創(chuàng)傷性顱腦損傷患者腦脊液H2S變化及其意義

侯文娟　葉同　楊曉明　馮杰　馮貴龍

[摘要]目的 測(cè)定創(chuàng)傷性顱腦損傷患者腦脊液硫化氫的濃度，探討該濃度與損傷程度的關(guān)系及其臨床意義。方法 選擇顱腦外傷患者60例，根據(jù)GCS評(píng)分分為輕、中、重3組。分別留取創(chuàng)傷后12～24 h之內(nèi)的腦脊液標(biāo)本，采用分光光度法測(cè)定腦脊液中H2S濃度。另取6例健康者作為對(duì)照組。結(jié)果 60例顱腦外傷患者腦脊液中H2S濃度[（32.17±6.67）μmmol/L]明顯高于對(duì)照組[（11.32±3.58）μmmol/L]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），23例重傷組腦脊液H2S濃度[（55.15±4.05）μmmol/L]明顯高于中度組[（27.06±9.63）μmmol/L]、輕度組[（11.98±3.26）μmmol/L]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），中度組濃度高輕度組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），輕度組與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 顱腦外傷患者腦脊液H2S濃度升高；損傷程度越重，H2S濃度含量越高，可作為預(yù)測(cè)顱腦損傷嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]顱腦外傷；腦脊液；硫化氫；分光光度

[中圖分類號(hào)]R4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-0742（2015）04（b）-0007-03

Determination of H2S Levels in Cerebrospinal Fluid in Patients with Craniocerebral Trauma and Its Significance

HOU Wenjuan YE Tong YANG Xiaoming FENG Jie FENG Guilong

Department of Emergency， First Hospital of Shanxi Medical University， Taiyuan， Shanxi Province， 030001 China

[Abstract]Objective To assay the H2S level in cerebrospinal fluid （CSF） in patients with craniocerebral trauma and investigate the relation between H2S level and injury degree and the clinical significance. Methods In this study， 60 patients with craniocerebral trauma were enrolled and divided into three groups according to the GCS score， the mild injury group， moderate injury group and severe injury group. The CSF samples of the three groups were collected in 12～24 h after traumatic brain injury， and the H2S level in the CSF was assayed by spectrophotometry. And other 6 healthy people were selected as the control group. Results The analysis showed that the concentration of H2S level in the CSF of 60 cases in the craniocerebral trauma group was [（32.17±6.67）μmmol/L] ，much higher than [（11.32±3.58）μmmol/L] in the control group with statistically significant difference（P<0.05）. The H2S level in the CSF of 23 cases in the severe injury group was [（55.15±4.05）μmmol/L]， much higher than [（27.06±9.63）μmmol/L] of the moderate injury group and [（11.98±3.26）μmmol/L] of the moderate injury group with statistically significant difference（P<0.05）. The concentration of H2S level in the CSF of the moderate injury group was higher than that in the mild injury group with statistically significant difference（P<0.05）， but no statistically significant difference was found between the mild injury group and control group in concentration of H2S level in the CSF（P>0.05）. Conclusion The level of H2S in CSF increases in patients with craniocerebral trauma. And the higher concentration of H2S is， the more severe the craniocerebral trauma will be， so it can be used as an index for predicting the severity of brain damage.

[Key words]Craniocerebral trauma； CSF； Hydrogen sulfide； Spectrophotometry

H2S，曾經(jīng)由于它的有毒性而聲名狼藉，近被認(rèn)為重要的氣體信號(hào)分子，類似于NO、CO。這種古老的氣體信號(hào)分子在進(jìn)化過(guò)程中保留，并在各種生理、病理活動(dòng)中調(diào)節(jié)不同的信號(hào)功能[1]。研究表明，在創(chuàng)傷性顱腦損傷12 h后大鼠血液及腦脊液H2S濃度顯著升高[2-4]，但在人類腦脊液中H2S濃度變化情況及與損傷程度的關(guān)系尚待進(jìn)一步研究。該項(xiàng)目2014年1～10月對(duì)不同損傷程度的腦外傷患者按GCS評(píng)分進(jìn)行分組，測(cè)定其腦脊液H2S濃度，探討腦外傷患者損傷程度與H2S濃度的關(guān)系及臨床意義。報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取來(lái)該院就診的急性顱腦外傷患者60例，男性42例，女性18例，年齡在18～60歲，患者均于創(chuàng)傷后12 h內(nèi)入院，頭顱CT、腦脊液常規(guī)生化及臨床表現(xiàn)明確診斷。根據(jù)GCS評(píng)分，分為重度組24例（GCS≤8分）、中度組22例（GCS≤12分）、輕度組15例（GCS≤15分），以上腦外傷患者無(wú)其他器官或部位的嚴(yán)重?fù)p傷，既往無(wú)其他基礎(chǔ)性疾病、無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病及腦外傷病史。另取16例查體健康的患者作為對(duì)照組。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法步驟

1.2.1 腦脊液H2S濃度檢測(cè)方法 在患者腦外傷12～24 h之間通過(guò)蛛網(wǎng)膜下腔穿刺或術(shù)后腦脊液引流收集研究對(duì)象腦脊液標(biāo)本，離心后置-80 ℃冰箱備用。

1.2.2 H2S濃度測(cè)定 GSF標(biāo)本在室溫下自然解凍，采用去蛋白的方法測(cè)定H2S濃度。首先在試管中加入0.6 mL10 g/L醋酸鋅然后加入0.2 mL上清液震蕩均勻，再依次加入0.6 mL20 mmol/L 對(duì)氨基二甲基苯胺鹽酸鹽，0.6 mL 30 mmol/L 三氯化鐵、0.6 mL100 g/L三氯乙酸和2.5 mL去離子水，充分混勻，室溫孵育20 min。用紫外可見分光光度計(jì)在波長(zhǎng)670 nm檢測(cè)混合溶液吸光度，根據(jù)硫化氫標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算腦脊液硫化氫濃度[4]。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 1.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x-±s）表示，組間比較采用單因素分析。

2 結(jié)果

腦脊液H2S的含量[μmmol/L，（x-±s）]

組別 例數(shù) H2S含量

對(duì)照組 16 11.32±3.58

輕度組 15 11.98±3.26

中度組 22 （27.06±9.63）1）2）

重度組 23 （55.15±4.05）1）2）3）

注：1）表示與對(duì)照組相比，P<0.05；2）表示與輕度組相比，P<0.05；3）表示與中度組相比，P<0.05。

3 討論

目前大量證據(jù)表明：H2S為哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的信號(hào)分子。體內(nèi)H2S生物合成以L-Gys為底物依靠胱硫醚-β-合酶（CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（ CSE ）和半胱氨酸轉(zhuǎn)移酶催化下產(chǎn)生。CBS為中樞神經(jīng)系統(tǒng)合成H2S的主要酶，在腦內(nèi)主要分布在小腦、海馬、皮質(zhì)及腦干[5-6]。

KimuraH.A和Dawe，G.S[7-8]等研究發(fā)現(xiàn)H2S的主要生理功能包括：①H2S產(chǎn)生cAMP增強(qiáng)NMDA受體調(diào)節(jié)反應(yīng)，使海馬長(zhǎng)時(shí)程記憶增強(qiáng)（LPT）；②H2S與谷胱甘肽有類似的功能，通過(guò)清除腦內(nèi)自由基及活性物質(zhì)，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞；③H2S通過(guò)激活A(yù)TP依賴的K+、Cl-通道產(chǎn)生動(dòng)作電位或者產(chǎn)生Ca2+波使神經(jīng)細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞間的信息傳遞；④維持細(xì)胞內(nèi)外Ca2+平衡。

前期在SD大鼠研究顯示[5]：急性顱腦損傷大鼠血清中H2S含量升高，腦實(shí)質(zhì)損傷程度越重，其血清H2S含量升高越明顯。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定顱腦腦外傷患者12～24 h之間腦脊液H2S濃度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腦外傷患者腦脊液H2S含量相比對(duì)照組顯著增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。重度腦外傷患者H2S濃度明顯高于輕、中及對(duì)照組，中度組的H2S濃度高于輕度組，即腦外傷后損傷程度越重腦脊液H2S濃度含量越高。目前國(guó)內(nèi)外研究表明[9-10]：原發(fā)性顱腦損傷引起的缺血缺氧改變是導(dǎo)致各種繼發(fā)性病理變化的基礎(chǔ)。腦組織在缺血缺氧條件下神經(jīng)元大量產(chǎn)生自由基及活性氧（ROS），使ATP產(chǎn)生減少，鈣離子積聚觸發(fā)線粒體損傷使神經(jīng)元大量凋亡。H2S在腦外傷后12 h之顯著增加，通過(guò)維持鈣離子平衡、清除自由基及活性物質(zhì)、舒張血管平滑肌、抑制細(xì)胞凋亡對(duì)腦神經(jīng)具有保護(hù)功能[11]。該實(shí)驗(yàn)與過(guò)國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果一致，提示：H2S表達(dá)對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞有保護(hù)作用[12]。這種結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明H2S通過(guò)維持鈣離子平衡、清除自由基及活性物質(zhì)、舒張血管平滑肌、抑制細(xì)胞凋亡對(duì)腦神經(jīng)具有保護(hù)功能。檢測(cè)腦脊液中H2S含量變化對(duì)判斷顱腦損傷病情及其治療有一定實(shí)用價(jià)值。

正常情況下H2S在腦脊液中表達(dá)較低，創(chuàng)傷性顱腦損傷后H2S迅速產(chǎn)生。創(chuàng)傷性顱腦損傷重度組H2S濃度顯著增高的可能原因有一下幾點(diǎn)：①腦外傷后腦血管痙攣致神經(jīng)缺血、缺氧，Ca2+內(nèi)流增加，鈣調(diào)素活性增強(qiáng)。鈣調(diào)素可激活增強(qiáng)H2S合成的CBS的酶，增加H2S含量[13]；②創(chuàng)傷性顱腦損傷后腦組織缺血缺氧，興奮性氨基酸谷氨酸含量增多，誘導(dǎo)H2S含量增多[14]。H2S通過(guò)激活K+、Cl-通道及增加了谷胱甘肽的量來(lái)抵御谷氨酸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，從而保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞[15]；③半胱氨酸是合成H2S的底物，據(jù)研究表明外傷后半胱氨酸含量增加，也可能是H2S含量增高的原因[16-17]。

長(zhǎng)期以來(lái)H2S被認(rèn)為一種有毒氣體，外源性H2S中毒可導(dǎo)致呼吸麻痹。但內(nèi)源性H2S做為保護(hù)性氣體在心血管系統(tǒng)、肺部疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮著重要的作用，目前還發(fā)現(xiàn)H2S是治療中風(fēng)的一種潛在方法[18]。是否內(nèi)源性H2S產(chǎn)生的量越多對(duì)機(jī)體越有利，還是內(nèi)源性H2S產(chǎn)生過(guò)多可引起機(jī)體損傷目前還不清楚，有待進(jìn)一步研究。

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（收稿日期：2015-01-07）