腦損傷大鼠補體C3與腦水腫的動態(tài)變化研究

史建國 董亞南 高 軍 杜 斌 孟 雷

山東大學附屬濟南市中心醫(yī)院神經(jīng)外科，山東濟南 250013

腦的炎性反應是創(chuàng)傷性腦損傷后普遍存在的現(xiàn)象。外傷后腦組織的炎癥反應主要包括炎癥因子的產(chǎn)生和釋放，并由此引起血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）的破壞，水腫的形成。激活的補體片段通過多種途徑導致和加重繼發(fā)性腦損害。本實驗對補體C3在閉合性顱腦損傷動物模型中的動態(tài)變化與腦水腫的關系進行分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料

健康、成年清潔級雄性SD大鼠（山東大學醫(yī)學院動物實驗中心提供）共48只，重量200～250 g。單純隨機分成8組：正常組（N）、假傷組（S）、腦損傷后 2、6、24 h、3、5、7 d 8 組，每組6只。

1.2 方法

1.2.1 致傷裝置的機械結構 參照高燕等[1]改進Feeney’s自由落體模型裝置并制作大鼠腦外傷模型。消毒皮膚，正中切開，剝離骨膜，暴露右頂骨，用牙科鉆在冠狀縫后1.5 mm，中線旁2.5 mm處鉆一直徑5 mm骨窗，保持硬膜完整。將撞桿置于硬膜上，用20 g砝碼于30 cm高處沿外周導管墜落，撞擊撞桿從而撞擊硬膜，致右頂葉腦挫裂傷，打擊后切口內(nèi)滴注4萬單位硫酸慶大霉素4～5滴（山東益健藥業(yè)有限公司，H20046418，2 mL∶8萬單位），骨蠟封閉骨窗，縫合頭皮。假手術組僅開顱窗后用骨蠟封閉，不施加打擊。

1.2.2 腦組織含水量測定 大鼠斷頭后快速剝出全腦，距創(chuàng)傷邊緣2 mm處取出腦組織，用電子分析天平（上海衡平儀器儀表廠，型號FA1004）測其濕重，然后放人110℃烤箱烘烤24 h至恒重，取出后冷卻10 min后稱干重，按下式計算：腦含水量（%）=（濕重-干重）/濕重×100%。

1.2.3 腦組織C3測定 對血腫周圍腦組織做冰凍及石蠟切片，免疫組化方法檢測C3表達情況，每張切片觀察10個高倍（×400）視野，取其均數(shù)（圖1）。具體操作按北京東亞免疫技術研究所提供的試劑盒進行。

1.3 統(tǒng)計學處理

采用SPSS12.0軟件進行單因素方差分析，組間比較采用Duncan檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

腦組織含水量，C3測定結果見表1。

表1 腦組織含水量、C3測定結果（x ± s）

圖1 正常大鼠腦組織C3免疫組化（×400）

3 討論

補體系統(tǒng)是人和某些動物種屬在長期的種系進化過程中獲得的非特異性免疫因素之一，它也在特異性免疫中發(fā)揮效應，它的作用是多方面的。補體系統(tǒng)的生物學活性，大多是由補體系統(tǒng)激活時產(chǎn)生的各種活性物質(zhì)（主要是裂解產(chǎn)物）發(fā)揮的[2]。補體廣泛參與機體抗微生物防御反應以及免疫調(diào)節(jié)，是體內(nèi)具有重要生物學意義的效應系統(tǒng)和效應放大系統(tǒng)。補體有介導細胞溶解、擴大炎癥反應、清除免疫復合物和免疫調(diào)節(jié)等多種作用。實驗和臨床研究發(fā)現(xiàn)，補體系統(tǒng)的激活在腦外傷后的炎癥反應中起重要作用[3]。人體血清中補體含量相對穩(wěn)定，補體C3在人血補體系統(tǒng)中含量最高 ,在補體激活途徑中具有最重要的作用，是重要的炎性介質(zhì)，其激活產(chǎn)物有C3a、C3b。C3a作用于肥大細胞釋放組織胺增加血管通透性，擴張血管，加重組織水腫；C3b具有免疫調(diào)理作用[4]。腦內(nèi)補體主要有星形細胞產(chǎn)生。在創(chuàng)傷性腦損傷中，血清和腦脊液中補體水平都升高，其中機制之一是創(chuàng)傷應激引起腦細胞的嚴重創(chuàng)傷后的急性相反應（acute phase response，APR）[5]，即機體保護組織免于損傷，激活組織修復過程的鏈級反應。補體介導的腦損害涉及很多機制，其一是補體激括的3條途徑（即經(jīng)典、旁路、末端激活途徑）中任何一條啟動補體鏈均可導致過敏毒素C3a和C5a的產(chǎn)生，C3a和C5a是炎癥的潛在調(diào)節(jié)者，C3a和C5a均能引起炎性細胞因子如TNF-a、IL-1β、IL-6和IL-8等的合成，這些因子一方面介導血腦屏障的損害，另一方面引起腦的APR，加上C5a結合于C5aR也可直接引起APR，因此產(chǎn)生惡性循環(huán)加重繼發(fā)性腦損害[6]。本實驗通過免疫組化方法檢測腦組織C3表達情況，發(fā)現(xiàn)C3變化與腦水腫變化趨勢一致，說明補體在腦水腫的病理生理過程中發(fā)揮重要作用，了解補體系統(tǒng)在腦損傷中的作用，通過藥物抑制補體激活可能為減輕繼發(fā)性腦損害提供廣闊的治療前景，可改善患者預后，有益于降低腦損傷患者的傷殘率和病死率。

[1] 高燕，孫俊謨，田志雄，等.大鼠自由落體腦外傷模型的制作[J].浙江創(chuàng)傷外科，2004，9（10）：283-285.

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