轻中型脑损伤鼠分类标准、认知行为障碍的病理学与中枢胆碱能神经机制研究

目的：首次建立大鼠轻、中型闭合性脑损伤分级的昏迷量化标准，观察伤后空间认知、运动学习功能、脑组织病理学、超微结构及中枢胆碱能神经系统的变化规律，为轻型脑损伤（MHI）即脑震荡（PCC）提供病理学理论依据。方法：利用自制闭合性脑损伤金属单摆装置复制大鼠脑损伤动物模型，按伤后反应大鼠损伤程度的昏迷五个生理指标和病理解剖观察进行实测与评分，经多元判别回归分析，建立多元判别方程。用Morris（MWM）水迷宫评价其空间认知与逆行性遗忘；用平衡木（BB）及横杆跑动试验（BW）测试运动学习能力。用HE、Nissl和银染色及透射电镜（TEM）对脑行组织病理学与超微结构研究。用抗ChAT、抗M1R、抗M2R、抗NR抗体免疫组织化学法观察脑Ach神经元及其受体M1、M2和N变化规律。结果：（1）应用实测值和评分值判别回归方程进行轻、中型脑损伤判别的概率分别是88.9％和91.9％。（2）行为学各实验组与对照组相比结果：①MHI即单纯性脑震荡（Pure cerebral concussion，PCC）在伤后6天找到平台的时间显著延长（P＜0.05），伤后8～21d差异无显著性。中型脑损伤即复杂性脑震荡（Complicatedcerebral concussion，CCC）鼠，伤后2周找到平台的时间显著延长（P＜0.05）。②PCC鼠伤后3天内有逆行性遗忘；CCC鼠伤后5天有逆行性遗忘。③PCC组BBT时间无显著性：但BWT实验在1～2d步入潜伏期显著延长为：29.50±25.30s和30.52±26.42s。CCC组BBT时间伤后第1～3天差异明显为：38.35±23.48s，41.63±19.24s和44.76±21.85s：在BWT第1～5天步入潜伏期显著延长，渐从48.12±18.24s至27.10±28.36s。（3）HE、Nissl和银染色见：从皮质到脑干各区域出现程度不等的神经元和纤维变性、坏死，病变以伤后4～16天为重。（4）伤后64天超微结构变化：皮质、丘脑神经元水肿，固缩和少量坏死；神经毡和胶质细胞水肿，微循环障碍明显，延髓锥体束神经纤维不同程度变性崩解，病变以BC后8～16天为重。（5）脑Ach神经元变化：①基底前脑ChAT阳性细胞数及其活性表达在BC后减少，至24d恢复，（伤后1、2、4、8、16d：P＜0.05）；脑干网状结构ChAT阳性细胞活性表达伤后上升，于伤后8d、16d、24d：P＜0.05。②M1R变化：丘脑于伤后1d、4d和16d显著下调（P＜0.05），低谷在第16d。海马、内侧隔核（MSN）、前额叶皮质（PFC）、Broca斜角带垂直支（VDB）和尾壳核（CPU）伤后呈轻度下调趋势，但无显著性。③M2R变化：丘脑于伤后1d、8d和24d组显著下调（P＜0.05）。海马伤后呈轻微下调，PFC、VDB、CPU和MSN脑区伤后呈即刻轻度上升，随后下调，但均无显著性差异；④NR变化：海马CA1～4、丘脑、PFC、VDB和CPU伤后呈轻度下降趋势，但无显著性（P＞0.05）。结论：（1）大鼠轻、中型脑损伤昏迷判别标准是一个科学实用的大鼠闭合性脑损伤分级标准，且较少受个体反应差异影响和尚无同类报道。（2）不同损伤程度的CC鼠在MWM迷宫、平衡木及横杆跑动实验中呈现不同程度的空间认知行为障碍、逆行性遗忘（RA）和运动学习障碍，且脑震荡损伤程度越重，上述各种认知学习缺陷变化时间持续越长，恢复越慢。BC鼠上述学习记忆改变未见有同类报道。（3）本模型致轻型脑损伤有弥漫性早期与延迟性神经元变性坏死，神经轴索纤维变性崩解、胶质细胞水肿、增生和微循环障碍等病理与超微病理损伤基础。（4）轻型脑损伤大鼠中枢胆碱能神经在Ach合成酶ChAT、M1、M2和N受体方面呈不同程度下调变化，提示胆碱能神经系统与轻型脑损伤认知功能改变之间有一定联系。