氫氣對膿毒癥小鼠腦損傷的保護作用及其相關(guān)機制.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)護病房內(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死亡率相對明顯提高[3]。此外，9～71％膿毒癥存活者伴有不同程度的認知功能障礙。因此，改善膿毒癥腦功能障礙對膿毒癥的治

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分子，具有明顯抗炎、抗氧化、抗凋亡及信號調(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)扎穿孔法誘導膿毒癥小鼠腦損傷，探討2%氫氣吸入對膿毒癥小鼠腦損傷的保護作用及其相關(guān)機制，為其臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　目的：觀察2%氫氣吸入對膿毒癥小鼠的的存活率和認知功能的影響，并探討其對膿

3、毒癥誘導的腦損傷的保護作用和相關(guān)機制。
　　方法：成年雄性ICR小鼠，重20～25 g，隨機數(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）誘導膿毒癥小鼠腦損傷。氫氣治療組小鼠在建模后1h和6h時分別吸入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 Y-迷宮、條件恐懼實驗

4、及Morris水迷宮檢測各組小鼠的短期工作記憶、長期恐懼記憶能力及學習和空間識別記憶能力。在建模后1h和6h時給予氫氣吸入，通過氫微電極分別檢測各組小鼠氫氣吸入后和停止氫氣吸入后不同時間點動脈血、靜脈血及腦組織氫氣濃度。于假手術(shù)或CLP后24 h時，通過尼氏染色和TUNEL染色觀察腦組織病理改變和神經(jīng)元凋亡情況；通過伊文氏藍法和腦組織含水量的測定觀察腦組織血腦屏障的通透性；通過 Elisa或比色法檢測血漿和海馬組織中 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Western Blot檢測總Nrf2、核Nrf2及HO-1的蛋白表達情況；通過免疫熒光染色觀察各組小鼠海馬組織中Nrf2的表達及核轉(zhuǎn)位情況；通過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。
　　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)和訓練階段，各組小鼠的僵直時間百分比無明顯差異（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間百分比（P<0.01）；在隱蔽站臺試驗中，氫氣明顯縮短膿毒癥小鼠的潛伏期（P<0.001），游泳速度無明顯差異（P﹥0.05）；在空間探索實驗中，氫氣顯著提高膿毒癥小鼠在目標象限的時間百分比和穿過站臺次數(shù)（P<0.001）。在假手術(shù)或CLP后1 h和6 h氫氣吸入后不同時間點，Sham+H2組和CLP+H2組的動

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間點，CLP組和 CLP+H2組動脈血氫氣濃度低于Sham+H2組（P<0.05）。于假手術(shù)后24 h時，Sham組和Sham+H2組小鼠海馬CA1區(qū)正常椎體神經(jīng)元數(shù)量無明顯差異，基本無神經(jīng)元凋亡。于CLP后24 h時，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，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表達增多，部分轉(zhuǎn)位至胞核中，HO-1表達和HO

9、-1陽性細胞數(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表達明顯增多，細胞核內(nèi)Nrf2明顯增多，HO-1表達和HO-1陽性細胞數(shù)均顯著增多（P<0.05）。Sham組和 Sham+H2組各項指標無明顯差異（P﹥0.05）。
　　結(jié)論：2