fā)生于腦保護的早期相，提示可能有其他的信號通路機制參與七氟醚遲發(fā)型腦保護作用。（3）七氟醚可以誘導大腦皮層磷酸化p38MAPK表達的增加，且p38MAPK可能做為線粒體ATP敏感性鉀離子通道抗腦缺血再灌注損傷中的下游通路，參與了七氟醚預處理的遲發(fā)型腦

9、保護作用。（4）七氟醚通過抑制缺血后細胞色素c釋放、Caspase-3的激活以及神經(jīng)元的凋亡發(fā)揮遲發(fā)型腦保護作用，其作用可能與線粒體ATP敏感性鉀離子通道（mitoKATP）以及活性氧有關。（5）七氟醚預處理能通過激活mitoKATP通道上調bcl-2蛋白的表達，抑制MPTP開放發(fā)揮遲發(fā)型腦保護作用。 總之，腦缺血缺氧所致的神經(jīng)元損傷并非是單一的病理生理過程，而是一系列復雜的生化級聯(lián)反應。七氟醚的腦保護作用也并非單一作用于上述的