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1、低温对大鼠海马脑片缺氧无糖损伤的保护作用及其与Glu受体的关系中国应用生理学杂志2005;21(2)低温对大鼠海马脑片缺氧无糖损伤的保护作用及其与Glu受体的关系刘思兰,王志萍,曾因明,江山,汪曙渠(1江苏省苏州市第四人民医院麻醉科,江苏苏州215001);2江苏省徐州医学院麻醉学重点实验室,江苏徐州221002)127摘要目的:探讨低温对离体大鼠海马脑片缺氧无糖(oxygenandglucosedeprivation,OGD)损伤的保护作用及其机制.方法:①观察大鼠海马脑片在OGD条件下顺向群峰电位(orthodromicpopu
2、lationspike,OPS)的变化及温度对它的影响.②观察谷氨酸(Glu)对海马脑片OPS的影响及低温的抗Glu毒性作用.并在人工脑脊液(ACSF)中分别加入GABA—R的特异性阻滞剂bicuculline(BMI)和NMDA—R的特异性阻滞剂D一(一)一2-Amino-5一phospho—nopentanoicAcid(AP5)或加入BMI和非NMDA—R阻滞剂6,7-Dinitroquinoxaline一2,3(1H,4H)一dione(CNQX)来观察低温对海马脑片OGD损伤保护作用的突触后受体机制.③观察OGDlh后海马
3、CA1区锥体细胞超微结构的变化及低温对其的影响.结果:①OGD可以使海马脑片OPS迅速降低并很快消失,14rain后复氧供糖OPS极少恢复.低温(32℃,25℃)能使OPS消失时间明显延长,复氧供糖后OPS恢复良好.25℃其作用优于32℃.②2mmol/LGlu使海马脑片OPS迅速消失,洗出后难以恢复.低温(32℃,25℃)能显着改善去Glulh后OPS的恢复.ACSF中加入BMI+CNQX和BMI+AP5均对25℃低温处理28min的脑保护作用没有影响.③OGD1h后CA1区锥体细胞水肿严重.胞浆内细胞器变性坏死脱失,线粒体肿胀,
4、脊呈空泡状.低温(25℃)组细胞核膜规则,线粒体轻度肿胀.结论:低温有显着的抗脑OGD损伤作用,其作用机制可能与抗Glu的兴奋性毒性作用和维持细胞内ATP水平有关.而其抗兴奋性毒性作用可能既有NMDA—R又有非NMDA—R的参与.关键词:低温;海马脑片;缺氧无糖;顺向群峰电位;谷氨酸中图分类号:R971文献标识码:A文章编号:1000—6834(2005)02—0127—06自1950年Bigelow用15℃～20℃的深低温使心脏与循环系统分离,并成功的施行了首例心脏手术以来,低温在心外科,神经外科已得到广泛应用,并取得良好的脑保护
5、作用,但低温的脑保护作用机制仍未阐明.而有关温度对海马OPS的影响国内还鲜有报道.本实验利用海马脑片OGD模型,从电生理学和细胞超微结构两方面研究低温的抗脑OGD损伤作用,旨在进一步证实低温的脑保护作用,并分析它可能的作用机制,为临床应用低温防治缺血缺氧性脑损伤提供理论依据.1材料与方法1,1材料S—D大鼠,雌雄不拘,50～70g,由徐州医学院实验动物中心提供.分析纯Glu由上海华美公司提供.BMI,AP5,CNQX由美国Sigma公司提供.1.2离体海马脑片的制备动物在乙醚麻醉下,迅速断头取脑,置于0～4Z;经95%O2～5%CO
6、2混合气体饱和的ACSF中,剥离海马,国产VSL振动切片机沿矢状面切片,厚度400m.然后将海马脑片置于(32,0±0,5)℃的ACSF中孵育2～3h,并不断通入95%O2～5%C()'混合气体.ACSF成分:NaC1124mmol/L,KCl3.3mmol/L,Nail2PO41,24mmol/L,MgSO42,4mmol/L,NaHCO25.7mmol/L,CaCl22.4mmol/L,葡萄糖10.0mmol/L,pH7.35～7,45.1.3OPS的记录将孵育后脑片全浸于(37.0±0.5)℃恒温灌流槽内,液面高出脑片表面2m
7、m,不断通入经95%()'～5%CO,混合气体饱和的ACSF(气体流量为200ml/min),ACSF的灌流速度为1,5～2ml/min.双极刺激电极置于海马CA3区的Schaffer侧支路径上,刺激强度为0.2～0.8mA.玻璃微电极(内充4mmol/LNaC1溶液,阻抗2～10MQ)置于CA1区锥体细胞层,记录电刺激诱发的OPS.电位输入电脑,HYD一2000电生理系统处理软件进行处理.选取电位波幅大于3mV的脑片,待OPS波形稳定30min后进行后续实验.1,4实验程序OGD:将灌流液改为经95%N2～5%CO2混合气体饱和的
8、无糖ACSF14min.Glu毒性实验:用含Glu(2mmol/'L)的ACSF灌流脑片14min.BMI(50~mmol/L)+AP5(20t~mmol/L)和BMI(50~mmol/L)+CNQX(100~mmol/L)分别加入A
