21-氨基類固醇類藥物U-74389G對創傷性腦水腫的影響

　　第二軍醫大學學報1999年第20卷第8期

　　陳世文　盧亦成　楊中堅　江基堯　于明琨

　　摘　要　目的：探討21-氨基類固醇類藥物U-74389G對腦外傷後腦水腫和離子含量的影響。方法：分別採用幹/濕質量法測定傷後腦含水量，原子吸收光譜分析法測定腦組織內離子含量。結果：傷側腦組織含水量外傷組較對照組顯著增加，但治療組含水量比外傷組又顯著降低。Na⁺、Ca²⁺含量外傷組較對照組明顯增加，但治療組比外傷組顯著降低；K⁺、Mg²⁺含量外傷組較對照組明顯降低，但治療組較外傷組有不同程度的升高。結論：U-74389G能有效地減輕腦外傷後腦水腫。

　　關鍵詞：21-氨基類固醇　腦水腫

　　大量實驗證明氧自由基介導的脂質過氧化反應是腦外傷後繼發性腦損傷的主要損傷因素之一。21-氨基類固醇是由美國UPJOHN公司合成的一類結構與甲潑尼龍相似，能清除氧自由基，但無激素活性的藥物。其代表藥物U-74006F被證明對缺血性腦損傷及實驗性顱腦外傷有顯著的治療效果^﹝1，2﹞，對腦缺血及放射性損傷有顯著的保護作用^﹝3，4﹞。本研究擬通過觀察腦外傷後腦組織含水量和傷側腦組織鈉、鉀、鈣、鎂離子含量的變化，探討U-74389G對創傷性腦水腫的作用。

　　1　材料和方法

　　1.1　動物及分組　成年雄性SD大鼠18只，體質量(270±19.8) g。隨機分成外傷組、治療組和對照組，每組6只。

　　1.2　致傷前準備　傷前1 d將SD大鼠以2%戊巴比妥鈉(50 mg/kg)腹腔注射麻醉，于中線切開頭皮，剝離骨膜，在冠狀縫後、人字縫前、矢狀縫左側1 mm顱骨鑽孔，骨窗直徑為4.8 mm。在骨窗附近顱骨外板上固定不鏽鋼小螺絲釘2枚，自凝牙託水泥固定內徑為2.6 mm的打擊管，硬腦膜必須保持完整。

　　1.3　致傷　手術後第2天以液壓腦損傷裝置致傷，致傷壓力為(152±20) kPa。傷後動物出現呼吸抑制、昏迷、去腦強直、神經反射短暫消失等表現持續10 min以上為中度腦損傷。

　　1.4　給藥方法　治療組傷前5 min內由尾靜脈注射U-74389G(美國UPJOHN公司產品)20 mg/kg；外傷組致傷前5 min內由尾靜脈注射等體積的U-74389G溶劑(每1000 ml含檸檬酸4.202 g，二水檸檬酸鈉0.941 g，氯化鈉4.504 g)。對照組不致傷、也不給任何治療，餘操作與其他組相同。

　　1.5　腦含水量和Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺含量測定　傷後6 h將大鼠斷頭處死，迅速開顱取出腦組織，舍棄小腦，于中腦水平切斷，經縱裂將大腦均切為左右兩半，以濾紙吸幹表面液體。置預先稱量的潔淨蓋玻片上，分稱左右半球濕質量(室溫17～20℃，濕度55%～85%)。將腦組織在電熱恆溫箱(100±2)℃中放置24 h烘幹至恆量，再分稱左右半球幹質量。按Elliot公式計算腦含水量。將左側半球幹燥腦標本用超速分散器以0.75 mol/L的硝酸溶液制成勻漿，然後再用等濃度硝酸稀釋至10 ml。置加蓋密閉的玻璃瓶中孵浴(20℃)72 h。離心取上清，用原子吸收光譜儀測定上清中的Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺濃度^﹝5﹞。再轉換成每千克腦幹質量含離子量。

　　1.6　統計學處理　實驗數據採用EXCEL軟件處理分析，以X±s表示，各組之間比較用方差分析(ANOVA)。

　　2　結　果

　　2.1　雙側腦組織含水量變化　結果見表1。液壓腦損傷後外傷組傷側 (左側)腦組織含水量較對照組顯著增加(P＜0.01)，但治療組傷側腦含水量比外傷組又顯著降低 (P＜0.01)；未致傷側無明顯改變。

表1　腦左右半球含水量

　　Tab 1　Water content of bilateral hemisphere(X±s)

^**P＜0.01 vs control group; ^△△P＜0.01 vs injured group

　　2.2　傷側腦組織離子含量變化　結果見表2。Na⁺和Ca²⁺含量外傷組較對照組均明顯增加(P＜0.01)，而治療組較外傷組顯著降低(P＜0.01，P＜0.05)，其中Na⁺仍高于對照組水平(P＜0.01)，Ca²⁺與對照組無差異；K⁺和Mg²⁺含量外傷組較對照組有明顯降低(P＜0.01,P＜0.05)，治療組K⁺含量顯著高于對照組和外傷組(P＜0.01, p＜0.05)，Mg²⁺含量與對照組無差異。

表2　左側半球Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺含量

　　Tab 2　Contents of sodium, potassium, calcium and magnesium ion in left hemisphere(X±s)

　　^*P＜0.05, ^**P＜0.01 vs control group; ^△P＜0.05, ^△△P＜0.01 vs injured group

　　3　討　論

　　本實驗研究結果表明，液壓腦損傷後傷側腦組織含水量增加，經U-74389G治療後腦含水量降低。說明U-74389G能改善腦外傷後腦水腫，對腦有保護作用。

　　腦外傷後神經細胞膜結構破壞，細胞膜上的Na⁺，K⁺-ATP酶，Ca²⁺，Mg²⁺-ATP酶遭破壞，導致細胞外Na⁺內流和細胞內K⁺外流，直接引起神經細胞的細胞毒性水腫。K⁺外流，直接引起神經細胞的細胞毒性水腫。K⁺外流使神經細胞去極化，影響其生理功能而加重損傷^﹝6，7﹞。本研究結果同時顯示液壓腦損傷可導致傷側半球Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺離子含量發生病理性改變。經U-74389G治療後這些變化被不同程度地逆轉。說明U-74389G能抑制腦外傷後的電解質紊亂。

　　另外，U-74389G的分子結構中存在著疏水基團，能與細胞的膜結構結合，使磷脂雙分子層排列更緊密規則^﹝3﹞，有助于抑制脂質超氧基形成，降低膜結構的通透性，改善傷後細胞膜上的Na⁺，K⁺-ATP酶和Ca²⁺，Mg²⁺-ATP酶活性，促進細胞內Na⁺，Ca²⁺的外排和細胞外K⁺，Mg²⁺的內流，逆轉Na⁺，K⁺，Ca²⁺、Mg²⁺含量的病理性變化，進一步減輕腦水腫。這類藥物可能成為腦外傷治療的選擇之一。

　　腦損傷的發生發展是一個多因素作用的復雜病理過程，在此過程中興奮性氨基酸、鈣超載以及一些神經遞質如乙酰膽堿、緩激肽等也都起著加劇作用。U-74389G可使傷後腦水腫減輕，但未恢復到對照組水平，說明其抑制了腦水腫發生發展中的某些方面，而不是所有環節。

　　作者簡介：陳世文，男，1971年8月生，碩士，住院醫師，現在濟南軍區總醫院神經外科，濟南，250031

　　作者單位：第二軍醫大學長征醫院神經外科，上海，200003

　　參考文獻

　　1　Hall ED, yonkers PA, McCall JM, et al. Effects of the 21-aminosteroid U74006 F on experimental head injury in mice﹝J﹞. J Neurosurg, 1988, 68(3): 456

　　2　Hall ED. lipid antioxidants in acute central nervous system injury﹝J﹞. Ann Emerg Med,1993, 22(6): 1022

　　3　Kondziolka d, Somaza S, Martinez AJ. Radioprotective effects of the 21-aminosteroid u-74389G for stereotactic radiosurgery﹝J﹞. Neurosurgery, 1997, 41(1): 203

　　4　Lee SH, kondoh T, Camarata PJ, et al. Therapeutic time window for the 21-aminosteroid, u-74389G, in global cerebral ischemia﹝J﹞. Neurosurgery, 1996, 38(3): 517

　　5　于明琨，朱　誠，張光霽，等. n-甲基-D-天門冬氨酸受體拮抗劑對貓創傷性腦水腫的影響﹝J﹞.中華神經外科雜志，1994，10(2)：79

　　6　Armstead wM. Brain injury impairs ATP-sensitive K⁺ channel function in piglet cerebral arteries﹝J﹞. Stroke, 1997, 28(11):2273

　　7　Mathew P, bullock R, Teasdale G. Changes in local microvascular permeability and in the effect of intervention with 21-aminosteroid (tirilazad) in a new experimental model of focal cortical injury in the rat﹝J﹞. J Neurotrauma, 1996, 13(8):465