慢性缺血致血管性痴呆大鼠脑血流量、病理及细胞因子的研究

随着人类社会的老龄化，痴呆的发病率也逐年增加，它困扰着许多老年人，给社会、家庭带来沉重的经济和精神负担。我国11个城市普查结果发现，60岁以上人群中VD的患病率为324/10万人口，AD为238/10万人口，VD占各类痴呆发病的第一位。但受欧美各国的影响，对痴呆的研究主要集中在AD上，而对VD的研究相对较少，且多为临床研究，基础研究甚少。因此，探讨VD的发病机制以指导其防治已成为我国医学界迫在眉睫的主要课题。 目前VD的病因尚不十分清楚，既往认为大多数VD是由于多发性脑梗塞所致。最近临床研究发现：血管性痴呆病人存在以额叶为中心的诸多脑区弥 漫性脑血流量下降，故脑血流慢性持续性下降在VD发病机制中所起的作用开始引起人们关注。 近来许多研究表明IL-1β、IL-6及TNF-α是参与缺血性脑损伤的三种重要炎症反应分子。但是，人们对细胞因子在缺血方面的研究目前多集中在急性脑缺血尤其是短暂脑缺血后再灌注方面，而在慢性脑缺血方面研究甚少，尤其是慢性持续性脑缺血后多种细胞因子经时变化的基础研究国内外尚未见报道。 本实验通过采用双侧颈总动脉永久结扎方法制备慢性前脑缺血动物模型；应用激光多普勒血流仪检测各组大鼠术后不同时间点（术后24小时、1周、半个月、1个月、2个月、3个月、4个月）额叶、顶叶、海马及皮质下区局部脑血流量（rCBF）；利用Morris水迷宫方法检测各组大鼠记忆功能；通过HE染色，光镜观察各组大鼠脑组织的形态学变化情况；采用免疫组织化学方法检测痴呆鼠海马区及颞叶皮质IL-1β、IL-6及TNF-α的经时变化情况。对慢性脑缺血致血管性痴呆在脑血流量、病理及细胞因子等多方面进行了系统研究，以期重点阐明细胞因子在慢性脑缺血致血管性痴呆发病机制中 的作用，为临床上防治血管性痴呆提供理论依据。所得结果如下： 1.大鼠双侧颈总动脉永久结扎后不同时期脑血流量的变化：大鼠双侧颈总动脉结扎后24小时，额叶皮质、顶叶、海马及皮质下区的脑血流量骤降，分别减少到正常的20.91%、52.76%、71.80%、67.86%；至半个月时有所恢复，分别达到对照组的32.19%、89.64%、89.89%、94.25%；之后各脑区脑血流量再度下降，至第4月时仍明显低于对照组。说明模型大鼠脑血流量呈慢性持续性稳定下降，与临床上VD病人的慢性持续脑血流量下降基本相似，能较好地反映VD病人慢性持续的脑灌注不足的特点。因此我们认为双侧颈总动脉永久结扎模型是研究VD的较好模型。 2.大鼠双侧颈总动脉永久结扎后不同时期记忆能力测定：通过Morris水迷宫检测大鼠记忆能力，结果发现经过训练已学会游迷宫的各组大鼠，双侧颈总动脉永久结扎1个月时,大鼠记忆功能即出现下降，游泳时间开始延长，直至4个月时记忆功能障碍持续存在。经统计学比较1～4个月各时间点实验组与对照组间差异非常显著(P<0.01)；而缺血1月组、2月组、3月组和4月组之间比较差异无显著性(P>.05)。这种记忆障碍与许多VD模型所致的认知功能障碍相比，具有慢性、持续性的特点，更接近于临床VD病人的发病过程。从而也证实了慢性脑灌注不足可导致进行性认知功能障碍，是VD发病的主要原因之一。 3.痴呆大鼠病理学检查结果：在慢性前脑缺血过程中，颞叶皮质经历了从锥体细胞水肿、缺血、凝固性坏死到变性、脱失伴星形胶质细胞增生的过程；海马区锥体细胞也经历了从最初的缺血、水肿改变逐渐发展成严重脱失、基质疏松、微空泡形成的过程。我们认为这种进行性的神经元脱失与慢性持续性脑血流量下降密切相关，而非急性脑缺血所致。 4. 痴呆大鼠海马区及颞叶皮质IL-1β、IL-6及TNF-α免疫组化结果：IL-1β、IL-6及TNF-α免疫组化结果发现对照组的海马区、颞叶皮质有IL-1β、IL-6及TNF-α的低表达，大鼠慢性前脑缺血海马区、颞叶皮质IL-1β、 IL-6及TNF-α免疫阳性细胞数明显增高，其免疫阳性细胞主要为海马和颞叶的星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元。其中，IL-1β免疫阳性细胞数在海马于术后24小时即明显增高并达高峰，颞叶则在1周时达高峰，以后均逐渐下降，直至4月时仍明显高于对照组；IL-6及TNF-α在海马和颞叶的表达则均于术后24小时明显增高，1周达高峰，此后均逐渐下降，直至4月时仍明显高于对照组。我们的研究结果显示：大鼠慢性持续性脑血流量下降可导致IL-1β、IL-6及TNF-α在海马区、颞叶皮质的持续性高表达，细胞因子IL-1β、IL-6及TNF-α参与了慢性脑缺血致血管性痴呆的发病过程。 总之，本研究对慢性脑缺血致血管性痴呆在脑血流量、行为学、病理及细胞因子多方面进行了系统研究，揭示了慢性脑缺血致血管性痴呆的部分发病机制。并提示我们在治疗慢性缺血致血管性痴呆的过程中，辅助抗炎治疗可能会阻断细胞因子所致的炎症级联损伤，从而延缓血管性痴呆的病情进展。 通过本实验可得出如下结论：(1) 双侧颈总动脉永久结扎可导致大鼠出现慢性持续性脑血流量下降；(2)慢性持续性脑血流量下降可导致大鼠出现持续性认知功能障碍；(3)慢性持续性脑血流量下降可导致大鼠颞叶皮质锥体细胞进行性脱失伴胶质细胞增生，海马CA1区锥体细胞严重脱失伴基质疏松、微空泡形成；(4)细胞因子IL-1β、IL-6及TNF-α参与了慢性脑缺血致