茶多酚与ERK信号通路阻断剂改善心肺复苏后脑损伤的实验研究

来源 :广西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lene817
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背景和目的各种原因导致的心脏骤停(cardiac arrest,CA),均可造成全身脏器组织严重缺血缺氧,及时有效的实施心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation, CPR)恢复患者的自主循环(restoration of spontaneous circulation, R0SC)是挽救患者生命的必要救治手段。然而,CPR后出现的脑缺血再灌注损伤,是影响患者复苏后恢复的一大威胁,相关病理机制包括活性氧(Reactive oxygen species,R0S)损伤、兴奋性氨基酸中毒、钙超载和细胞凋亡等。在众多病理因素中,过量的R0S产生是引起脑缺血再灌注损伤的主要因素,故在CPR后如何减少R0S生成以减轻大脑的损伤已是临床急救医学领域目前研究的热点。降低R0S含量可减少复苏后脑损伤,一方面可对抗R0S导致的氧化应激损伤,另一方面也可抑制R0S作为生物信号,通过激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinascs,MAPK)信号通路,引起更多 R0S生成而导致的脑损伤。本课题组前期已研究证实,抗氧化剂茶多酚(tea polyphenols, TP)除了具有抗氧化作用外,也可通过影响MAPK信号通路发挥对脑组织的保护作用。复苏后R0S生成增多及C-jun氨基末端激酶(C-jun N-terminal kinase, JNK)信号通路的激活,对脑组织有明显的损伤作用,使用TP与JNK信号通路阻断剂后,能够降低ROS、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,减轻大鼠海马神经元的损伤,从而提高生存时间和远期生存率。本课题组在前期研究的基础上,从MAPK家族中的另一通路,即细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信号通路着手,探讨ERK信号通路断剂是否也能降低ROS、MDA含量,提高SOD活性,ERK信号通路阻断剂与TP合用是否能提升TP对脑组织的保护功能。方法R0SC后的Sprague Dawley (SD)大鼠168只,随机分为假手术组(sham operation, SH)、缺血再灌注组(ischemiareperfusion,IR)、TP 组、ERK信号通路断剂组(PD98059, PD)、TP+PD组。除SH组外,其余各组均经食道交流电刺激心室建立CA模型,心脏骤停5分钟后行心肺复苏。造模成功后的大鼠随机经股静脉给予TP (10mg/kg)、PD (0. 3mg/kg)、TP+PD,IR组则给予同等剂量生理盐水。自主循环恢复后在12h、24h、48h、72h这四个时间点进行神经功能评分,并检测脑组织R0S和MDA含量及SOD活性,以72h为终点观察生存时间及生存率。结果1.生存时间SH组均能存活至生存时间的观察终点72h;与IR组比较,TP、PD、TP+PD组生存时间明显延长(26.38±25.40 vs 52.08±14.34,52.25±19.09, 60. 08±19.60,P<0.01),其中TP+PD组生存时间最长,明显长于IR组,但TP、PD、TP+PD三组间比较无统计学意义(P>0.05)。2.累积生存率SH组大鼠存活至72h的累积生存率均为100%。与IR组比较,TP组和PD组在12和24h的累积生存率明显升高(P<0.05),但48h和72h无统计学意义(P>0.05);与IR组比较,TP+PD组在12h, 24h, 48h和72h的累积生存率明显升高(P<0.05);在72h时,TP+PD组累积生存率明显高于TP组(P<0.05),但PD和TP+PD组之间比较无统计学意义(P>0.05。3.神经功能评分SH组大鼠在12h、24h、48h、72h神经功能评分均为满分80分。与IR组比较,TP、PD、TP+PD组在12h时(48.77±6.74vs 59.09±7.20, 62.23±3.00, 63. 08±3.57,P<0.05)、24h (54.86±2.81vs 65.60±2.69, 67.35±4.17, 68.46±3. 54,P<0.05)、48h (59.25±4.54vs 70.99±2.07, 71.65±2.35, 72.65±2.36,P<0.05)神经功能评分均升高,其中TP+PD组神经功能评分最高,但TP、PD和TP+PD组三组间神经功能评分无明显差异(P>0.05)。4. R0S含量与SH组相比,IR组在12h、24h、48、72h ROS含量均明显升高(421.49±32.40vs767.80±13. 41,413.57±37.46vs822.56±44.83,415.33±18.54 vs721.17±34.27, 390. 95±35.73 vs615.67士24.58,P<0.01);与IR组比较,TP组、PD组、TP+PD组分别在各时间点ROS含量降低(767.80±13.41 vs 582.17±13.41, 371.70±10.30,367.87±16. 20; 822. 56±44. 83vs648. 74±56. 23, 387. 80±33. 50, 384. 78±68. 42;721. 17±34.27vs534.07±57.44, 383.31±22.18, 364.19±35.48; 615.67±24.58vs458.72±54.90, 375.85±39.00,360.91 ±21.88,P<0.05或P<001)。TP组在各时间点R0S含量均高于PD组、TP+PD组(P<0.05);PD组和TP+PD组两组间比较无差异(p>0.05);除SH组外,IR组、TP组、PD组和TP+PD组在各时间点的R0S均在24h达到高峰。5. MDA含量与SH组相比,IR组在12h、24h、48、72h的MDA含量均明显升高(4.67±0.66vs7.47±6.01, 4. 50±0. 60vs8.38±0.75,4. 90±1.03vs10.19±0.70,4.80±0.66vs7.50±7.29,P<0.05);与 IR 组相比,TP、PD、TP+PD 组在各时间点 MDA 含量降低(7.47±6. 01vs5.15±0. 75,5.82±0.80,6.13±1.10;8.38±0.75vs5.56±1.10,9.16±0.63,8.68±1.01;10.19±0.70vs6.41±0.81,5.19±0.62,5.28±0.46;7.50±7.29 vs5. 34±6.22, 5. 03±0. 71, 5.22±0.61,P<0.5。在 24h 时 PD、TP+PD组MDA含量高于TP,但在48h时PD、TP+PD组MDA含量低于TP。6. SOD活性与SH组相比,IR组各时间点SOD活性均明显下降(120.67±8.96vs75. 16±4.85,122.55±9.49vs61.65±8.56, 117.08士12.10vs54.13±5.81,118.40±10.50 vs60.67±7.17,P<0.05);与 IR组相比,TP、PD、TP+PD 组而 S0D 活力升高(75. 16±4.85vsl01.28±8.55,97.33+7.02,92.78±8.74;61.65±8.56vs91.41+11.13,70.60±8.47,79.39±8.24; 54. 13±5. 81vs82.71±7.56, 84. 16±6. 75, 87.16±6.75;60.67±7.17vs93. 30±7. 61,83.24±7.03, 91. 36±12.83, P<0.05)。在24h时PD、TP+PD组SOD活力低于TP组,但在48h时PD、TP+PD组SOD活力高于TP组。7.在复苏后24h时观察脑组织损伤情况,行大鼠脑组织HE染色,损伤的海马区椎体细胞会出现肿胀变形,胞核固缩深染,排列紊乱。与IR组相比,TP、PD和TP+PD组脑组织损伤减轻。结论TP和ERK信号通路阻断剂PD均可通过降低大鼠CPR后脑组织ROS、MDA含量,增加SOD活性,减轻大鼠海马神经元的损伤,改善神经功能,延长CPR后大鼠生存时间及生存率,TP与PD合用后能提高TP对脑组织的保护作用。
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