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近年来,缺血性脑血管病(ICVD)的发病率有逐年增高的趋势。为了深化ICVD的研究,应用缺血再灌注动物模型模拟人类ICVD,探讨ICVD发病机制、开发药物、开拓治疗新途径已成为神经科学领域重大课题之一。 脑缺血再灌注损伤中神经元出现凋亡和坏死两种死亡形式,对缺血后的神经元选择凋亡或坏死而言,很大程度上可能依赖于缺血这种损伤因素的强弱,较轻微和温和的脑缺血损伤可能以诱发细胞凋亡为主,剧烈的脑缺血损伤则以细胞坏死为主,其中对凋亡发生及其调控机制的研究日益受到重视;在缺血损伤中海马各区的病变具全脑缺血变化的全部特点,并出现易损性和抵抗性两种截然不同的现象,因而一直成为神经科学领域的研究热点,对其深入研究有利于阐明中枢神经系统的损伤机制,尽管目前对其选择易损性的机制还不十分清楚,但自由基损伤学说已越来越受到人们的关注,自由基清除剂和抗氧化剂的研究也在不断地深入。 目前,有关脑缺血损伤方面的文章报道较多,但以老年动物为研究对象,来探讨老年性脑缺血损伤的病理机制的文献,国内外报道均甚少。而随着高龄社会的发展,老年人口的数量剧增,老年性疾病已成为全球普遍关注的问题之一。因此研究老年大鼠全脑缺血-再灌注损伤中海马神经元的死亡形式及金属硫蛋白-1(MT-1)对缺血诱发细胞凋亡的抑制作用有较大的理论意义和社会价值。 本研究中以老年大鼠为研究对象,青年大鼠为对照;全脑缺血-再灌注动物模型采用了股动脉放血并双侧颈总动脉夹闭法。应用光镜、电镜及免疫组化技术(Tunel法、Caspase-3法)观察了脑缺血再灌注后海马神经元病理形态学的变化,并结合脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力及丙二醛(MDA)含量的测定,综合研究了细胞凋亡在老年大鼠全脑缺血-再灌注损伤中对海马神经元的影响;同时观察了腹腔注射MT-1对海马病变的影响。 研究结果表明:在短暂性全脑缺血中,海马锥体细胞存在着凋亡和坏死两种死亡形式,细胞凋亡在海马各区中的分布是一动态过程,各区对缺血易损伤性的顺序是:CA1及门区>CA2>CA3>齿状回;脑缺血再灌注不同时程,海马锥体细胞中DNA断裂及Caspase-3的表达与细胞凋亡呈现相似的变化趋势,且DNA的断裂早于Caspase-3的表达;与青年组相比,老年组海马神经元出现凋亡时间早且损伤严重;MT-1能抑制海马神经元的凋亡,减轻脑损伤,有较好的脑保护作用。 本研究从缺血损伤的形态学角度和基因及蛋白质水平,并结合脑组织中脂质过氧化产物MDA含量及抗氧化酶SOD、GSH-Px活力的测定,侧重从自由基损伤的角度初步探讨了老年大鼠脑缺血海马神经元损伤的病理机制。当然,脑缺血损伤的机制很难用单一的因素解释,可能为多因素作用的结果。但本研究结果表明,与青年动物相比,老年动物脑缺血再灌注损伤出现早且损伤重,且在缺血再灌注早期自由基清除剂(MT-1)有较好的脑保护作用,这可为进一步的研究及指导临床服务。