[doc] 高压氧治疗缺氧缺血性脑病的研究进展

[doc] 高压氧治疗缺氧缺血性脑病的研究进展 高压氧治疗缺氧缺血性脑病的研究进展 l8国外医学妇幼保健分册2005年第l6卷第1期 高压氧治疗缺氧缺血性脑病的研究进展 张又祥 (广州市第一人民医院儿科,广东广州510180) 【摘要】高压氧可提高缺氧缺血脑病新生动物的存活率,延长存活时间,改善神经行为评分.减轻脑水肿,降低脑 梗塞面积.其机理可能为校正异常脑血流,改善缺血区有氧能量代谢,提高神经营养因子一3和bcl一2的基因表达,减少 神经元凋亡.降低脑组织髓过氧化酶活性,抑制COX一2的过度表达和多巴胺的过度释放,减少钙离子通道开放,增加自 由基清除酶类活性.其疗效与动物的年龄,种株和病种,以及高压氧应用的时机,剂量,疗程等相关.新生动物在缺血再 灌注后数小时内应用23个大气压治疗3060分钟,常可达到一定疗效.但也有实验提出相反结论,认为高压氧治疗无效 甚至有害. 【关键词】高压氧;缺氧缺血性脑病 【中圈分类号】R743,31【文献标识码】A【文章编号】1008—2514(2005)01—0018—02 Advancementinstudyonhypoxic—ischemicencephalopathytreatedbyhyp erbaricoxygen ZHANGYou—xiang (DepartmentofPediatrics,TheFirstPeople’sHospitalofGuangzhou,GuangdongGuangzhou510180,China) [Abstract]Hyperbaricoxygentherapy(HBO)increasedthesurvivalrateandprolongedthesurvivaltimeofneonatalanimalssuffering fromhypoxic—ischemicencephalopathy(HIE),improvedneurologicalbehavioralscores,moderatedcerebraledema,attenuatedcerebral infarction.Themechanismmaybethatitcancorrectabnormalcerebralbloodflow,improveoxygenenergymet8bolisminhypoxic— ischemicbraintissues,raisethegeneexpressionofneurotrophicfactor一 3andbcl一2protein,decreasetheapoptosisofneuronsandthe activityofbrainmyeloperoxidase,inhibittheover-expressionofCOX一 2,reducetheover—releaseofdopamine,decreasetheopening numberofcalciumionchannels,increasetheactivityoffreeradicalscleaningenzymes.Thetherapeuticeffectseemedtoberelatedtoage, speciesofanimals,kindofdisease,andoccasion,dosage,courseofhyperbaricoxygentherapy.MostexpertsthoughtthatI-I/30with2, 3timesofatmosphericpressuresfor3060minutesiseffectiveforneonatalanimalswithinseveralhoursafterischemnicreperfusion.Some proposedanoppositeconclusionthatithasn’tanytherapenticeffect,evenitisharmfu1. [Keywords]hyperbaricoxygen;hypoxic—ischemicencephalopathy 高压氧(}{I)治疗成人脑血管疾病已有30多年.60年代 末国外有学者用于抢救新生儿窒息.70年代观察了HBO对胎 儿和新生儿体循环和肺循环血管张力的作用.80年代末开始, 国内学者将HBO广泛地应用于新生儿缺血缺氧性脑病(}{】E)的 临床治疗.最近几年,国内外学者通过一些动物实验,从多个方 面研究了HBO对}{IE的影响.现将有关研究综述如下. 1动物模型种类 用于实验研究的动物有新生狗,大白鼠,猪,家兔,小鼠 等.J.胎儿宫内窘迫缺血缺氧脑病动物模型很少.最常用 模型为大脑中动脉短暂阻塞/再灌注(middlecerebralartery occlusion/reperfusion,MCAO/R)j,即将尼龙丝插入大脑中 动脉腔内,5,90分钟后拔出尼龙丝,造成短暂性局部脑缺血 再灌注.少数研究者采用永久性完全阻塞型,如单侧颈总动 脉结扎术’,四血管结扎术,双侧颈总动脉结扎术,个别研 究者采用实验性心跳骤停复苏术j. 2高压氧干预的时机 多数研究者选择在缺血再灌注后0,23小时,尤以缺血再 灌注后数小时最常用.还有研究者在缺血再灌注前.预防 性使用,或缺血期间”同时使用,或缺血无再灌注时使用. 3高压氧的治疗剂量及疗程 最小为1大气压(ATA),最大为5ATA,常用压力为2, 3ATA;每次持续时间最短10分钟,最长36小时,以30,60 分钟最常用;治疗疗程多数为单次,连续2,l0天的也有个别 报道?. 4高压氧的治疗效果 多数研究者认为对HIE有效,也有学者认为无效. 4.1对存活率的影响 I-I/30可使四血管结扎术后大白鼠l4天的存活率提高, 平均存活时间延长,也使双侧颈总动脉结扎术后大白鼠的存 活时间延长. 4.2神经行为学变化 Rosenthal等【9在成年雌性沙鼠脑缺血缺氧后1小时给 2.7ATAHBO治疗1小时,其24小时神经病变评分显着低于 未治疗组,认为I-IBO能减轻脑损伤.Yin等在SD( [收稿日期】2004—0803 【作者简介】张又祥(1963一),男,副主任医师,在读硕士研究生,主要从事新生儿危重症研究. 国外医学妇幼保健分册2005年第16卷第1期19 Sprague-Dawley)成年雄鼠缺血缺氧后6小时给予2.5ATA }{I治疗2小时,改善了第7天的神经行为评分.昆明小白 鼠脑缺氧后第2,4天应用2.5ATAHBO连续治疗4天,每天 80分钟,能提高缺氧小鼠的记忆能力(通过迷宫和一次性被 动回避反应能力实验).但缺氧后第6,8天应用则无类似效 果.Calvert等在7日龄新生大白鼠缺血缺氧后1小时给予 3ATAHBO治疗1小时,发现能明显改善缺氧再灌注后第5 周感觉运动功能.成年大白鼠在MCAO/R后O分钟或60分 钟就开始给予3ATAHBO治疗90分钟,连续2天,再灌注后 2.5小时和24小时的运动障碍发生率均降低.不过,成年大 白鼠MCAo/R当日开始,每天给予2ATAHBO治疗,30分钟 /次,1天或连续4天,每天进行5点神经评分,并运用计算机 定量生物分析法确定ET50(半数动物出现神经损害所需时 间),结果显示HBO无明显疗效. 4.3脑病理生理变化 HBO可校正严重脑创伤成人的异常脑血流,降低颅内 压.用超声多谱勒观察HBO治疗前后脑血流状况,发现治疗 后脑血流明显增加.用单光子发射计算机断层扫描观察新生 儿脑内血流灌注状态,发现}玎30能改善大脑缺血区的供血. 4.4大脑病理形态学变化 HBO降低脑梗塞发生率和脑梗塞面积,减轻脑水肿,使 缺血再灌注后第2周和第6周动物的脑重量增加’.在 MCA0/R前预防性使用HBO3,5天,也能降低脑梗塞面 积J.但对缺血再灌注后的大鼠给予1.7,2ATAHBO治 疗,1小时/天,连续7天,发现HBO治疗组与非治疗组在脑重 量,脑萎缩,脑软化灶,脑空洞等方面均无差异. 缺血皮层再灌注后24,48,72小时均可见到DNA片段, 第7天消失,神经元核心抗原(neuronspecificprotein/neuroal neuclei,Neun)和半胱天冬酶3(cysteinylasparatespecific proteinase3,Caspase3)双标记的神经元大脑切片只有Caspase一 3显示.TUNEL(themethodofTdT—mediateddUTP—biotinnick endlebeling)和HE染色从形态学上证实凋亡发生在再灌注后 24,48,72小时,若再灌注后6小时内给予HBO治疗,则可阻 止DNA分解,减少TUNEL阳性细胞数,从而发挥脑保护作 用.在MCAO期间同时使用HBO,也能大大减少纹状体 中神经元的凋亡数,缺血10分钟再灌注后立即给予2.5 ATAHBO治疗2小时,可显着增加第7天海马CA1区存活 神经元数目.实验性心跳骤停复苏术后1小时给予HBO 2.7ATA治疗60分钟,可显着减少海马和大脑新皮层中濒死 神经元数目j.将培养中的纤维母细胞置于高压氧1ATA中 15,120分钟或2.5ATA30,60分钟,则细胞增殖率,细胞集 落生长率均提高;在2.5ATA时,若治疗时间少于30分钟则 无效,超过120分钟则见细胞凋亡率显着上升.有学者认 为,m0可能通过降低中性粒细胞向缺血区的浸润,降低脑 组织中髓过氧化酶活性而达到保护脑组织的目的. 4.5脑分子生物学变化 神经营养因子一3在保护脑组织中发挥重要作用.缺血 可诱导海马齿状回,CA1,CA2,CA3区神经营养因子.3 mRNA表达水平的下调,而HBO能减少其下调幅度,并通过 提高bc12和抑制bax蛋白的表达,调节bcl一2/bax比例平衡, 不仅使神经元的凋亡数减少,而且使凋亡持续时间缩短【】. 在缺血缺氧2小时并在恢复灌注6小时内给予3ATAHBO1 小时治疗,能显着抑制COX一2mRNA的过度表达. 4.6脑能量代谢 缺血再灌注后7,10,24小时纹状体细胞外液中的葡萄 糖,丙酮酸,谷氨酸浓度均上升,HBO可使上述物质的浓度下 降,几乎达到动脉阻塞前的正常水平.乳酸浓度在缺血再灌 后与HBO治疗后均无变化.说明脑缺血期间脑的能量代谢 和兴奋性氨基酸发生了变化,而HBO调节了纹状体的这些代 谢J,使缺血脑组织和脑脊液中乳酸浓度的增幅降低,脑组织 中ATP水平下降幅度低于非治疗组,脑有氧代谢率升高.因 此认为HBO改善了缺血区脑组织的有氧能量代谢.但 Rosental等发现HBO时氧输送和有氧代谢率并没有上升, 反而下降了近50%,因而认为m0的神经保护机制不是由 于刺激了大脑的有氧能量代谢.另有学者发现缺血再灌注后 成年鼠海马区神经元突触内游离Ca”浓度显着升高,L.型钙 通道显着增加,HBO治疗后L一型钙通道开放数量减少,脑缺 血区神经元胞浆内Ca”浓度降低,以1ATA和2.5ATA的作 用最明显,并可显着降低血浆内皮素和一氧化氮含量,增加 HIE脑组织内自由基清除酶类过氧化物歧化酶和谷胱甘肽还 原酶的活力,降低局部脂质过氧化物的含量.用微量分析法 持续监测纹状体细胞外液中多巴胺浓度,发现在缺血第30分 钟时多巴胺浓度上升,第60分钟时达高峰,若在缺血同时应 用HBO则可抑制这一变化,因而认为}玎30的脑保护作用源 于减少了缺血区多巴胺的过度释放. 5影响HBo治疗作用的因素 5.1动物年龄 不同年龄动物对船0的敏感性和耐受性不同.Yoles 等…给予1,70天的新生小狗5ATAHBO治疗10分钟,发 现不同日龄的小狗其代谢反应,血流动力学变化,脑电活动均 不同,日龄小于24天的小狗出现了迟发性血管收缩,氧中毒 惊厥的发生时间明显晚于日龄大于24天者,寿命也较长.用 2.5ATAHBO治疗健康SD婴鼠1,3疗程,每疗程10天,每 天1小时,每疗程结束时用光镜或电镜观察海马神经元变化, 发现第一疗程结束时大脑毛细血管扩张,神经原核膜皱摺模 糊,部分线粒体肿胀伴嵴模糊,并随时间推移而显着,但绝大 多数变化在停止治疗后20天恢复正常,说明长期HBO治疗 虽然可导致婴鼠海马神经元超微结构损害,但损害不严重且 可逆.年幼的新生动物的耐受性优于年长动物. 5.2动物种株 HBO对各种动物HIE都有治疗效果,但小鼠有种株差异 性.Prass等用3ATAHBO干预SV129或C57BL/6健康 小鼠,每天2小时,连续5天,第5天治疗结束时诱导局限性 脑缺血,发现HBO能增加SV129小鼠对持续性局限性脑缺 血的耐受力,但对30,60分钟短暂性局限性脑缺血无作用. 不管HBO疗程如何变化,也不管缺血时间长短,HBO都不能 增加C57BL/6小鼠对局限性脑缺血的耐受力. 5.3高压氧应用的时机,剂量,病种,疗程 Miljkovic等在大白鼠MCAO/R术前或术后立即应用3 ATAHBO治疗1小时,可显着降低大脑髓过氧化酶含量和脑 梗塞面积,改善神经病变预后.预防性使用2.5ATAHBO,每 天1小时,连续3,5天,可增加雄性SD成鼠对局限性脑缺血 缺氧的耐受力,减少脑梗塞面积,并存在剂量一效应依赖关系, 5日剂量组优于3日剂量组;但对永久性缺血无再灌注者无 保护作用. 在双侧颈总动脉结扎后3小时应用2ATAHBO治疗30分 钟,可阻止大白鼠脑内乳酸浓度进一步升高并延长其存活时 间;若在结扎后1小时应用,则与对照组无差异.Calvert等 (下转第62页) 62国外医学妇幼保健分册2005年第l6卷第1期 高,随后逐渐下降,促性腺激素轻微受抑制,E.,E2,泌乳素 (PRL)和性激素结合球蛋白(SHBG)量维持不变.Haspels 等对ll例绝经后妇女用含雌三醇阴道软膏治疗对子宫内 膜和临床调查研究显示临床作用好,无明显副作用,血中各种 激素水平无明显改变.这些均表明雌三醇软膏安全,有效. 随着世界人口老龄化,绝经后妇女施行阴道手术的人数必将 增加,除手术困难外,阴道萎缩更是阻碍术后伤口愈合康复的 因素.通过25例绝经后妇女阴道手术前使用雌三醇软膏,表 明雌三醇软膏能有效改善阴道,宫颈的柔软性和弹性,有利于 手术操作和术后愈合,无明显副作用,安全,病员易接受,不刺 激内膜.因此无撤血. [参考文献】 [1]DessoleS,RubattuG,AmbrosiniG,eta1.Efficacyoflow— doseivtravaginalestriolonurogenitalaginginpostmenopausal women.Menopause.2004.l1(1):7—8. [2]PalombaS,NapolitanoV,SammaFtinoA,etaf.Effectof estrioltreatmentpervaginambeforeBurchculposuspension. MinervaGinecol,2001,53(2):141—145. [3]MilojevicS,KicovicPM.Pre—andpostoperativetreatmentof atrophicvaginalmucosawithOvestincreaminpostmenopausal womenundergoingvaginalsurgery.In:Backeo—MiddleweerdJM van.ED.NewsandviewsonoestrioI.Leiden:DeMedicusB.V., l985.3l一37. f4]KicovicPM,CortesPJ,MilojericSetal,Thetreatmentof postmenopausalvaginalatrophywithOvestin(r)vaginalcreamor suppositories:clinical.endocrinologicalandsafetyaspects【JJ. Maturitas.1980.2:275—282. [5]HaspelsAA,LuisiM.KicovicPM.Endocrinologicaland clinicalinvestigationinpostmenopausalwomenfollowing administrationofvaginalcreamcontainingoestriol【JJ. Maturitas.198l.3:321—327.’ .[责任编辑:韩蓁] (上接第l9页) 结扎715t龄新生大白鼠一侧颈总动脉并低氧通气2.5小时, 在缺血缺氧1小时后给予3ATA治疗1小时,其第2周和第 6周大脑重量显着高于非治疗组,分别达到正常组的77.77% 和84.19%,在光镜或电镜下只见到很少的脑萎缩和神经元 凋亡. Badr等利用MCAO/R成年大白鼠模型研究发现,缺 血缺氧2小时并再灌注后3或6小时应用3ATAHBO1小 时,均可显着降低再灌注后24小时大脑梗塞率,达到良好效 果,若再灌注后l2或23小时使用则可能有害,再灌注的第2 天和第l4天出现不可逆截瘫. 但在脑缺氧20分钟并恢复正常通气后的第2,4天使用 2.5ATAHBO治疗80分钟/每天,连续4天,可使昆明小白 鼠记忆能力提高,第6,8天应用则无效. Veltkamp等…在成年雄性Wistar大鼠大脑缺血缺氧 75分钟再灌注,12分钟内给予不同剂量HBO治疗60分钟, 缺血再灌注后第7天进行神经行为评分和大脑病理检查,发 现2.5ATA组的评分优于1.5ATA组和对照组,梗塞面积也 较小,梗塞发生率低于对照组,后两者之间无差异,说明HBO 的剂量发挥了重要作用.Conconi等用HBO干预培养中 的纤维母细胞,1ATA干预l5,30,60,120分钟或2.5ATA干 预30,60分钟均能提高纤维母细胞的增殖率和菌落生长率, 但2.5ATA干预l5分钟无效,干预120分钟则增加培养中 的纤维母细胞之凋亡率.说明治疗效果与HBO的剂量,时 间之间关系密切,但与氧自由基的产生无明显关系. 综上所述,除少数学者对HBO治疗HIE的效果持异议 外,多数研究者利用动物模型从多个层面证明HBO治疗 HIE有一定效果,能改善HIE急性期的临床症状和体征.促 进脑功能的康复和大脑发育,减少后遗症的发生.不过,用于 实验研究的动物多数为成年动物,忽略了新生婴儿大脑处于 高速发育期,可塑性极大这一至关重要因素;在评价疗效时只 有近期疗效;选用的HIE动物模型与人类分娩所造成的新生 儿缺血缺氧脑病的I临床现实情况存在较大差异;有关HBO 治疗HIE的时机,剂量,疗程,及其与近期和远期疗效之间的 关系尚未完全明了,亟待进一步研究. 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