Made a new animal model of vasogenic brain edema
Lu Bingxun,Ning Qun,Wang Xinyu
(Department of Neurology,South Hospital of First Military Medical University,Guangzhou 510515)
AbstractObjectiveMade a simple easy handle and repeated VBE model which fitting to a condition of diseases in human.MethodsAfter injecting phenylephrine we measured blood vessel permeability and water content of cerebral gray and white matter.ResultsPermeability of blood-brain barrier was raised;water content of cerebral rose(P<0.01),water content in the white matter rose significantly(P<0.05).ConclusionVBE animal model which made by injecting phenylephrlne is easy,no traumatic,repeated and fitting to character of human VBE.
Key wordsVasogenic brain edemaAnimal model
血管源性脑水肿(VBE)是由脑血管疾病、脑肿瘤、脑炎、脑外伤等伴发的对原发病的预后起关键作用的凶险病症。其发病机理和治疗的研究历来是神经科学领域研究的重点之一。鉴于VBE发病机理的研究主要在动物模型上进行,因此实验性VBE模型的研究一直是VBE研究中一个不可忽视的领域。我们给Wistar鼠注射苯肾上腺素造成急性高血压所致VBE模型,观测VBE相关指标。
1材料与方法
雄性Wistar鼠80只,体重160±25g,常规鼠饲料喂养。用天津SY-1型大鼠血压测定仪测定大鼠左后肢血压,测量3次,取其中间值。
血管源性脑水肿模型:初次测压后,腹腔注射苯肾上腺素1.5mg/kg,注射后每10min测一次血压,30min后快速断头处死动物取脑,常规固定,石蜡包埋及切片。
Indian墨汁(CHROMA)左心室灌注30ml/只。快速断头取脑。中性福尔马林固定,HE复染。
Evan's blue测定血管通透性:两组各10只尾静脉注入1%Evan's blue(5ml/kg),1h后断头取脑。称重后置甲酰胺溶液(分析纯)24h,恒温56℃水浴过滤后用岛津52型自动分光光度计测定620nm光密度值,以OD值/mg表示。
125I牛血清白蛋白测定血管通透性:两组各10只尾静脉注入125I标记白蛋白80~100万脉冲/(min·100g),1h后除眼球及尾部放血,取脑称重,用FJ-1901r能谱仪(125I专用晶体,Na2超薄)测定放射强度。
脑水分含量:动物随机分为2组,正常对照组19只,腹腔注射10%水合氯醛(500mg/kg)后断头取脑;脑水肿组21只,腹腔注射苯肾上腺素(1.5mg/kg)30min后断头取脑;取脑后即用远红外水分测定仪(瑞士Denve)分别测量灰、白质水分含量。测量时间5min,温度180℃,并行常规HE及Mallory染色。
统计学处理:数据用Excel软件中t检验。
2结果
实验组注射苯肾上腺素10min后血压升高5.3~6.7kPa,出现四肢抖动、躁动不安、被毛竖立、眼球突出、呼吸急促、心率加快、四肢末梢发绀,重者出现口鼻血色泡沫。
大体病理:脑表苍白、肿胀,冠切面未见皮层下点、片状小出血灶。光镜所见:HE染色见脑皮层下毛细血管充血扩张,有明显脑水肿改变,脑组织呈海绵状,脑白质淡染,小血管周围尤明显。
对照组125I微血管通透性分值同月龄Wistar鼠为9.09,实验组为11.02,注药后比值高出1.93。Evan's blue示OD值实验组比对照组高2.4倍。
脑水分含量测定:对照组灰质含水量为66.67%,白质为61.71%;实验组灰质含水量为78.28%,白质为76.35%,灰白质水分含量均显著增加(P<0.01)。脑灰质水分增多的幅度为11.61%,白质为14.64%,脑白质水分增加超过灰质(P<0.05)。
3讨论
VBE是由于血脑屏障通透性增高造成毛细血管内血浆蛋白与水分渗出而引起脑组织细胞外液增多,以脑白质水肿液富含蛋白质为特征[1]。脑水肿主要在细胞外间隙较大的脑白质发展,脑细胞外间隙蛋白质浓度可达血浆浓度的93%,使血管外静压增高,由于水肿液富含蛋白质而致吸收缓慢、脑水肿持续时间长,死亡率高,脑水肿发病机理迄今尚未明了,治疗仍是传统和经验性的,至今尚无特效良策。建立重复性好、无创伤干扰性、符合人类发病条件和机理、操作简易的VBE模型尤为迫切。实验性VBE模型已有多年的研究历史和多种制作方法,常用自血高压注射入脑、结扎动脉、尾状核立体定向注入白蛋白[2]、聚乙烯乙酸酯颈内动脉注射、硬膜下气囊扩张[3]等方法。最为经典且为人公认的方法是脑局部冷冻法[4],即用液氮涂布在经颅骨开窗的脑表面,可造成以白质水肿为突出特征的脑水肿。但此法的致命弱点为与人类VBE的发病条件和环境截然不同,因而实验结果和人的临床情况不符。而且上述各方法皆为有创性实验,造成实验结果不精确,重复性差。动脉夹闭法造成动脉供血区血流中断,脑组织缺血缺氧,先发生细胞毒性脑水肿[5],再灌流后的血液成分通过坏死的血管壁漏出,与经典的VBE概念有一定的距离。
我们用注射苯肾上腺素方法制成VBE模型。实验组动物注药后血压急剧上升,出现高血压脑病的症状。脑水分含量测定结果显示,注射苯肾上腺素后脑灰质含水量由66.67%升至78.28%,白质含水量由61.71%升至76.35%,有显著性差异(P<0.01)。其中脑白质水分上升幅度为14.64%,灰质为11.61%,脑白质水分增加明显,超过灰质。用Evan's blue和125I作示踪剂测定血脑屏障(BBB)通透性显示注射苯肾上腺素后Evan's blue渗出量增加了2.4倍。125I的分值则增加了1.93,说明实验组动物BBB通透性增高明显。
我们的实验证明用注射苯肾上腺素方法制成的VBE模型操作简单、无创伤性、外界干扰少、重复性好。此模型符合VBE两大特点:(1)BBB通透性增高;(2)脑白质水肿明显。该模型以高血压为VBE的诱发因素,符合临床人类最多见的脑血管病发病情况,可认为是一种较理想的、与人类发病条件相似的VBE模型。
本文为国家自然科学基金资助项目(No 39570262)
参考文献
1 Silver SM,Clark EC,Schroeder BM.Pathogenesis of cerebral edema after treatment of diabetic ketoacidosis.Kidney Int,1997,51(5):1627.
2 Jansen O,Hartmann M,Gass P,et al.Magnetic resonance tomography of vasogenic brain edema in animal experiments.Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr,1996,164(5):406.
3 Burger R,Vince GH,Meixensberger J,et al.Bilateral monitoring of CBF and tissue oxygen pressure in the penumbra of a focal mass lesion in rats.Acta Neurochir Suppl Wien,1998,71:157.
4 Wagner KR,Xi G,Hua Y,et al.Lobar intrace rebral hemorrhage model in pigs:rapid edema development in perihematomal white matter.Stroke,1996,27(3):490.
5 Mansfield RT,Schiding JK,Hamilton RL.Effects of hypothermia on traumatic brain injury in immature rats.J Cereb Blood Flow Metab,1996,16(2):244.
(1998-12-09收稿1999-04-08修回)
