氫氣對(duì)膿毒癥小鼠腦損傷的保護(hù)作用及其相關(guān)機(jī)制.pdf

1、膿毒癥是指由感染或高度可疑感染因素引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome, SRIS），是創(chuàng)傷、手術(shù)后的常見并發(fā)癥，以及重癥監(jiān)護(hù)病房?jī)?nèi)非心臟病患者死亡的主要原因[1,2]。研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥早于其他系統(tǒng)，且膿毒癥患者伴腦功能障礙時(shí)死亡率相對(duì)明顯提高[3]。此外，9～71％膿毒癥存活者伴有不同程度的認(rèn)知功能障礙。因此，改善膿毒癥腦功能障礙對(duì)膿毒癥的治

2、療和預(yù)后均具有重要意義。氫氣作為一種新型的氣體信號(hào)分子，具有明顯抗炎、抗氧化、抗凋亡及信號(hào)調(diào)節(jié)作用[4]。前期研究發(fā)現(xiàn)，2%氫氣吸入可明顯提高膿毒癥小鼠的存活率，并減輕心、肺和腎等重要器官損傷[5,6]。本文擬在前期研究的基礎(chǔ)上，采用盲腸結(jié)扎穿孔法誘導(dǎo)膿毒癥小鼠腦損傷，探討2%氫氣吸入對(duì)膿毒癥小鼠腦損傷的保護(hù)作用及其相關(guān)機(jī)制，為其臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　目的：觀察2%氫氣吸入對(duì)膿毒癥小鼠的的存活率和認(rèn)知功能的影響，并探討其對(duì)膿

3、毒癥誘導(dǎo)的腦損傷的保護(hù)作用和相關(guān)機(jī)制。
　　方法：成年雄性ICR小鼠，重20～25 g，隨機(jī)數(shù)字表法分為假手術(shù)組（Sham組）、假手術(shù)+氫氣組（Sham+H2組）、膿毒癥組（CLP組）和膿毒癥+氫氣組（CLP+H2組）。采用盲腸結(jié)扎穿孔法（CLP）誘導(dǎo)膿毒癥小鼠腦損傷。氫氣治療組小鼠在建模后1h和6h時(shí)分別吸入2%氫氣1h。于假手術(shù)或CLP后7d內(nèi)觀察各組小鼠的存活情況。于假手術(shù)或 CLP后3～14 d通過(guò) Y-迷宮、條件恐懼實(shí)驗(yàn)

4、及Morris水迷宮檢測(cè)各組小鼠的短期工作記憶、長(zhǎng)期恐懼記憶能力及學(xué)習(xí)和空間識(shí)別記憶能力。在建模后1h和6h時(shí)給予氫氣吸入，通過(guò)氫微電極分別檢測(cè)各組小鼠氫氣吸入后和停止氫氣吸入后不同時(shí)間點(diǎn)動(dòng)脈血、靜脈血及腦組織氫氣濃度。于假手術(shù)或CLP后24 h時(shí)，通過(guò)尼氏染色和TUNEL染色觀察腦組織病理改變和神經(jīng)元凋亡情況；通過(guò)伊文氏藍(lán)法和腦組織含水量的測(cè)定觀察腦組織血腦屏障的通透性；通過(guò) Elisa或比色法檢測(cè)血漿和海馬組織中 TNF-α、IL-

5、1β、HMGB1、IL-10的濃度，SOD和CAT的活性及MDA和8-iso-PGF2α的水平；通過(guò)Western Blot檢測(cè)總Nrf2、核Nrf2及HO-1的蛋白表達(dá)情況；通過(guò)免疫熒光染色觀察各組小鼠海馬組織中Nrf2的表達(dá)及核轉(zhuǎn)位情況；通過(guò)免疫組化染色觀察各組小鼠海馬組織中HO-1的定位和表達(dá)。
　　結(jié)果：2%氫氣明顯提高膿毒癥小鼠7 d內(nèi)的存活率（P<0.05）。在適應(yīng)和訓(xùn)練階段，各組小鼠的僵直時(shí)間百分比無(wú)明顯差異（P﹥0

6、.05）；于假手術(shù)或CLP后3～14 d，氫氣明顯提高膿毒癥小鼠的交替百分比（P<0.01）；氫氣顯著提高膿毒癥小鼠的僵直時(shí)間百分比（P<0.01）；在隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)中，氫氣明顯縮短膿毒癥小鼠的潛伏期（P<0.001），游泳速度無(wú)明顯差異（P﹥0.05）；在空間探索實(shí)驗(yàn)中，氫氣顯著提高膿毒癥小鼠在目標(biāo)象限的時(shí)間百分比和穿過(guò)站臺(tái)次數(shù)（P<0.001）。在假手術(shù)或CLP后1 h和6 h氫氣吸入后不同時(shí)間點(diǎn)，Sham+H2組和CLP+H2組的動(dòng)

7、脈血、靜脈血和腦組織中氫氣濃度均較 CLP組均明顯提高（P<0.05），而在停止吸入氫氣后不同時(shí)間點(diǎn)，CLP組和 CLP+H2組動(dòng)脈血?dú)錃鉂舛鹊陀赟ham+H2組（P<0.05）。于假手術(shù)后24 h時(shí)，Sham組和Sham+H2組小鼠海馬CA1區(qū)正常椎體神經(jīng)元數(shù)量無(wú)明顯差異，基本無(wú)神經(jīng)元凋亡。于CLP后24 h時(shí)，與Sham組相比，CLP組和CLP+H2組小鼠海馬CA1區(qū)正常椎體神經(jīng)元數(shù)量減少，凋亡神經(jīng)元數(shù)量增多，EB含量和腦組織含水量

8、增多（P<0.05）；與CLP組相比，CLP+H2組小鼠海馬CA1區(qū)正常椎體神經(jīng)元數(shù)量明顯增多，凋亡神經(jīng)元明顯減少，EB含量和腦組織含水量明顯減少（P<0.05）。于假手術(shù)或CLP后24 h時(shí)，與Sham組相比，CLP組和CLP+H2組血漿和海馬組織勻漿中TNF-α、IL-1β、HMGB1和IL-10水平均增高，SOD和CAT的活力均降低，MDA和8-iso-PGF2α水平均增高，總Nrf2表達(dá)增多，部分轉(zhuǎn)位至胞核中，HO-1表達(dá)和HO

9、-1陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均增多（P<0.05）；與CLP組相比，CLP+H2組小鼠血漿和海馬組織勻漿中TNF-α、IL-1β和HMGB1水平均明顯降低，IL-10水平明顯增高，SOD和CAT的活力均明顯提高，MDA和8-iso-PGF2α水平均明顯降低，總Nrf2表達(dá)明顯增多，細(xì)胞核內(nèi)Nrf2明顯增多，HO-1表達(dá)和HO-1陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均顯著增多（P<0.05）。Sham組和 Sham+H2組各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)明顯差異（P﹥0.05）。
　　結(jié)論：2