针刺对急性脑梗塞鼠微血管壁ATP酶的影响

杜元灏 翟 娜
摘要
选用大鼠经大脑中动脉阻断(MCAO),复制急性脑梗塞模型,采用酶组化法特异性的显示微血管壁ATP酶,观察其变化及针刺内关、水沟对其的影响。结果发现,MCAO后3,6,36小时缺血及梗塞区微血管壁上的ATP酶代谢严重障碍,酶大量脱失及耗竭,随着时间的延续,酶代谢逐渐改善,但活性较低,酶显示的微血管数目较少;而针刺组微血管壁上的ATP酶代谢较好,活性较高,酶显示的微血管数目较多,表明针刺可改善微血管内皮细胞的ATP酶代谢,保护血管内皮细胞钠钾跨膜转运动能,从而有效地减轻因缺血缺氧而导致的血管内皮细胞损伤,改善微血管的机能。
主题词脑梗塞/针灸疗法毛细血管/酶学腺苷三磷酸酶/代谢
急性脑血管闭塞后,脑微血管自律运动严重紊乱,出现高频低幅的无效振动,严重地影响着其血供区及时获得代偿血流,导致脑细胞酶代谢障碍,出现局灶性脑梗死。因此,当急性脑血管闭塞发生后,其支配区域微血管的功能状态是决定梗死面积大小及可逆脑细胞能否恢复功能的枢纽,这就是我们前期研究工作所提出的"微血管枢纽学说"。为了进一步揭示脑梗塞发生的微血管机制,本研究采用美国学者HerrmannH.J报道的镁离子激活法,特异性地显示血管内皮细胞基膜及质膜上的ATP酶,客观地揭示脑血管闭塞后血管内皮细胞的酶代谢及针刺效应。
1材料与方法
1.1动物分组与模型制作
Wistar大鼠55只,体重180~200g,雌雄各半,随机分为模型组、针刺组、去颈交感神经节组(简称去节组),假手术组及正常对照组,前3组各按3,6,36h分3个时相组,每组各5只;后2组各5只。
模型制作:采用热阻凝法阻断一侧大脑中动脉,造成脑梗塞模型。假手术组只开颅而不阻断MCA。
1.2处理方法
针刺组:针刺内关、水沟,先刺内关,用捻转提插相结合的方法持续操作1min;继刺水沟,行雀啄手法10次,两穴留针10min;内关接电针,以动物前肢微微抖动为度。
去颈交感神经节组:于MCAO后即刻摘除双侧颈交感神经节。
其余各组均不作治疗处理,而只是同样抓取。
1.3酶组化实验方法
参照Herrmann报道的镁离子激活法。所有动物按规定时相断头取脑,立即置入-20℃的恒冷箱切片机中速冻,将脑纵向平分3等份,取近嗅球块脑组织,切片厚度20μm,染色后封片,显微镜下观察,结果经计算机图像分析处理。
2结果
正常动物脑血管内皮细胞上ATP酶活性较高,镜下可见酶染色呈黑棕色,酶显示的微血管外形清晰,数目多布满整个视野。模型组3h时,脑血管内皮细胞上的ATP酶大量脱失,镜下所见酶染色呈浅棕色,酶显示的微血管数目极少,而且外形模糊不清;6h时,酶染色略有加深,显示的微血管数目略有增加;36h时酶染色呈棕色,酶显示的微血管有所增加。针刺组动物3h时,血管内皮细胞染色较深,呈棕色,酶显示的微血管较多,外形较清晰;随着时间的延续,6,36h内皮细胞酶染色呈棕色及深棕色,酶显示的微血管较多,外形清晰。各时相酶活性及其显示的微血管数目均与模型组有显著的差异(P<0.01)。
实验对去除颈交感神经节方法的效果进行了观察,结果表明该方法确能保护脑血管内皮细胞的ATP酶代谢,但其作用远不及针刺的作用。统计结果见表1。
3讨论
以往的镁离子激活法显示组织中各种细胞质膜及基膜上的钠钾依赖式ATP酶,不能特异的显示某一种细胞上的该酶,而我们选用的方法能特异的着色于血管内皮细胞的质膜和基膜上,其余种类的细胞质膜及基膜并不着色,如本实验中脑组织细胞呈白色,只有血管的外形显示,因此本方法是研究血管内皮细胞ATP酶代谢状况及反应微血管机能状态的良好手段。
ATP酶是组织细胞能够直接利用的唯一能量,被称为能的通用"货币",因此通过观察血管内皮细胞的ATP酶变化,可准确地反映内皮细胞的功能状态。血管内皮细胞膜内外的离子转运是一个耗能过程,本方法显示的酶系钠钾依赖式ATP酶,故其代谢状况可反映钠钾离子转运的功能。近年来,大量的研究都肯定了血管内皮细胞具有重要的功能,它不仅是微循环完成组织血氧等供给的基本保证,而且具有重要的分泌功能,如它可分泌内皮素,尤其当内皮细胞受到损伤性因素刺激时,大量释放而介导微血管的严重痉挛。因此,从血管内皮细胞的ATP酶代谢角度,探讨脑梗塞发生发展的微血管机制及针刺效应具有重要意义。
实验结果表明,脑血管急性闭塞后,血管内皮细胞的ATP酶代谢严重障碍,提示微血管内皮细胞遭到损伤,经膜钠钾离子转运紊乱,微血管机能状态障碍,而仅靠机体自身的代偿功能是远远不够的。针刺可有效地改善血管内皮细胞的ATP酶代谢,从而保护了内皮细胞的经膜钠钾离子转运,改善了微血管的机能状态。
封闭颈交感神经节治疗脑梗塞的方法早在50年代已经用于临床,近年仍有报道,这种方法的理论依据就是扩张脑血管,增加脑灌注。为了揭示针刺的作用机制,我们选择了去除颈交感神经节的方法作为对照。实验结果表明,该方法确有一定的保护内皮细胞ATP酶代谢作用,但是其效果远远不及针刺的效果,原因何在?
我们认为,针刺的作用是多方面的,绝不是简单的扩张微血管,如它在扩张微血管的同时可增强微血管的自律运动,增强心脏功能等,这正是封闭或去除颈交感神经节方法所无法达到的。
综上所述,针刺可有效地改善急性脑血管闭塞所导致的血管内皮细胞ATP酶代谢,减轻内皮细胞的损伤,从而改善了脑微血管的机能状态,使缺血区及梗塞区及时获得代偿血流,这无疑对于缩小梗塞面积和使可逆的脑细胞恢复功能具有十分重要的意义。同时也再次证明了我们前期研究工作中所提出的微血管枢纽学说的合理性。
4参考文献
1杜元灏,等.针刺治疗急性脑缺血的微血管机制研究Ⅰ.针刺研究,1998;23(4):275
2中国中医药学会博士学术委员会.博士论坛.北京科学技术出版社,1997:125~127
3HerrmannH.J.etal.MicrovesselResearch.Exp.Path,1997;(17):215
(修回日期:2000玻埃丢玻保常齐淑兰发稿)
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