腦缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展

1、腦缺血-再灌注損傷的研究進(jìn)展,溫州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院藥理學(xué)教研室陳醒言,,腦血管病是臨床常見病、多發(fā)病，是目前公認(rèn)的死亡率較高的病種之一,是首位致殘因素。其發(fā)病率、病死率及致殘率有逐年上升的趨勢，其中缺血性腦血管病占絕大部分。缺血性腦血管病尤其腦缺血后的再灌注損傷，危害極大。缺血再灌注損傷是指各種原因造成的組織血液灌注量減少使細(xì)胞發(fā)生缺血性損傷的組織恢復(fù)血液再灌注后，部分細(xì)胞功能代謝障礙及結(jié)構(gòu)破壞反而加重的現(xiàn)象。對腦血管病發(fā)病機(jī)制的探

2、討，以及如何更好地對其進(jìn)行治療和康復(fù)，一直是我們努力探求的問題。近年來隨著神經(jīng)影像學(xué)、神經(jīng)遺傳學(xué)、神經(jīng)分子生物學(xué)、血管內(nèi)介入治療、新藥研制等的迅猛發(fā)展，隨著腦血管病治療模式觀念的轉(zhuǎn)變和微創(chuàng)治療的引入，使我們對腦血管病診斷、治療以及康復(fù)的認(rèn)識有了進(jìn)一步拓展。,一. 缺血性腦血管?。篈. 短暫性腦缺血發(fā)作 (transient ischemic attack,TIA)B. 腦梗塞(cerebral infarction)

3、 （腦血栓,cerebral thrombosis） (腦栓塞,cerebral embolism),腦血管病臨床上可分為,二. 出血性腦血管疾?。?A. 腦出血(cerebral hemorrhage) 非外傷性腦實質(zhì)內(nèi)的出血，多發(fā)于高血壓， 腦動脈硬化，起病急，病情嚴(yán)重，死亡率高。 B. 蛛網(wǎng)膜下腔出血 subarachnoid hemorrage,S

4、AH， 主要為腦底或腦表面血管破裂，血液流入蛛 網(wǎng)膜下腔，引起劇烈頭痛和腦膜刺激癥。,腦卒中是腦部血液供應(yīng)障礙引起的腦血管病,也稱為中風(fēng),腦部動脈血管的粥樣硬化是致病的主要原因。腦卒中的發(fā)病率，死亡率和致殘率都很高，我國城鄉(xiāng)腦卒中年發(fā)病率約為120-180/10萬，年死亡率約為60-120/10萬。目前腦血管病已成為我國最主要的病死原因之一,腦缺血的危險因素：,能導(dǎo)致腦血管病發(fā)生的因素為腦血管病危險因素，

5、現(xiàn)有的流行病學(xué)調(diào)查資料表明,高血壓、心臟病、糖尿病和高脂血癥等是腦血管病的主要危險因素, 而年齡、性別、種族、高鹽、肥胖、炎癥、血液流變學(xué)異常、吸煙、嗜酒、口服避孕藥、精神緊張等都被列為腦血管病的相關(guān)危險因素。,,目前研究還證實，遺傳因素在腦血管病的發(fā)病中起重要作用,故有人將高血壓家族史、卒中家族史也列為危險因素，已闡明，腦血管病是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用而引起的一種臨床綜合征。,,腦血管病遺傳方式的遺傳學(xué)特征基本上可分為兩大類:一類

6、是對有卒中癥狀遺傳性的研究(即單基因卒中);單基因卒中在青年中多見,是由于單基因的缺陷導(dǎo)致心臟栓子、大動脈病變、血液學(xué)異常、線粒體異常、離子通道異常以及結(jié)締組織異常等,從而引起卒中。,,另一類是對卒中本身的遺傳學(xué)特征的研究（即多基因病變）。因為引起腦血管病的高血壓、高脂血癥、糖尿病等危險因素,其發(fā)生同樣有遺傳因素參與,同時另有一些基因還直接參與了腦血管病的形成,這樣在腦血管病的每一步病理過程中都可能存在遺傳的影響, 符合多基因遺傳的特點

7、。多基因卒中在中老年中多見。,當(dāng)腦血流量減少到15-20ml/100g/min, 腦功能出現(xiàn)障礙，此時的腦血流值稱為功能損傷性腦缺血閾值。只要增加腦血流量，腦功能仍可恢復(fù)。其損傷是可逆的。如腦血流量繼續(xù)減少到10-12ml/100g/min 細(xì)胞膜的離子泵受損，細(xì)胞內(nèi)外離子平衡遭破壞，就會引起細(xì)胞水腫，死亡等一系列不可逆性損傷。此時的腦血流閾值稱為形態(tài)損害性缺血閾值。,缺血性腦血管疾病的病理生理,腦的不同部位對缺血的

8、耐受能力是不一樣的：如海馬CA1區(qū)，新皮層第3,5,6層神經(jīng)元和小腦浦肯野細(xì)胞對缺血缺氧特別敏感，稱為選擇性缺血易損細(xì)胞。,局部腦缺血區(qū)可分為中心區(qū)和周邊區(qū)周邊區(qū)的血流量往往介于功能性損傷和形態(tài)損害性缺血閾值之間，稱為缺血半暗帶（ischemic penumbra),腦缺血半暗帶理論,半暗區(qū)仍可從非阻塞血管得到部分血液供應(yīng)，神經(jīng)細(xì)胞僅功能受損，其形態(tài)結(jié)構(gòu)尚完整，只要增加該區(qū)血流，就可恢復(fù)其功能，此外治療藥物也能隨血流進(jìn)入半暗區(qū)，發(fā)揮治

9、療作用，因此在治療和恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)功能上半暗帶有重要意義。,腦缺血-再灌注損傷：,缺血后腦組織的供氧中斷，神經(jīng)細(xì)胞隨即出現(xiàn)能量耗竭、糖酵解引發(fā)乳酸堆積、細(xì)胞內(nèi)外的離子穩(wěn)態(tài)遭破壞、神經(jīng)介質(zhì)的異常釋放、一氧化氮和興奮性氨基酸的毒性作用以及再灌流后氧自由基對腦細(xì)胞的進(jìn)一步損害。這些病理、生化改變一環(huán)扣一環(huán)傾瀉而至，形成瀑布效應(yīng)，對腦的損害是多環(huán)節(jié)的。,離子穩(wěn)態(tài)遭破壞興奮性氨基酸的神經(jīng)毒作用自由基的生成與損傷炎癥反應(yīng)和細(xì)胞因子的作用NO對

10、缺血性腦損傷的雙重作用細(xì)胞凋亡基因的激活,,,,,,,,腦缺血再灌注損傷的機(jī)制：,Ca2+穩(wěn)態(tài)被破壞,腦缺血后，能量生成匱乏，鈣泵功能失調(diào)，線粒體損傷，細(xì)胞膜去極化，大量的Gu釋放，激活NMDA受體，導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流，激活Ca2+依賴性蛋白酶，誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。激活NOS，進(jìn)而產(chǎn)生自由基，損傷線粒體，激活中性蛋白酶（calpain）破壞細(xì)胞骨架。激活磷脂酶A2和磷脂酶C，使膜磷脂降解，產(chǎn)生大量游離脂肪酸和AA，后者進(jìn)而產(chǎn)生TXA2、白

11、三烯，加重細(xì)胞損害。腦血管平滑肌，內(nèi)皮細(xì)胞CA2+內(nèi)流增加，前者可致血管痙攣，延遲再灌使梗死灶擴(kuò)大；后者可致內(nèi)皮細(xì)胞收縮，內(nèi)皮間隙擴(kuò)大，血腦屏障破壞，產(chǎn)生血管源性水腫。,,興奮性氨基酸,興奮性氨基酸(Excitative Amino Acid,EAA)在缺血再灌注引起的神經(jīng)元死亡中起到重要的作用最近研究表明：缺血期間谷氨酸的釋放至少有三種方式： 1、缺血早期是Ca2+依賴的突觸釋放 2、興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運體的逆轉(zhuǎn)運

12、3、容量依賴性通道的激活,,興奮性毒性作用：主要包括兩個方面： ①缺血后Glu首先激活與AMPA受體偶聯(lián)的Na+通道，引起Na+內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞毒性腦水腫； ②細(xì)胞內(nèi)Na+增高使?jié){膜去極化進(jìn)而開啟電壓依賴性Ca2+通道，同時谷Glu激活NMDA受體門控Ca2+通道，以及IP3使細(xì)胞內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ Ca2+庫）貯存的Ca2+釋放增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+超載，激發(fā)一系列瀑布樣病理生理過程，進(jìn)一步導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡。,腦缺血發(fā)生后NO立即

13、迅速短暫升高5—15min達(dá)高峰,60min下降到原有水平.在MCAO后10-20min全腦NOS的活性增高,持續(xù)性局部腦缺血后數(shù)小時至數(shù)天內(nèi), NO繼發(fā)性增高。NO對腦缺血有雙重作用：NO能激活鳥苷酸環(huán)化酶使cGMP增多，擴(kuò)張血管，改善腦缺血損傷。NO可通過與超氧陰離子生成過氧亞硝酸根離子，損傷細(xì)胞膜，降低ATP酶活性，產(chǎn)生神經(jīng)毒性。,一氧化氮（nitric oxide，NO）,早期增加NO通過NO/cGMP途徑擴(kuò)張腦血管，增加

14、腦血流量，抗血小板聚集，對腦起保護(hù)作用,是生物體內(nèi)存在的一種自我保護(hù)機(jī)制；而缺血后期由炎癥細(xì)胞，吞噬細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生大量iNOS由此產(chǎn)生的NO的過度釋放則起著細(xì)胞毒性作用，導(dǎo)致DNA損傷，引起細(xì)胞死亡及啟動細(xì)胞凋亡．,一氧化氮神經(jīng)毒性作用機(jī)制1.通過超氧自由基起細(xì)胞毒性作用2.使各種含鐵-硫的酶失活(線粒體中的泛醌氧化還原酶,琥珀酸氧化還原酶,順烏頭酸氧化還原酶等均為含有Fe-S中心的蛋白質(zhì),NO極易與Fe結(jié)合形成Fe-NO,使之失活

15、,抑制線粒體呼吸.3.引起蛋白質(zhì)的ADP-核糖化4.引起DA大量釋放而引起神經(jīng)毒作用,,,自由基（free radicals，F(xiàn)R）,人體內(nèi)的自由基主要有超氧陰離子（O2-）、羥自由基（OH-）、一氧化氮自由基（NO）、烷自由基、烷氧基和烷過氧基、脂質(zhì)過氧化物自由基等。腦缺血再灌注時，線粒體氧化磷酸化脫偶聯(lián)，產(chǎn)生大量自由基。大量自由基與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、及核酸發(fā)生反應(yīng)，引起一系列過氧化損傷，如破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、干擾和抑制蛋白質(zhì)的合成，導(dǎo)

16、致許多重要酶系的失活，Na+泵、Ca2+泵、谷氨酸釋放等造成細(xì)胞死亡。,,,免疫炎癥反應(yīng),以往認(rèn)為，腦是免疫特許器官，缺乏對損傷產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的能力，但近年隨著分子生物學(xué)和分子免疫學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞浸潤所致的炎性反應(yīng)在腦缺血再灌注損傷的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。腦缺血再灌注損傷時，氧自由基等信使激活炎性細(xì)胞因子，使白細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的黏附分子表達(dá)上調(diào)，中性粒細(xì)胞向微血管內(nèi)皮細(xì)胞移動和黏附，致使中性粒細(xì)胞在缺血腦組織中浸潤引起損傷。,

17、細(xì)胞凋亡（apoptosis）,細(xì)胞凋亡是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、由基因調(diào)控的細(xì)胞自主動有序的死亡，是機(jī)體代謝的主動過程，它涉及到一系列基因的激活、表達(dá)和調(diào)控。細(xì)胞凋亡的調(diào)控基因包括了BCL、 CED、 ICE（IL-1β）及P53等.腦缺血后出現(xiàn)的能量耗竭、乳酸堆積、一氧化氮和興奮性氨基酸的毒性作用以及再灌流后氧自由基的增加，都是激活細(xì)胞凋亡調(diào)控基因的不利因素，其結(jié)果是加快了細(xì)胞正常死亡的進(jìn)程,其他,熱休克蛋白 HSP70的過度表達(dá)能

18、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，其機(jī)制可能是HSP能抑制caspase的活化和NF-κB。腦缺血后HSP32能持續(xù)表達(dá)產(chǎn)生抗氧化應(yīng)激作用。細(xì)胞因子 腦缺血/缺氧刺激炎癥因子的基因表達(dá)， NF-κB、PAF、TNF-α、IL-1β、內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子大量表達(dá)，腦部炎癥反應(yīng)十分明顯。補(bǔ)體 可通過多種途徑導(dǎo)致腦損害多巴胺 多巴胺及其代謝產(chǎn)物均具有神經(jīng)損傷作用,,腦缺血再灌注損傷是一個復(fù)雜的病理過程,包括缺血期的原發(fā)性損傷和再灌注期的繼發(fā)性損傷,其始動

19、因素是腦組織缺血缺氧,但再灌注后所造成的損傷不僅于此,更與自由基損傷、細(xì)胞內(nèi)Ca2 + 超載、白細(xì)胞積聚、炎性細(xì)胞因子的損傷、興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性作用、缺血區(qū)的代謝障礙以及水電解質(zhì)紊亂、基因表達(dá)異常等因素有關(guān)。而且,這些因素或環(huán)節(jié)互為因果或相互影響,最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞損傷、凋亡、壞死及腦水腫。其中,自由基連鎖反應(yīng)是腦缺血再灌注損傷的核心環(huán)節(jié),而鈣超載則可能是導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的最后通路。,腦缺血再灌注損傷的治療研究,目前臨床應(yīng)用的藥物種類繁

20、多，但療效并不令人滿意。主要治療策略有以下幾種：,抗炎癥治療 自由基清除劑 興奮性氨基酸受體拮抗劑 離子通道阻斷劑 選擇性腦血管擴(kuò)張藥,五、 腦保護(hù)劑,六、基因治療,,二、抗凝治療三、抗血小板藥,四、降低腦水腫和顱內(nèi)壓藥,一、溶栓,,急性期的治療首先應(yīng)盡早恢復(fù)缺血區(qū)的血液供應(yīng)，使腦血流達(dá)到缺血閾值以上，阻止缺血性損害的發(fā)展。改善缺血區(qū)的血供

21、可以保護(hù)缺血半暗帶，使梗死區(qū)不致擴(kuò)大，以利于神經(jīng)功能的代償和康復(fù)。,,早期溶栓治療仍受到臨床關(guān)注，它是疏通血管、縮小梗死灶、減輕腦水腫最有效的治療方法之一，溶栓治療重要的一點是嚴(yán)格掌握好治療時間窗（發(fā)病6小時以內(nèi)），嚴(yán)格掌握好適應(yīng)證，即CT片上無低密度灶和出血灶患者、無出血傾向、無手術(shù)、抗凝和血凝異常的病史。,,目前臨床使用的溶栓藥物有以下幾種：鏈激酶（SK）、尿激酶（UK）、組織型纖溶酶原激活劑（t—PA）和重組組織型纖溶酶原激活物（

22、rt—PA）、甲氧苯甲?；w維蛋白溶酶原--鏈激酶激活劑復(fù)合物（APSAC）、重組單鏈尿激酶型纖溶酶原激活物（rscu—PA）。,鏈激酶是ß溶血性鏈球菌產(chǎn)生的一種酶，分子量45000-48000，半衰期30分鐘，不增加激活纖溶酶原，首先與纖溶酶原結(jié)合形成復(fù)合物，再激活纖溶酶原。特點：引起短暫高纖溶酶血癥，耗竭血中a2抗纖溶酶對血塊選擇性差，易引起出血對人體有抗原性目前國內(nèi)外已少用,鏈激酶（SK）,1951年由W

23、iuiams發(fā)現(xiàn)由人尿或人腎培養(yǎng)物制得的一種絲氨酸蛋白酶，由二條多肽鏈組成，對纖維蛋白原為非選擇性，可直接活化纖維蛋白溶解酶原，使纖溶原中的精氨酸560-頡氨酸561的肽鍵斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)槔w溶酶，產(chǎn)生纖溶作用。半衰期16分鐘,,尿激酶（Urokinase,UK）,是一種單鏈絲氨酸蛋白酶，又稱前尿激酶（pro-UK)分子量：３1000道爾頓正常存在人尿液和血液中，現(xiàn)可用基因重組技術(shù)產(chǎn)生．特點：溶栓活性較強(qiáng)對纖維蛋白有特異親和力，能

24、在局部有效地使纖溶酶原轉(zhuǎn)化為纖溶酶，溶解纖維蛋白．較少產(chǎn)生纖溶狀態(tài)． 無抗原性，價格昂貴,單鏈尿激酶型纖溶酶原激活劑--scu-PA（沙蘆普酶）,組織型纖溶酶原激活劑(t-PA),對血液循環(huán)中纖維蛋白原的降解作用弱，與血栓上的纖維蛋白結(jié)合力較強(qiáng)，對血栓的纖溶活性強(qiáng)，出血副反應(yīng)較少。臨床應(yīng)用的是通過重組技術(shù)生產(chǎn)的rt-PA,即阿替普酶（Alteplase),,,對于急性缺血性梗死發(fā)病3小時內(nèi)， 無溶栓禁忌癥者， 推薦靜脈內(nèi)使用rt-P

25、A（A級推薦）或UK。rt-PA 0.9mg/Kg（最大用量90 mg），UK100-150萬IU。10%靜脈推注>1分鐘，其余靜脈點滴=1小時。治療后，前24小時內(nèi)不得使用抗凝藥或阿斯匹林。24小時后CT顯示無出血，可行抗血小板和/或抗凝治療。梗死發(fā)作后3-6小時，不推薦常規(guī)rt-PA、UK靜脈給藥，若應(yīng)用可在特殊影象（PWI、DWI）指導(dǎo)下應(yīng)用。不推薦使用鏈激酶進(jìn)行靜脈溶栓治療,抗凝治療的效果，臨床仍有爭議，目前使用藥物有法

26、華令、低分子肝素鈉(LMWHS)、藻酸雙酯鈉（PSS）等，適應(yīng)于有心臟疾病或進(jìn)展性卒中患者，治療應(yīng)在大型醫(yī)院且在有經(jīng)驗的醫(yī)生指導(dǎo)下進(jìn)行。,抗凝治療,1、不推薦缺血性卒中后全部使用肝素、低分子肝素或肝素類物質(zhì)。（I 級證據(jù)）2、有些情況可以使用肝素，如房顫、其他有高危再栓塞危險的心源性病因、動脈夾層或高度狹窄。（IV 級證據(jù)）,肝 素,抗凝治療,抗血小板治療,1、不能進(jìn)行溶栓治療者，在排除腦出血性疾病的前提下，應(yīng)盡快給予阿斯匹林（30

27、0mg/d）（A級推薦），推薦劑量范圍（50～325mg）。靜脈溶栓24小時后，加用阿斯匹林、氯吡格雷、抵克力得。2、對于急性缺血性卒中，阿斯匹林是唯一經(jīng)過證實的抗血小板制劑。一旦腦梗死診斷明確，若不能rt-PA或肝素治療，應(yīng)盡快給予（缺血性卒中發(fā)生后48小時內(nèi)）。推薦使用阿斯匹林（50～325mg）， 持續(xù)至二級預(yù)防措施制定。可以減少早期再缺血的危險，而無早期出血并發(fā)癥的大危險，并可改善長期預(yù)后。3、阿斯匹林能增加rt-PA的出血

28、，并抑制rt-PA的溶栓效應(yīng)。盡管48小時內(nèi)服用阿斯匹林有一定的療效，但最好還是在rt-PA結(jié)束后再應(yīng)用。,1954年發(fā)現(xiàn)可延長出血時間1971年發(fā)現(xiàn)對PG合成有抑制作用 現(xiàn)廣泛用于血栓栓塞性疾病作用：抗血栓形成 改善受損血管內(nèi)皮功能，可明顯增加動粥患者血管對乙酰膽堿的擴(kuò)血管效應(yīng) 保護(hù)低密度脂蛋白免遭氧化,阿司匹林Asprin,神經(jīng)保護(hù)治療的目的在于減輕缺血后的細(xì)胞損傷，延遲細(xì)胞死亡，以爭取時間恢

29、復(fù)腦灌注，延長治療時間窗。神經(jīng)保護(hù)劑，目前正處在不同的研究，試驗階段，其種類繁多，現(xiàn)主要歸納為如下幾種：鈣結(jié)抗劑自由基清除劑興奮性氨基酸拮抗劑白細(xì)胞黏附抑制劑其他,神經(jīng)保護(hù)劑,,,鈣離子拮抗劑,主要是尼莫地平。該藥抑制鈣離子內(nèi)流至細(xì)胞內(nèi)，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免于死亡。劑量1-2mg，靜脈滴注每日一次，共10-14天，頭1-2天應(yīng)用時應(yīng)注意直立性低血壓的發(fā)生。,一種新型抗鈣藥藥理作用： 1.選擇性擴(kuò)張腦血管及冠脈血管 2.增

30、加腦血流量 3.改善腦組織對葡萄糖的利用率 4.減輕腦缺血后遲發(fā)性神經(jīng)細(xì)胞損傷作用機(jī)制： 通過抑制血管平滑肌收縮機(jī)制中的最后階段—肌球蛋白輕鏈磷酸化,法舒地爾（HA1077,AT-877)：,丁咯地爾（Buflomedil)藥代動力學(xué)： 口服后1.5-4小時達(dá)血藥峰值。生物利用度50-80%。24小時內(nèi)，80%藥物由尿排泄。清除半衰期2.3小時。 肝，腎疾病患者，老年人宜減少劑量。藥理作用：

31、 1）阻斷?腎上腺素能受體，使血管平滑肌舒張，改善供氧； 2）改善紅細(xì)胞變形性； 3）抑制血小板聚集。,北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)科曾用丁咯地爾（活腦靈）治療17例急性腦梗塞患者。全部經(jīng)頭顱CT或MRI證實，除外腦出血。 用法：丁咯地爾100mg~200mg(2~4支)，加鹽水或5%葡萄糖500ml靜滴，每日一次，共4天。14天為一療程。治療前后評定神經(jīng)功能缺損分值。 結(jié)果：治療一周后，神經(jīng)功能缺損評分較治療

32、前平均提高3.5分，二周后平均提高7分，尤其是中度缺損的患者平均提高8分，治療中未見毒副反應(yīng)。 認(rèn)為丁咯地爾起效較快，療效肯定，作用溫和，又無毒副反應(yīng)，值得推廣應(yīng)用。,,,,自由基清除劑,自由基清除劑： 由于缺血后再灌注，細(xì)胞脂質(zhì)過氧化增強(qiáng)，產(chǎn)生大量氧自由基，加重了神經(jīng)元的進(jìn)一步損害。故臨床上常使用自由基清除劑進(jìn)行治療，常用的有維生素E、維生素C、糖皮質(zhì)激素、松果體激素、雌激素、鐵絡(luò)合劑、依達(dá)拉奉、U—101033E、依布硒林

33、，超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽氧化酶（GSH—PX）等。,,生育粉，SOD, PEG-SOD,Tirilazad 等均可減輕缺血，特別是再灌注后的腦損傷。PEG-SOD 易通過血腦屏障，半衰期長，比其他自由基清除劑具有更好的腦保護(hù)作用。創(chuàng)傷后4小時內(nèi)使用，可明顯改善嚴(yán)重腦外傷病人的預(yù)后。,,,去鐵胺（Deferoxamine）是目前認(rèn)為生成自由基的重要鐵離子介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的強(qiáng)力抑制劑，但尚未應(yīng)用于臨床。金納多（Ginat

34、on）是銀杏葉提取物，含銀杏黃酮（24%）和萜類（6%），有清除自由基作用。美國觀察600例治療一年的Alzheimer癡呆患者，用量40~80mg，每日三次，療效雖弱但肯定，不過未用于缺血性腦血管病。,,,興奮性氨基酸（EAA）拮抗劑,EAA 受體有多個亞型： 離子型（ionotropic）：NMDA、AMPA、KA受體 非離子型：代謝型 （metabotropic） L-AP4受體

35、NMDA受體 三部分組成，Glu結(jié)合部位，離子通道和調(diào)控部位。NMDA受體拮抗劑按其作用方式和部位的不同可分為：非竟?fàn)幮赞卓箘┖途範(fàn)幮赞卓箘?NMDA受體上有甘氨酸、多胺結(jié)合位點。,興奮性氨基酸（EAA）拮抗劑,1.NMDA受體阻斷藥： 競爭性NMDA受體拮抗劑：Selfotel（CGS—19755） 非競爭性NMDA受體拮抗劑：MK801、地佐西平、Cerestat等2.甘氨酸位點拮抗劑：Gavestinel

36、（GV150526A）3.AMPA受體阻斷藥：YM90K、LY-293558、LY-300169等4.谷氨酸釋放抑制劑：苯妥英鈉、拉莫三嗪等。5.GABA 受體激動劑： muscimol,,,,MK-801：是此類中與離子親合性最高的一個。體外實驗親合常數(shù)為1nmol--10nmol/L.是最先通過iv 0.1mg/kg MK-801可減少缺血引起的壞死體積達(dá)32%, 25umol-50umol/L可明顯減少在培養(yǎng)的大鼠海馬腦

37、片上低氧引起的暴發(fā)性癲癇波；腹腔給予MK-801 3mg/kg 可顯著減少用吡啶硫胺引起的維生素B1缺乏對大鼠丘腦，乳頭體和室周區(qū)造成的急性病理損傷。臨床試驗因可引起精神不良反應(yīng)而限制其使用。,苯環(huán)利定（phencyclidine,PCP）,,PCP是非竟?fàn)幮訬MDA受體拮抗劑的原型藥，是一個傳統(tǒng)的麻醉劑，雖然能使大鼠局部腦缺血引起的梗死體積大為減少，并能減輕全腦缺血引起的大腦皮層神經(jīng)元壞死。但因可引起較強(qiáng)的精神分裂癥，所以無臨床治

38、療價值。,二甲金金剛胺,低親合性NMDA受體通道阻斷劑，PCP的胺類衍生物苯基環(huán)己胺類這類拮抗劑因其毒性降低，成為較有希望的治療劑。 鎂離子（Mg2+）：以電壓依賴性方式阻斷NMDA受體的離子通道，細(xì)胞外Mg ++ 表現(xiàn)為非竟?fàn)幮訬MDA拮抗劑。MgCL2和MgSO4在中腦血管栓塞和全腦缺血模型上都顯示了神經(jīng)保護(hù)作用。,2 非NMDA受體（又稱AMPA/KA受體）拮抗劑,,這類受體復(fù)合體含有一門控性的鈉和鉀通道，也可直接觸發(fā)某些

39、神經(jīng)原上的鈣內(nèi)流。因而加劇這些神經(jīng)原在缺血后的死亡。因此此類拮抗劑發(fā)展很快。NBQX腹腔注射，可使大鼠全腦缺血所致海馬CA1區(qū)細(xì)胞壞死率由83%降致14%，靜脈注射對大腦皮層，紋狀體和海馬CA3區(qū)神經(jīng)原有明顯保護(hù)作用，而對CA1區(qū)無作用。靜脈注射還能減輕局部腦缺血后對大腦皮層的損傷和減少ATP的耗竭。 NBQX的治療時間窗較短，在缺血二小時后給藥則無神經(jīng)保護(hù)作用。,,非NMDA受體拮抗劑也存在一些嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如產(chǎn)生劑量依賴性的呼吸

40、抑制，低血壓，增強(qiáng)麻醉效應(yīng)，共濟(jì)失調(diào)及腎毒性等。,,3.甘氨酸拮抗劑：,ACEA-1021和GV150526對腦缺血有保護(hù)作用，縮小梗死面積。NMDA受體上有甘氨酸結(jié)合位點。甘氨酸與該位點結(jié)合能增強(qiáng)NMDA受體介導(dǎo)的反應(yīng)。ACEA有腎臟毒性， GV150526不良反應(yīng)少。,是當(dāng)前研究的一種新的嘗試與動向。由于GLU是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，當(dāng)其釋放被完全抑制時，可產(chǎn)生神經(jīng)精神不良反應(yīng)。有效的藥物應(yīng)該是保持一定量的釋放以維持正常功能，僅防

41、止EAA過度釋放而產(chǎn)生的毒性作用,4.EAA釋放抑制劑,(1).突觸前Glu的釋放抑制劑：,突觸前電壓敏感性Na+通道阻斷劑:如Lamotrigine（拉莫三嗪）及其衍生物Bw1003C87，Bw619C89,還有苯妥英鈉，卡馬西平，利多氟嗪,,(2) 腺苷受體激動劑（或腺苷轉(zhuǎn)運抑制劑）：,如HWA285,GP668等。腺苷是一內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)劑，通過激動突觸前A1受體---抑制突觸前由鈣介導(dǎo)的Glu釋放，并通過增加K+的通透性促進(jìn)突觸

42、后膜的超極化，使EAA釋放減少。同時激動突觸后膜A1 受體，細(xì)胞膜穩(wěn)定而減少EAA釋放，并可激動突觸后膜A2 受體，使微血管擴(kuò)張，血流量增加，同時可抑制血小板，中性粒細(xì)胞的聚集.在腦缺血后給予HWA285可減輕對神經(jīng)元的損傷，并改善代謝，它能抑制腺苷的轉(zhuǎn)運，還能抑制自由基的生成，刺激神經(jīng)生長因子并抑制cAMP磷酸二酯酶的活性。這些對神經(jīng)保護(hù)作用都是很重要的。,k阿片受體激動劑C1977也可抑制Glu的釋放。5-HT可通過激動5-H

43、T1A受體而減少內(nèi)源性EAA的釋放,5. GABA受體激動劑,,阻斷由谷氨酸釋放引起的Ca++內(nèi)流，對神經(jīng)元缺血性損傷有保護(hù)作用單獨應(yīng)用GABA-A受體激動劑muscimol或與MK-801合用均能縮小梗死體積，減少認(rèn)識功能的損傷，GABA-A受體拮抗劑則可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞損傷。Ziconotide 通過抑制Glu釋放對局部腦缺血有保護(hù)作用，已進(jìn)入III期臨床實驗。,,一氧化氮合酶（NOS）抑制劑：7-硝基吲唑,是一種選擇性神經(jīng)元性一氧

44、化氮合酶（nNOS）抑制劑，在體內(nèi)對另外兩種NOS亞型（eNOS和iNOS）作用較弱。能特異性阻止神經(jīng)元NO而不影響血管舒張。其主要作用于NOS的血紅素和四氫葉酸結(jié)合部位。治療腦缺血的主要機(jī)制是通過抑制nNOS，因為nNOS合成過多NO時產(chǎn)生神經(jīng)毒性，造成腦缺血損傷加重，用nNOS基因敲除的動物實驗證明了該機(jī)制.,,,抗 炎 藥,腦缺血數(shù)小時，多形核白細(xì)胞聚集，阻塞微小血管，緊接著，單核巨嗜細(xì)胞浸潤，與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用，產(chǎn)生自由基，蛋

45、白水解酶，細(xì)胞因子和血小板激活等，引起組織損傷。細(xì)胞因子TNF,IL-1,IL-6,IL-8等在缺血后炎癥的發(fā)生，發(fā)展過程中起重要作用。,1 神經(jīng)因子神經(jīng)細(xì)胞生長因子（NGF) 腦衍生神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)轉(zhuǎn)化生長因子(TGFß1)胰島素樣因子(IGF)2凋亡抑制劑 caspase抑制劑3關(guān)于腦血管疾病的基因治療基因替代（gene replacement)基因修正 (gene corrction)基因

46、增加 (gene augmentation)基因抑制 或基因失活 (gene constrain or gene inactivation),正在研究中的藥物,腦缺血預(yù)處理（cerebral ischemic preconditioning）,腦缺血預(yù)處理現(xiàn)象,1986年Murry等首次在犬的缺血再灌注實驗?zāi)Ｐ椭邪l(fā)現(xiàn)幾次短暫的心肌缺血-再灌注能保護(hù)長時間冠脈阻塞所致的心肌損害。并把這種現(xiàn)象稱為缺血預(yù)處理。1990年Kitaga

47、wa等在沙土鼠腦缺血的實驗研究中觀察到短暫性腦缺血預(yù)處理具有神經(jīng)保護(hù)作用。,腦缺血耐受的產(chǎn)生機(jī)制,興奮性氨基酸將離體小腦顆粒細(xì)胞先置于含N - 甲基- D - 天門冬氨酸(NMDA)亞致死濃度中, 可降低對隨后的致死濃度的谷氨酸的易感性, 這樣的耐受被NMDA 拮抗劑和RNA 及蛋白合成抑制劑所阻滯。在沙土鼠全腦缺血模型上IP 的保護(hù)效果被NMDA 受體拮抗劑MK - 801抑制 。在沙土鼠大腦中動脈夾閉期間同側(cè)海馬的細(xì)胞外谷氨酸

48、濃度升高, 這些海馬神經(jīng)元對后續(xù)的全腦缺血有耐受力, 而且, NMDA 受體阻滯劑MK- 801 , 阻滯了耐受誘導(dǎo)。在低氧預(yù)處理中, 也存在類似情況。,腺苷,缺血誘導(dǎo)腺苷釋放, 激活A(yù)1 受體導(dǎo)致KATP 通道開放, 腺苷能抑制缺血誘導(dǎo)的EAA釋放, 降低細(xì)胞膜Ca2 + 通透性, 擴(kuò)張腦血管, 降低中性粒細(xì)胞的活動功能和抑制血小板凝集, 減緩能量消耗, 是一種內(nèi)源性保護(hù)劑。腺苷的這種作用是通過特異性腺苷受體調(diào)節(jié)的。在全腦缺血模型上

49、, 給予腺苷A1 受體激動劑, 模擬IP 效應(yīng); 而使用腺苷A1受體拮抗劑則可消除IP 的保護(hù)作用。Plamondon等研究顯示腦IP 產(chǎn)生IT 與腺苷A1 受體活化進(jìn)一步導(dǎo)致KATP 通道的開放有關(guān) 。,新基因產(chǎn)物,誘導(dǎo)IT 所需的時間(24 至48 小時) 及IT 持續(xù)的時間(5 至7 天) 提示新的蛋白質(zhì)合成, 蛋白合成抑制劑放線菌酮消除腦IP 的腦保護(hù)作用,支持新的蛋白質(zhì)合成在誘導(dǎo)IT 中起的作用。腦缺血會抑制蛋白質(zhì)合成,

50、IP 后某些神經(jīng)保護(hù)性基因及其蛋白產(chǎn)物表達(dá)增加, 如IL - 1 受體拮抗劑的mRNA 和蛋白表達(dá)IP 后均升高, P53 及其靶基因PAG608/ Wig - 1、P21 WAF1/ Cip1 IPC 后蛋白產(chǎn)物均升高。一些抗氧化酶如超氧化物歧化酶和過氧化物酶在低氧預(yù)處理后的腦中表達(dá)增強(qiáng) ,這些誘導(dǎo)的自由基消除劑使腦對氧化應(yīng)激更有抵抗力。與腦缺血后幾乎整個蛋白質(zhì)合成被抑制相反,IT 也許與IP后誘導(dǎo)出小部分對細(xì)胞的生存必不可少的蛋

51、白質(zhì)有關(guān)聯(lián)。,熱休克蛋白,熱休克蛋白(HSPs)在腦缺血后能誘導(dǎo)產(chǎn)生。HSPs一直被認(rèn)為能通過與變性蛋白結(jié)合，使變性損傷的蛋白質(zhì)迅速的處理和恢復(fù)，起著分子伴侶的作用。在全腦缺血模型上，HSPs蛋白的表達(dá)按細(xì)胞對缺血的敏感性依次出現(xiàn)，先是CA1錐體細(xì)胞接著是CA3、大腦皮層和紋狀體，最后是相對有抵抗力的齒狀回顆粒細(xì)胞。HSPs主要是HSP70在有耐受力的腦內(nèi)持續(xù)上調(diào)，其表達(dá)模式與IT 的反應(yīng)形式及時間窗口的特征相一致 。在局灶腦缺血模

52、型上，短暫的腦缺血后1~5天，HSPs在有耐受力的大腦皮層上表達(dá)，7~14天后降低直到消失。,炎性細(xì)胞因子,已有大量證據(jù)表明, 缺血性腦損傷后不久即有炎性細(xì)胞因子、趨化因子和內(nèi)皮- 白細(xì)胞粘附分子增高。炎性細(xì)胞因子對中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)、神經(jīng)保護(hù)及神經(jīng)毒性雙重作用,其作用依濃度不同而異。正常神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)低濃度的IL - 1、IL - 6 和TNF , 有中樞免疫介導(dǎo)、神經(jīng)修復(fù)等生理作用, 而急性重癥應(yīng)激狀態(tài)下高濃度的炎性細(xì)胞因子

53、則可能參與了神經(jīng)損傷。,凋亡相關(guān)基因,Bcl-2Bcl-2的表達(dá)與缺血的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，大鼠腦缺血2min可使海馬bcl-2表達(dá)明顯升高，同時增強(qiáng)神經(jīng)元對再次缺血（5min）的耐受性；通過反義s-寡脫氧核糖核苷酸抑制bcl-2蛋白的表達(dá)可加重大鼠腦缺血后神經(jīng)元的死亡。腦內(nèi)bcl-2基因過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因鼠，其局灶性缺血的梗死面積較非轉(zhuǎn)基因鼠的小50%。以上研究均證實，bcl-2的表達(dá)是機(jī)體內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)機(jī)制之一。,,c-fos正常情

54、況下, c-fos基因在神經(jīng)元僅呈極低水平表達(dá)，腦缺血和再灌注誘導(dǎo)c-fos 快速而短暫的表達(dá)。Belayer 等研究顯示, 單側(cè)IP 可誘導(dǎo)大鼠雙側(cè)海馬CA1區(qū)神經(jīng)元缺血耐受, 且早期雙側(cè)c-fos mRNA 表達(dá)的誘發(fā)先于IT的產(chǎn)生, c-fos相繼引起一些重要的可促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)的靶基因的表達(dá)。IP后再行PMCAO的大鼠, 腦梗死后c-fos和zif268較單純行PMCAO者低, 提示IP誘生的c-fos可抑制PMCAO后c-fos

55、的過度表達(dá)。,,P53p53在細(xì)胞凋亡連鎖反應(yīng)中起重要作用, 腦缺血時p53在神經(jīng)元嚴(yán)重受損部位表達(dá)。大鼠亞致死性缺血(雙側(cè)頸總動脈阻塞加低血壓3min) 和致死性缺血(10min) 可使海馬CA1區(qū)p53和靶基因p21 (WAF1/ Cip1) 、PAG608/ Wig - 1 mRNA表達(dá)增高, 若在IP 3min 后48h 再次給予缺血10min 則增高不明顯, CA1區(qū)神經(jīng)元P53、PAG608/ Wig - 1 蛋白也較少

56、。提示p53 及其反應(yīng)基因p21和PAG608/Wig - 1 在腦缺血性損傷時被誘導(dǎo)活化, IP使這種作用減弱或消除。,,盡管腦的IP機(jī)制尚未明確，但CIP后對腦缺血的保護(hù)效應(yīng)已屬公認(rèn)。隨著對腦自身抗損傷耐受能力的研究深入，腦藥物性預(yù)處理的研究也在逐漸增多。目前研究表明腺苷A1受體激動劑預(yù)處理可以起到較好的腦保護(hù)效果。另外KATP通道開放劑可誘導(dǎo)出腦缺血耐受效應(yīng)。其他藥物預(yù)處理劑還有神經(jīng)營養(yǎng)因子類制劑、抗氧化劑、細(xì)胞間粘附分子單

57、克隆抗體、重組腫瘤壞死因子α等。,腦缺血再灌注模型方法與評價,78,整體動物研究方法,根據(jù)腦缺血的臨床表現(xiàn)，建立腦缺血動物實驗?zāi)Ｐ?，用于觀察藥物對腦缺血的影響正常動物模型（測定藥物作用，如：腦血流量的變化，運動狀態(tài)的影響，基本生理功能的影響，作用機(jī)理的探討等）實驗動物病理模型（腦缺血動物模型）其他(轉(zhuǎn)基因或基因敲除模型等),79,整體動物腦缺血實驗?zāi)Ｐ?1.整體動物腦缺血模型的制備要求實現(xiàn)腦缺血與臨床病因相近或相同可操作

58、，易實現(xiàn)具有明確的檢測指標(biāo)易于觀察藥物作用,80,整體動物腦缺血實驗?zāi)Ｐ?1.全腦完全缺血實驗方法（1）蒙古沙土鼠頸動脈阻斷的腦缺血模型 蒙古沙土鼠(Meriones unguiculatus) 缺少前交通支和后交通支動脈，導(dǎo)致 Willis 環(huán)的不完全，夾閉雙側(cè)頸總動脈可引起蒙古沙土鼠大腦兩半球的缺血，海馬對缺血缺氧尤為敏感，通常缺血5min，然后再灌注，即可產(chǎn)生遲發(fā)性海馬CA1錐體神經(jīng)元損傷或死亡.這一病理模型可

59、以較好的模擬人腦血液循環(huán)障礙。 本法的優(yōu)點是方法簡便，以至應(yīng)用較廣。其缺點是易誘發(fā)癲癇，在實驗室要剔除驚厥動物。本模型主要研究病理機(jī)制及藥物對其影響。,模型制備,蒙古沙土鼠， ♀♂不拘，體重50～70g，1％戊巴比妥鈉（40mg.kg-1，ip）麻醉。游離雙測頸總動脈，應(yīng)用無創(chuàng)微動脈夾分別夾閉雙測頸總動脈3，5min后松開動脈恢復(fù)腦血流灌注。同時監(jiān)測腦電圖，將1min內(nèi)腦電圖未成等電位的沙土鼠從實驗中剔除。整個實驗過程中將

60、動物置于流動空氣浴箱中，維持動物鼓膜溫度在（37±0.3）℃。,81,82,（2）大鼠缺氧耐受實驗,腦的電活動依賴于持續(xù)的能量供應(yīng)，吸入氮氣可以導(dǎo)致實驗動物的缺氧。明顯的缺氧可以降低腦代謝，引起腦電活動的抑制。這一實驗主要通過觀察對缺氧的耐受和腦電圖（EEG〕的恢復(fù)這兩個指標(biāo)，研究化合物抗腦缺血引起腦電抑制的作用。操作步驟 雄性SD或中風(fēng)傾向大鼠，i.p.環(huán)己巴比妥鈉麻醉。硬腦膜外植入 2 電極記錄腦電圖（E

61、EG），參考電極置于頭頂前額骨。在腹腔注射待測化合物后，將動物置于缺氧室中，以Hellige 記錄儀記錄 EEG 和 ECG。通過吸入氮氣(1200 l/h)造成低氧狀態(tài)。當(dāng) EEG呈等電位時, 停止吸入氮氣而讓動物吸入空氣，持續(xù)記錄直至 EEG 恢復(fù)。,83,（3）小鼠缺氧耐受實驗,A、小鼠斷頭法。 由于缺氧引起呼吸動作存在，這種呼吸動作的持續(xù)時間可以間接反映腦能量儲存和腦缺氧能力。B、亞硝酸鈉法。 靜脈注射

62、亞硝酸鈉溶液，導(dǎo)致血液中氧耗竭，而引起動物死亡，單位體重亞硝酸鈉致死量可以反映動物的耐缺氧能力。C、窒息法。 觀察小鼠密閉狀態(tài)下，窒息致死需要的時間。,84,（4）大鼠四動脈結(jié)扎法,結(jié)扎大鼠雙側(cè)頸總動脈，雙側(cè)錐動脈，造成大鼠全腦缺血。主要表現(xiàn)為前腦缺血。操作步驟 雄性SD或westar大鼠，在麻醉下，分離雙測頸總動脈并置套扣待用，然后將動物固定在立體定位儀的耳桿上，將頭向下30度，尾部用橡皮帶綁扎，給以一定拉力

63、，使動物頸部脊髓伸展，使椎板處于水平位置，這樣更便于觀察和電凝翼狀孔下的椎動脈。分離椎旁肌，暴露第一頸椎的翼狀孔，用單極燒灼針垂直插入并電凝。24h后動物在清醒狀態(tài)下，操縱套扣，夾閉雙側(cè)頸總動脈形成全腦缺血，一定時間后放開夾子使腦血流再灌。,85,（4） 大鼠四血管阻斷前腦缺血模型,四動脈阻斷后約3/4大鼠翻正反射消失，2～3min內(nèi)EEG成等電位，直到再灌后才恢復(fù)。只有這樣的動物才被認(rèn)為使全腦缺血。該動物仍有自主呼吸及角膜反射，說明腦

64、干無明顯缺血。缺血10min、20min或30min的大鼠驚厥比例分別為0％、8％和20％（在24h內(nèi)），或40％（72h內(nèi)）。為便于分析結(jié)果，一般將發(fā)生驚厥的動物剔除。,86,本法優(yōu)點：①簡便易掌握；②可在清醒狀態(tài)下應(yīng)用；③可產(chǎn)生嚴(yán)重的前腦缺血并可進(jìn)行重灌注實驗。其缺點為：①成功率較低，一般在50％左右；②由于椎動脈與脊髓前動脈間可能有交通支，所以少數(shù)動物缺血深度不夠；③可能由于急性腦干缺血，少數(shù)動物在腦缺血后驟然死亡

65、；④個體差異大，模型穩(wěn)定性差。,87,3.全腦部分缺血實驗方法,（1）大鼠前腦缺血 Smith 等 (1984)描述了通過暫時阻斷大鼠雙側(cè)頸總動脈和通過放血使血壓降至 40 mm Hg，造成前腦缺血的模型。操作步驟夾閉雙側(cè)頸總動脈并放血至血壓為40mmHg，造成前腦缺血。缺血10 min 開放頸總動脈，輸注代血漿迅速恢復(fù)血壓至正常。 （2）小鼠頸動脈結(jié)扎法夾閉雙側(cè)頸總動脈，造成前腦缺血。缺血10 min 開放頸總動

66、脈。,88,4.局灶性腦缺血動物模型,（1）大鼠大腦中動脈阻斷（MCAO） 大鼠大腦中動脈 (MCA) 阻斷模型廣泛用于評價多種化合物在腦缺血過程中的神經(jīng)保護(hù)作用。 A. 化學(xué)梗塞法 B. 電燒灼法 C. 插線法,89,4.局灶性腦缺血動物模型,1.post.comm.a. 9.Basilar a. 2.Su

67、p. Cerebellar.a. 10.Lingual a.3.Mastoid Bulla 11.Ext. max. a. 4.Pterygopal. a. 12.Sup. Thyr. a.5.Ant. Cerebral. a. 13.Occip. a. 6.Mid. Cerebral a. 14.Ext. carotid a.7.Post. C

68、erebral a. 15.Com. Carotid a.8.Int. carotid a.,Diagram of cerebrovascular anatony in rats,90,缺血部位對大鼠腦梗死發(fā)生率的影響,91,（2）光化學(xué)法引起的大鼠局灶性腦缺血模型,目的與原理在給大鼠注射染料 Rose Bengal之后，用光導(dǎo)纖維通過顱骨給予強(qiáng)的綠光照射，可導(dǎo)致大鼠局灶性腦缺血。可以采用多種指標(biāo)研究腦梗塞的情況，如梗