腦外傷患者血鈣濃度變化與神經(jīng)損傷、氧化應(yīng)激程度的相關(guān)性分析

鐘永盛，羅成，石佳松

腦外傷是神經(jīng)外科急重癥，其所致腦挫裂傷、腦出血等均可對患者造成不同程度永久性功能障礙甚至直接導(dǎo)致死亡[1-2]。根據(jù)患者具體病情嚴(yán)重程度進行對癥處理是目前腦外傷治療的基本原則，但患者腦損傷影像學(xué)改變是一個動態(tài)過程，具有一定滯后性，尋找對病情具有良好指導(dǎo)性且便于監(jiān)測的血液學(xué)指標(biāo)是當(dāng)下研究的重點。鈣離子參與神經(jīng)系統(tǒng)血腦屏障穩(wěn)定性維持以及神經(jīng)細胞活性調(diào)控，且已有研究發(fā)現(xiàn)腦出血患者血鈣濃度與血腫體積間存在直接相關(guān)關(guān)系[3]，故推測血鈣濃度檢測對腦外傷患者的具體病情評估也有一定價值，但相關(guān)研究目前開展不多。本研究探討不同血鈣濃度的腦外傷患者神經(jīng)損傷及全身氧化應(yīng)激程度差異，以期明確血鈣濃度變化與腦外傷病情間的關(guān)系，為后續(xù)低鈣濃度監(jiān)測在腦外傷患者病情評估、治療方案指導(dǎo)、預(yù)后判斷等中的應(yīng)用提供參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科2015年4月—2018年3月間收治的腦外傷患者164例作為腦外傷組，同期在本院進行體檢的健康志愿者100例作為健康對照組。腦外傷組中男84例,女80例，年齡27～71(40.28±12.19)歲，體質(zhì)量58～89(64.38±11.95)kg；健康對照組中男53例,女47例，年齡25～74(39.76±11.48)歲，體質(zhì)量56～88(64.16±10.74)kg。2組性別、年齡、體質(zhì)量等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)實施，全部患者家屬及志愿者知情同意并簽署知情同意書。

1.2 選擇標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確腦外傷病史；(2)腦外傷發(fā)生至入院時間間隔不超過6 h；(3)既往無腦梗死、腦出血等腦部疾病病史；(4)年齡≤80周歲；(5)配合并完成相關(guān)檢查，臨床數(shù)據(jù)獲取完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并基礎(chǔ)性甲狀旁腺功能亢進、高蛋白血癥、腎功能衰竭、維生素D缺乏、高磷酸鹽血癥等可能影響正常鈣代謝的疾病；(2)合并阿爾茲海默癥等可導(dǎo)致患者認(rèn)知功能、神經(jīng)功能異常的疾??；(3)合并全身感染性疾??；(4)入院后24 h內(nèi)死亡病例。

1.3 觀測指標(biāo)與方法

1.3.1 血鈣濃度監(jiān)測：入院即刻采集腦外傷患者及健康對照組患者的外周血標(biāo)本，分離血清后采用離子選擇電極測定其中血鈣含量。正常血鈣參考值2.1～2.7 mmol/L，將血鈣含量<2.1 mmol/L定義為低血鈣。根據(jù)血鈣濃度對腦外傷組患者進行二次分組，包括正常血鈣亞組51例、低鈣血癥亞組113例。

1.3.2 神經(jīng)損傷、氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)檢測：入院即刻同樣獲取2組研究對象的外周血血清標(biāo)本，采用ELISA試劑盒檢測其中神經(jīng)損傷指標(biāo)及氧化應(yīng)激指標(biāo)的含量，神經(jīng)損傷指標(biāo)包括Tau蛋白、胰島素樣生長因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)、S100B蛋白(S100B)、神經(jīng)烯醇化酶(NSE)；氧化應(yīng)激指標(biāo)包括谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)、氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)。ELISA試劑盒購自上海澤葉生物科技有限公司。

2 結(jié) 果

2.1 血鈣濃度比較 腦外傷組患者血鈣濃度為(1.93±0.48)mmol/L，健康對照組血鈣濃度為(2.42±0.29)mmol/L，腦外傷組患者血鈣濃度低于健康對照組(t=-9.229，P=0.000)。腦外傷組患者中低鈣血癥亞組,血鈣濃度為(1.62±0.29)mmol/L低于正常血鈣亞組,血鈣濃度(2.19±0.25)mmol/L(t=-12.143，P=0.000)。

2.2 血清神經(jīng)損傷指標(biāo)比較 腦外傷組血清Tau蛋白、S100B、NSE的含量高于健康對照組(P<0.01)，血清IGF-Ⅱ的含量低于健康對照組(P<0.01)；其中低鈣血癥亞組血清中上述指標(biāo)含量變化高于/低于正常血鈣亞組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表1。

表1 各組血清中神經(jīng)損傷指標(biāo)含量的比較

2.3 血清氧化應(yīng)激指標(biāo)比較 腦外傷組血清GSH-Px、CAT的含量低于健康對照組(P<0.01)，血清MDA、ox-LDL的含量高于健康對照組(P<0.01)；其中低鈣血癥亞組血清中上述指標(biāo)含量變化低于/高于正常血鈣亞組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表2。

3 討 論

腦外傷是臨床導(dǎo)致患者神經(jīng)損傷及死亡的主要病因，頭顱CT、核磁共振等影像學(xué)檢查手段是評估腦外傷后腦損傷、腦出血嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn)，但檢查過程需搬動患者且無法重復(fù)多次進行，使其臨床應(yīng)用受限。鈣離子是人體含量最豐富的礦物元素，且是維持人體各個系統(tǒng)功能穩(wěn)態(tài)的必需因素，有研究指出低血鈣與腦梗死患者溶栓后出血相關(guān)[4]，故猜測血鈣濃度異常也參與腦外傷后腦出血等過程。本研究結(jié)果顯示，相較于健康人群，腦外傷患者的血鈣濃度呈下降趨勢，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因目前尚未完全明確，推測與以下幾點相關(guān)：(1)腦外傷后急性應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致患者皮質(zhì)醇等激素含量反應(yīng)性升高，其抑制甲狀旁腺功能并使之調(diào)節(jié)血鈣濃度的能力減弱[5]；(2)腦外傷所致顱內(nèi)出血引起繼發(fā)性腦水腫，加劇腦組織缺氧并損傷細胞膜，導(dǎo)致鈣離子大量內(nèi)移[6-7]；(3)顱內(nèi)出血后凝血系統(tǒng)功能被激活并消耗大量鈣離子[8]。為了明確血鈣濃度與腦外傷患者病情間的內(nèi)在聯(lián)系，擬進一步從神經(jīng)損傷、氧化應(yīng)激兩方面展開闡述。

腦外傷后神經(jīng)損傷一方面是由于外傷發(fā)生時外力對神經(jīng)組織的直接損害[9-10]，另一方面是外傷后腦出血、腦水腫等繼發(fā)機體內(nèi)環(huán)境紊亂及各項功能異常，均引發(fā)病變局部神經(jīng)元出現(xiàn)缺血缺氧性損傷甚至凋亡[11-12]。神經(jīng)損傷從癥狀體征方面可表現(xiàn)為患者智力、行動、語言障礙以及病理性神經(jīng)反射出現(xiàn)，血清學(xué)方面則存在較多神經(jīng)特異性指標(biāo)含量的改變，檢測其含量也可間接反映神經(jīng)損傷程度。Tau蛋白、IGF-Ⅱ、S100B、NSE在不同研究中被證實與神經(jīng)損傷相關(guān)，其中Tau蛋白因與阿爾茲海默癥的關(guān)系而被熟知，牛洪泉等[13]的研究認(rèn)為血清Tau蛋白含量與腦部損傷嚴(yán)重程度直接相關(guān)，隨Tau蛋白含量增加，患者病死率上升；IGF-Ⅱ作為神經(jīng)營養(yǎng)因子具有修復(fù)損傷神經(jīng)、促進軸突再生等作用[14]；S100B、NSE是最典型的神經(jīng)損傷相關(guān)指標(biāo)，存在于神經(jīng)組織中并在腦損傷發(fā)生后釋放進入腦脊液及外周血中[15-16]。本研究腦外傷組患者血清Tau蛋白、S100B、NSE含量異常增高，IGF-Ⅱ含量異常降低，且腦外傷患者中低鈣血癥者上述指標(biāo)異常程度增加，說明血鈣濃度下降可進一步加劇腦外傷患者的血清神經(jīng)損傷相關(guān)指標(biāo)的異常程度，血鈣水平越低，神經(jīng)損傷越嚴(yán)重。

上述結(jié)果的出現(xiàn)可能與以下兩點直接相關(guān)：(1)腦外傷后鈣離子內(nèi)流導(dǎo)致神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣超載、鈣依賴的細胞凋亡信號通路被激活并促使神經(jīng)元凋亡發(fā)生[17-19]；(2)低血鈣濃度進一步導(dǎo)致血腦屏障黏附連接中斷，引起繼發(fā)性腦損傷[20-21]。

氧化應(yīng)激與腦外傷后神經(jīng)損傷的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。腦外傷后血管內(nèi)皮細胞、中性粒細胞均被激活并大量釋放氧自由基(ROS)，引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)并使一系列氧化代謝產(chǎn)物局部蓄積，直接損傷神經(jīng)元并對神經(jīng)細胞的能量代謝造成影響[22-23]。同時，氧化應(yīng)激反應(yīng)還可引發(fā)局部炎性反應(yīng)并對神經(jīng)元細胞產(chǎn)生間接損害作用。GSH-Px、CAT是具有抗氧化作用的酶類，其可減少或者抑制氧化代謝產(chǎn)物MDA、ox-LDL的合成，腦外傷患者兩者平衡被打破并呈MDA、ox-LDL優(yōu)勢狀態(tài)。本研究中腦外傷患者血清中GSH-Px、CAT含量均異常降低，MDA、ox-LDL含量均異常增高，說明機體存在氧化應(yīng)激反應(yīng)。腦外傷患者中血鈣濃度較低者上述抗氧化酶/氧化代謝產(chǎn)物失衡狀態(tài)加劇，說明血鈣濃度的降低可進一步加重腦外傷患者的氧化應(yīng)激狀態(tài)，這可能是低血鈣導(dǎo)致患者神經(jīng)損傷加重的間接途徑之一。

綜上所述：與健康人群相比腦外傷患者血鈣濃度呈下降趨勢，且隨血鈣濃度下降腦外傷患者神經(jīng)損傷程度加重，低血鈣對機體氧化應(yīng)激的激發(fā)作用是導(dǎo)致腦損傷進展的間接途徑。

表2 各組血清中氧化應(yīng)激指標(biāo)含量的比較

利益沖突：無

作者貢獻聲明

鐘永盛：負責(zé)研究構(gòu)思、選擇課題、課題設(shè)計、論文撰寫；羅成、石佳松：負責(zé)數(shù)據(jù)獲取、統(tǒng)計分析并參與撰寫