Effects of Electrical Acupuncture on Cerebral Microcirculation of Acute Hypotension Models with Fluorescent Microscope
Hu Qinghua, Zhuang Fengyuan, Niimi H
(Clinical Research Institute of China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029)
Objective: The present study is concerned with the effect of electrical acupuncture on the pial microcirculation after acute hemorragic hypotension induced in rats.Method: Acute hypotension was induced by withdrawal of blood through a femoral artery and a cranial window preparation was made over the pial. Using fluorescence videomicroscopy, the intravital observations of the pial microcirculation was conducted. Based on the fluorescence video-image, the cerebral arteriolar was evaluated response to the acupuncture procedur.Results: Cerebral blood flow is increased by the effect of electrical acupuncture at Qian sanli. The pressure-diameter relationship for pial arterioles was described by the approximate equation: y=1.328 5 x2-2.876 3 x+2.493 1(with acupuncture); y=0.476 6 x2-0.976 2 x+1.508 4(without acupuncture), where x is the relative blood pressure and y is the relative diameter of arterioles.Conclusion: result shows a marked vasodilation of cerebral arterioles in acute hemorrhagic hypotension under the effect of acupuncture.
Key words:Electrical acupuncture; Qian sanli; Cerebral microcirculation; Rat
针刺对脑血流的作用已有很多的临床研究报道, 但多以血液生化指标和组织病理改变为研究 基础, 直接证据证明针刺对脑循环的改变较少。 此实验研究选择大鼠前三里穴电针刺激, 在大鼠麻醉的状态下, 观察针刺对大鼠脑循环的直接作用。 大鼠前三里穴相当于人手阳 明大肠经上的手三里穴, 临床上多用于中风后上肢体麻木的恢复, 其它作用尚不清楚。
1材料与方法
1.1实验动物方法及药品
Wistar雄性大鼠在戊巴比妥钠[45 mg/kg(体重)]的麻醉下作气管切开, 实行人工呼吸, 调节呼吸频率和潮气量, 保持正常血气。 在血压和血气严格控制下, 行开颅术。 剥离硬 脑膜, 安放颅窗, 并在软脑膜与颅窗之间灌注人工脑脊液(NaCl 6.89 g/L, KCl 0.298 g/L, CaCl2?0.221 g/L, NaHCO3 2.1 g/L, NaH2PO4? 0.187 g/L, MgSO4?0.296 g/L, Dextrise 0.901 g/L)。 血压监测通过股 动脉插管(图1)。
1.2电针刺激选择
电针仪选用WQ-6F型。 选择大鼠左前肢针刺前三里并附电刺激, 电针频率100 cycles/s, 间断刺激持续5 min。
1.3出血性低血压模型制备
当大鼠血压、 血气处于生理稳定状态时, 经股动脉迅速抽血, 抽至血压约3.99 kPa( 30 mmHg)。 将大鼠自然分为二组: 针刺组(n=5)和非针刺组(n=7), 二组分别放血5.13±0.61 ml和4.85±1.25 ml, 血压降低 为正常时的79%±5.33%和78.3%±5.7%, 二组放血量及血压降低值无显著差异 。
图 1实验程序示意
1.4分析指标及计算公式
采用近年来发展起来的荧光显微技术[1,2], 实验中经大鼠股静脉注射FITC标记 的红细胞及RITC标记的右旋糖酐, 利用FITC和RITC发射荧光波长的不同, 使用不同的滤光 片 , 分别获得红细胞的脑微血流图和脑微血管网络的几何形态。 避免了由于在血管壁附近的 无细胞层而造成的红细胞流柱直径和血管直径的混淆, 从而得到真实清晰的图像。 采用图 像处理系统DVS-300(Hamamatsu, Japan), 基于荧光显微镜下的图像记录, 作图像分析处 理, 测出红细胞的流速和动脉丛中的单个小动脉血管管径。 小动脉管径观察范围: 针刺 组30.3±9.92 μm, 非针刺组36.1±12.07 μm, 同时计算管径观察范 围内的局部血流量Q:
Q=πV(D/2)2(V为血流速度, D为血管直径)
为估价针刺的作用, 我们计算了微血流的传导指数:
C=Q/P(P为平均动脉压, Q为流量)
针刺前后的变化以百分数表示[(针刺后数值-针刺前数值)/针刺前数值×100%], 百分数 越大, 说明针刺引起的改变越大。
2结果
本实验采用了FITC标记的红细胞和RITC标记的右旋糖酐二种不同的荧光示踪物, 同时显示 红细胞流动和微血管几何形态, 从而可以明确的确定血管壁的位置, 而避免了通常方法难 以区别细胞流柱和血管壁内直径之间的误差。 同时用标记的红细胞来显示流速也大大提高 了血流速度测量的精确性。 图2和图3分别显示了用FITC标记的典型脑的微血流的图像和RIT C标记的微血管几何图像。 图4、 5分别显示了针刺组在针灸后和非针刺组放血后血流速度 、 血流量在30 min和60 min的改变。 从图中可以看出: 针刺组针刺前三里对大鼠脑微循 环的影响: 针刺30 min后的改善不大, 而在针刺后60 min血流速度(图4)及血流量(图5)均 有 增加, 但P值仍>0.05。 由于血PCO2的变化直接影响血流速度的改变。 PCO2 越高, 血流越快。 故此, 实验始终在血PCO2的严格监测之下。 实验显示, 在本实验 中二组动物的PCO2均保持在正常范围时, 测得针刺组60 min后血流速度较未放血时增加 39.07%±102.3%, 而非针刺组是未放血的-22.3%±39.07%, 处于降低状 态。 针刺组脑血流量增加为未放血时的62.6%±100.1%, 而非针刺组在60 min时 比未放血时降低为-10.7%±20.5%。 针刺组60 min后的传导指数与未放血时相比增 加163.3%±129.5%, 而非针刺组为37.1%±40.8%。
图 4针刺组和非针刺组30及60 min时 红细胞流速的变化
图 5针刺组和非针刺组30及60 min时 血流量的变化
针刺组和非针刺组相对平均动脉血压和血管相对直径变化(放血后的直径和放血前的直径之 比)的实验结果显示如图6。 从图中可以看出, 随着血压下降时, 血管(血管直径观察范围 20~80 μm)相对直径随血压下降而增大, 呈反比关系。 对于针刺组和非针刺组血管相对 直径(y)和相对平均血压(x)的关系, 可以分别用如下二次方程拟合:
针刺组: y=1.328 5x2-2.876 3x+2.493 1
(R2=0.938 9)
非针刺组:y=0.476 6x2-0.976 2x+1.508 4
(R2=0 .809 2)
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图 6血压-血管管径变化的关系
图2用FITC标记的典型脑的微血流的图像
图3标记RITC-Dextran后的微血管网络及血管直径
3讨论
从上述结果可以看出: 针刺可以提高血流速度和降低血管阻力, 有利于血液对脑组织的充 盈。 然而由于标准差值较大, 标本数少, P值仍大于0.05。 有学者研究报道: 脑缺血时脑局部血管紧张素(A2)含量明显降低, 有利于脑血管扩张[3]。 通常 认为, 脑血流有自我调节系统, 当血压下降时, 为了维持血流
