慢性脑缺血致认知障碍大鼠线粒体损伤机制及脑脉泰保护作用研究

血管性痴呆是一系列脑血管病因素引起的脑组织损害，同时伴有严重记忆减退和认知障碍的综合征。其中缺血性脑血管病在发病原因中居首位。各种因素引起的慢性脑缺血作为神经系统一种常见的病理生理过程，被认为是VD、AD、Binswanger病等许多疾病的共同的病理生理过程，成为研究血管性痴呆发病机制的主要研究方向。 双侧颈总动脉永久性结扎模拟慢性脑缺血导致血管性痴呆模型，能够检测到海马、皮质等区域脑血量下降，神经元细胞脱失凋亡，乙酰胆碱水平下降，能量代谢异常及氧化应激等变化。我们前期研究发现，在慢性脑缺血早期与线粒体代谢有关的多种神经突触蛋白已发生改变。线粒体作为能量产生的工厂，同时也是细胞内产生氧自由基最多的部位。早期应用脑脉泰可提高血管性痴呆大鼠的空间学习和记忆能力，改善大鼠认知功能。脑脉泰是由红参、三七、当归、丹参等组成的中药制剂，具有益气活血、化瘀通络之功效，但其改善大鼠认知功能的机制尚不清楚。 目的： 1.制备慢性脑缺血致血管性痴呆大鼠模型，观察其线粒体发病机制。 2.观察脑脉泰对血管性痴呆大鼠认知功能、海马及额叶皮质神经元凋亡的影响，探究脑脉泰改善血管性痴呆认知功能的病理基础及线粒体抗氧化应激作用机制。 方法： 1.采用双侧颈总动脉永久性结扎法(2-VO)制备血管性痴呆模型。术后分别给予脑脉泰不同剂量灌胃治疗6周。应用Morris水迷宫检测大鼠认知功能的改变。 2.HE染色观察海马CA1区及额叶皮质神经元形态变化。 3.检测血管性痴呆大鼠的脑组织线粒体功能，包括线粒体活性氧（ROS）、锰超氧化物歧化酶（SOD）、线粒体肿胀度、膜电位等；免疫印迹法检测脑组织线粒体Sirt3和PGC-1α的蛋白表达变化。 结果： 1.定位航行实验结果显示：与假手术组大鼠相比，模型组大鼠潜伏期明显延长，两者的差异具有统计学意义（P＜0.01）。在空间探索实验中发现，与假手术组相比，模型组大鼠在跨越原平台时间和次数上均减少，具有显著差异（P＜0.05），说明模型组大鼠记忆能力下降。高剂量给药组跨越原平台时间和次数提高明显，与模型组相比差异显著（P＜0.05）。在空间探索实验的运动轨迹图可看出，模型组的运动轨迹为边缘式，而假手术组大鼠运动的目标性较强，多集中在原平台所在的第三象限，给药组大鼠运动轨迹较模型组改善明显，尤其是高剂量给药效果更好。 2.观察慢性脑缺血致血管性痴呆大鼠HE染色病理切片可以发现，与假手术组相比，模型组大鼠的海马CA1区和额叶皮质的正常神经元数目明显减少，细胞凋亡缺失严重。脑脉泰给药组HE染色神经元细胞核染色、细胞形态、排列等得到明显改善。 3.与假手术组相比，慢性脑缺血模型组大鼠线粒体ROS生成增加，肿胀明显，膜电位下降，SOD活性下降。脑脉泰给药组能够降低线粒体ROS生成，减弱线粒体肿胀程度，线粒体膜电位得到提高，增加线粒体SOD活性。脑脉泰对线粒体功能具有改善作用。慢性脑缺血模型组大鼠线粒体Sirt3和PGC-1α蛋白水平明显低于假手术组（P＜0.05）。与模型组大鼠相比，脑脉泰给药组大鼠两类蛋白的表达水平明显升高，差异具有显著性（P＜0.05）。 结论： 1.慢性脑缺血可致大鼠出现进行性认知功能障碍。 2.脑脉泰可以改善血管性痴呆大鼠的认知功能，提高空间学习、记忆能力。 3.大鼠慢性脑缺血后线粒体功能受损，ROS生成增加，SOD活性水平下降，Sirt3和PGC-1α蛋白表达受抑制，进而导致认知障碍。 4.脑脉泰给药可改善线粒体功能，提高Sirt3和PGC-1α蛋白的表达，推测其通过参与慢性脑缺血后氧化应激的调节而改善认知。