徐广润—脑出血的基础与临床研究进展.ppt
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1、基础研究基础研究w脑内直接注血脑内直接注血w脑内注入胶原酶脑内注入胶原酶 w自发性脑出血自发性脑出血w脑内植入填充物脑内植入填充物一、脑出血的动物模型一、脑出血的动物模型 脑内直接注血脑内直接注血 w通通过过立立体体定定向向手手术术直直接接向向脑脑内内注注入入自自体体动动脉血或凝血块,造成各种部位的脑出血。脉血或凝血块,造成各种部位的脑出血。w为为最最常常用用的的脑脑出出血血模模型型,大大小小动动物物都都有有人人应应用用,比比较较接接近近人人脑脑出出血血的的病病理理过过程程,而而且操作简单。且操作简单。w在在脑脑内内注注血血法法用用于于大大动动物物时时,产产生生的的血血肿肿大大小小及及形形态态
2、比比较较一一致致,重重复复性性好好,但但对对大大鼠则比较难于掌握。鼠则比较难于掌握。wYang等等在在立立体体定定位位下下将将100l l新新鲜鲜未未肝肝素素化化的的自自体体动动脉脉血血注注入入到到250350g的的Sprague-Dawley大大鼠鼠尾尾状状核核内内,成成功功制制成成脑脑出出血血模模型型(Yang GY,et al.1994年)年)。w其其主主要要的的方方法法改改进进是是:以以较较低低压压力力100mmHg、缓缓慢慢(5min)注注血血是是控控制制血血肿肿大大小小一一致致的的关关键键。该该模模型型适适合合于于研研究究脑脑出出血血的的占占位位效效应应、脑脑水水肿肿及及来来自自血
3、血管管的的活活性性物质等在脑损伤中的作用。物质等在脑损伤中的作用。wWagner等等(1996年年)采采用用68kg猪猪在在全全麻麻、气气管管插插管管、呼呼吸吸机机通通气气、股股动动脉脉插插管管取取血血及及监监测测血血压压等等条条件件下下,用用三三通通开开关关分分别别连连接接立立体体定定向向插插到到尾尾状状核核水水平平的的20号号塑塑料料管管、插插入入股股动动脉脉的的导导管管以以及及IVAC压压力力控控制制注注射射泵泵,从从股股动动脉脉抽抽取取10ml自自体体血血后后,调调节节三三通通开开关关用用泵泵在在15min的的时时间间将将1.7ml血血液液注注入入右右侧侧额叶白质内,制成脑出血模型额叶
4、白质内,制成脑出血模型。大鼠尾状核出血大鼠尾状核出血30min T2*序列序列 大鼠尾状核出血大鼠尾状核出血72h(标本)标本)大鼠尾状核注射凝血酶后大鼠尾状核注射凝血酶后bbb破坏破坏(Evans blue)猪脑叶出血猪脑叶出血24h BBB破坏破坏 脑内注入胶原酶脑内注入胶原酶 wRosenberg 1990年首先报道。年首先报道。w立体定位下用微量注射泵向立体定位下用微量注射泵向200300g的的SD大鼠尾状核注入含大鼠尾状核注入含0.011.00U细细菌胶原酶(菌胶原酶(VII型)的生理盐水型)的生理盐水2l,诱导大鼠脑出血。最后确定诱导大鼠脑出血。最后确定0.5U胶原胶原酶诱导的脑出
5、血模型适合于长期实验酶诱导的脑出血模型适合于长期实验研究。研究。w原理原理 胶胶原原酶酶是是一一种种金金属属蛋蛋白白酶酶,能能够够分分解解细细胞胞间间基基质质和和血血管管基基底底膜膜上上的的胶胶原原蛋蛋白白,破破坏坏血血脑脑屏屏障障。血血管管壁壁受受损损后后引引起起渗渗血血,血血液液逐逐渐渐积积聚聚,约约4小小时时后后出出血血区区融融合合成成片片状状出出血血。出出血血区区的的大大小小由由胶胶原原酶酶注注入量的多少决定。入量的多少决定。w优优点点:该该模模型型操操作作简简单单,所所产产生生的的出出血血大大小、形态及部位基本一致,重复性好。小、形态及部位基本一致,重复性好。w缺缺点点:注注射射胶胶
6、原原酶酶后后,需需要要一一段段时时间间才才能能产产生生出出血血,而而且且出出血血区区实实为为一一弥弥散散性性渗渗血血区区,并并非非一一个个完完全全的的血血肿肿,与与临临床床自自发发性性脑出血发病情况不同。脑出血发病情况不同。wChesney认认为为该该模模型型适适于于脑脑出出血血后后神神经经功功能能恢恢复复的的研研究究和和治治疗疗方方法法的的评评价价,不不宜宜用用于于血血肿肿的的演演变变、血血肿肿及及其其分分解解产产物物的的作作用用研究。研究。脑内植入填充物脑内植入填充物w其原理是利用立体定位手术在脑内其原理是利用立体定位手术在脑内植入一些惰性物质如微气囊或油和植入一些惰性物质如微气囊或油和石
7、蜡的混合物等来模拟脑出血的占石蜡的混合物等来模拟脑出血的占位效应。位效应。w该种模型在该种模型在20世纪世纪7080年代应用年代应用较多。较多。w但近年研究表明,血液本身的成分如但近年研究表明,血液本身的成分如凝血酶、血红蛋白及血浆蛋白等在脑凝血酶、血红蛋白及血浆蛋白等在脑出血后脑水肿形成和发展中起重要作出血后脑水肿形成和发展中起重要作用,血凝块产生的危害较在数小时内用,血凝块产生的危害较在数小时内注入相同体积的无活性占位物产生的注入相同体积的无活性占位物产生的危害更大。危害更大。w因此,该种模型在近年已较少应用因此,该种模型在近年已较少应用。自发性脑出血模型自发性脑出血模型w国内黄如训等用直
8、径为国内黄如训等用直径为0.3mm的银的银夹钳夹闭夹钳夹闭80100g的的SD大鼠的双侧大鼠的双侧肾动脉,制作出一种易卒中型肾血肾动脉,制作出一种易卒中型肾血管性高血压大鼠模型(管性高血压大鼠模型(RHRsp)。)。w其血压峰值稳定在其血压峰值稳定在172mmHg以上,以上,并发生与人类高血压病类似的脑动并发生与人类高血压病类似的脑动脉损害:脉损害:细小动脉纤维素样坏死、细小动脉纤维素样坏死、透明变性和微动脉瘤形成等。透明变性和微动脉瘤形成等。w在此基础上,在此基础上,61.8%的大鼠自发产生各种的大鼠自发产生各种类型的脑卒中:脑梗死、脑出血、蛛网膜类型的脑卒中:脑梗死、脑出血、蛛网膜下腔出血
9、和混合性脑卒中。下腔出血和混合性脑卒中。w优点:优点:该模型易于建立,价格低廉,无遗该模型易于建立,价格低廉,无遗传缺陷,无须人工诱导,可用一般正常大传缺陷,无须人工诱导,可用一般正常大鼠作对照研究。且有与人类脑出血相似的鼠作对照研究。且有与人类脑出血相似的高血压动脉硬化病理生理基础。高血压动脉硬化病理生理基础。w缺点缺点:其发生率较低,而且出血量及出血其发生率较低,而且出血量及出血区域同样无法控制。区域同样无法控制。二、脑出血的遗传学研究二、脑出血的遗传学研究w散发性脑出血散发性脑出血 w遗传性脑出血遗传性脑出血散发性脑出血散发性脑出血w肾肾素素-血血管管紧紧张张素素系系统统(rennin-
10、angiotensin system,RAS)血血管管紧紧张张素素原原(angiotensinogen,AGT)在在肾肾素素作作用用下下转转变变成成血血管管紧紧张张素素I,后后者者在在血血管管紧紧张张素素转转换换酶酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)的的作作用用下下,转转变变为为血血管管紧紧张张素素II。血血管管紧紧张张素素II有有许许多多不不同同的的生生理理作作用用,包包括括血血管管收收缩缩、促促进进血血管管平平滑滑肌肌细细胞胞增增生生、增增加加细细胞胞间间胶胶原原基基质质合合成成。这这些些作作用用主主要要是是通通过过血血管管紧紧张素张素-1受体受体(AG
11、T1R)中介完成的。中介完成的。wACE通通过过血血管管紧紧张张素素II间间接接调调节节血血管管张张力力并并使使平平滑滑肌肌细细胞胞增增生生。它它的的编编码码基基因因位位 于于 7q23位位 点点,相相 对对 分分 子子 质质 量量 为为21103(21kD),含含有有26个个外外显显子子,25个个内内含含子子,其其第第16内内含含子子有有一一287bp的的插插入入/缺缺失失(I/D)多多态态性性,与与血血浆浆中中酶酶的的水水平有关。平有关。w张张进进等等对对71例例脑脑出出血血及及189例例对对照照组组进进行行研研究究,发发现现脑脑出出血血组组的的II纯纯合合型型频频率率明明显显高高于于对对
12、照照组组(0.507:0.36),DD纯纯合合型型 频频 率率 则则 显显 著著 降降 低低(0.07:0.172,P=0.0354),提提示示ACE基基因因II纯纯合合型型可可能为脑出血的易感因子能为脑出血的易感因子.wAGT基基因因多多态态性性与与脑脑出出血血或或脑脑梗梗死死关关系系的的研研究究未未得得出出阳阳性性结结果果,但但AGT1RG116Q等等位位基基因因频频率率在在父父母母65岁岁前前有有卒卒中中史史的的个个体体比比无无病病史史者者高高(0.19:0.31,P=0.009)。w载载脂脂蛋蛋白白E(apolipoprotein E,apo E)基基因因 wApoE是是在在肝肝脏脏内
13、内合合成成有有多多态态性性的的糖糖蛋蛋白白,介介导导脂脂质质颗颗粒粒与与特特定定脂脂蛋蛋白白受受体体的的结结合合,大大量量存存在在于于脑脑中中,在在脑脑内内apoE是是胆胆固固醇醇和和脂脂质质运运输输的的主主要要中中介介产物,对膜的维持和修复非常重要。产物,对膜的维持和修复非常重要。wApoE由位于由位于19号染色体长臂的号染色体长臂的4个外显个外显子编码,子编码,有有2、3和和4三种不同的等三种不同的等位基因。由于研究发现位基因。由于研究发现apoE4等位基因等位基因与与Alzheimer病及动脉粥样硬化有关,因病及动脉粥样硬化有关,因此,此,apoE与脑出血的关系也得到了较多与脑出血的关系
14、也得到了较多的重视。的重视。w研究发现,研究发现,ApoE4等位基因频率在脑出等位基因频率在脑出血组比对照组高血组比对照组高(P=0.013),与脑出血预与脑出血预后差别有关后差别有关(P=0.0014)(Alberts MJ et al,1995)。)。wBasun等等研研究究了了75岁岁以以上上老老年年人人apoE基基因因型型与与脑脑出出血血的的关关系系,发发现现apoE4基基因因频频率率在在脑脑出出血血患患者者中中增增多多而而2等等位位基基因因频频率率降降低低。具具有有apoE4等等位位基基因因的的脑脑出出血患者预后较差(血患者预后较差(Basum H et al,1996)。)。凝血及
15、止血系统的研究凝血及止血系统的研究w凝凝血血酶酶作作用用于于凝凝血血因因子子FXIII,将将亚亚单单位位激激活活,亚亚单单位位选选择择性性地地把把纤纤维维蛋蛋白白单单体体与与其其他他物物质质(包包括括2抗抗纤纤酶酶)连连接接起起来来,纤纤维维蛋蛋白白的的交交连连增增强强了了其其机机械械力力和和对抗纤溶的能力。对抗纤溶的能力。wCatto等研究了等研究了FXIII Val34 Leu突变突变与卒中的关系,发现在原发性脑出血与卒中的关系,发现在原发性脑出血患者中其频率比对照组高患者中其频率比对照组高(P=0.05),但在脑梗死组中不显著,认为其突变但在脑梗死组中不显著,认为其突变可能有利于生成较弱
16、的纤维蛋白结构,可能有利于生成较弱的纤维蛋白结构,促发原发性脑出血,而对脑梗死具有促发原发性脑出血,而对脑梗死具有保护作用。保护作用。w纤纤维维蛋蛋白白原原B链链基基因因448位位存存在在G/A多多态态性性。Carter等等研研究究了了此此多多态态性性与与急急性性脑脑卒卒中中(其其中中脑脑出出血血18例例)的的关关系系,发发现现女女性性患患者者组组与与对对照照组组基基因因型型分分布布有有显显著著差差别别,认认为为等等位位基基因因A(赖赖氨氨酸酸)可可能能对对女女性性卒卒中中发发病病起起保保护作用,但此研究未区分卒中类型。护作用,但此研究未区分卒中类型。Endoglin 基因基因 wEndogl
17、in是是一一种种跨跨膜膜糖糖蛋蛋白白,在在血血管管内内皮皮细细胞胞上上水水平平较较高高,在在遗遗传传性性毛毛细细血血管管扩张症中有基因突变。扩张症中有基因突变。wAlberts等对等对103例散发型脑出血组及例散发型脑出血组及202例对照组研究了例对照组研究了endoglin基因第基因第7、8外外显子之间显子之间的的6个碱基的插入情况,发现个碱基的插入情况,发现插入纯合子在脑出血组比对照组显著增插入纯合子在脑出血组比对照组显著增多多(0.87:0.20,P=0.012)w认认为为这这种种插插入入可可能能改改变变了了endoglin基基因因的的转转录录和和表表达达,或或者者影影响响了了endog
18、lin基基因因与与其其它它对对血血管管完完整整性性有有关关键键作作用用的的蛋蛋白白质质的的相相互互作作用用。另另外外,Endoglin基基因因插插入入或或许许标标志志在在endoglin基基因因位位点点或或其其周周围围有有其其他他遗遗传传变变异异可可增增加加脑脑出出血血的的发发病危险。病危险。遗传性脑出血遗传性脑出血w脑脑淀淀粉粉样样血血管管病病(CAA)的的两两种种特特殊殊类类型型。从从遗遗传传形形式式上上都都是是常常染染色色体体显显性性遗遗传传,临临床床表表现现相相似似,但但病病理理上上有有区别。区别。w荷荷 兰兰 型型(hereditary cerebral hemorrhage wit
19、h amyloidosis of Dutch type,HCHWA-D)w冰冰 岛岛 型型(hereditary cerebral hemorrhage with amyloidosis of Iceland type,HCHWA-I)荷兰型荷兰型 w 此病理特征为大量的此病理特征为大量的A沉积于软脑膜的沉积于软脑膜的小动脉及皮质的微动脉,引起反复出血。小动脉及皮质的微动脉,引起反复出血。A是由是由APP转变而来的,转变而来的,APP基因位于基因位于21号染色体上,被认为是号染色体上,被认为是Alzheimer 病致病病致病基因。基因。w Leyy等对等对HCHWA-D患者的患者的APP基因第
20、基因第14、15外显子研究发现,在外显子研究发现,在APP cDNA的的1 852位的核苷酸由位的核苷酸由GC,使,使A22位的谷位的谷氨酰胺代替了谷氨酸,这一突变致使蛋白氨酰胺代替了谷氨酸,这一突变致使蛋白质易于水解和积聚。质易于水解和积聚。冰岛型冰岛型 w临床表现与临床表现与HCHWA-D非常相似,病理非常相似,病理上是由上是由胱蛋白胱蛋白C的类淀粉样蛋白的类淀粉样蛋白在脑血在脑血管壁上沉积形成的脑血管病变,这种类管壁上沉积形成的脑血管病变,这种类淀粉样蛋白是一种突变了的胱蛋白淀粉样蛋白是一种突变了的胱蛋白C,其基因编码第其基因编码第68位密码子的位密码子的CTGCAG突变使突变使亮氨酸变
21、谷氨酰胺亮氨酸变谷氨酰胺。w人人类类的的胱胱蛋蛋白白C基基因因位位于于第第20号号染染色色体体的的短短臂臂上上,由由4 500bp组组成成了了3个个外外显显子子,编编码码120个个氨氨基基酸酸。正正常常的的胱胱蛋蛋白白C是是一一种种半半胱胱氨氨酸酸蛋蛋白白酶酶抑抑制制剂剂,L68Q胱胱蛋蛋白白C变变异异型型比比野野生生型型更更易易产产生生二二聚聚体体,并并且且与与温温度度有有很很大大关关系系,这可能与其在血管壁上的沉积有关。这可能与其在血管壁上的沉积有关。三、脑出血病理生理机制研究三、脑出血病理生理机制研究w对脑内血肿病理作用的重新认识对脑内血肿病理作用的重新认识 w局部脑血流的变化局部脑血流
22、的变化 w脑水肿脑水肿对脑内血肿病理作用的重新认识对脑内血肿病理作用的重新认识w既往认为既往认为,活动性脑出血多是一次性的,很,活动性脑出血多是一次性的,很少持续少持续1 h以上以上。现在发现现在发现起病起病1 h后出血仍可后出血仍可持续。持续。w既往认为既往认为,源于脑内血肿的脑损伤是血肿本,源于脑内血肿的脑损伤是血肿本身压迫周围脑组织的微循环,产生血肿周围身压迫周围脑组织的微循环,产生血肿周围区域的脑缺血和水肿所致。但区域的脑缺血和水肿所致。但目前认为目前认为,除,除血肿本身的占位性损害外,尚有周围脑组织血肿本身的占位性损害外,尚有周围脑组织血液循环障碍、代谢紊乱血液循环障碍、代谢紊乱(如
23、酸中毒如酸中毒)、血管、血管运动麻痹、血脑屏障受损和血液分解产物释运动麻痹、血脑屏障受损和血液分解产物释放多种生物活性物质对脑组织的损害。放多种生物活性物质对脑组织的损害。w有学者用有学者用50 l微气囊充胀微气囊充胀模型研究了模型研究了单独占位效应引起的缺血性改变,发单独占位效应引起的缺血性改变,发现远隔区缺血性损伤明显轻于注入同现远隔区缺血性损伤明显轻于注入同等血量的脑出血模型,说明血液分解等血量的脑出血模型,说明血液分解释放的多种活性物质对脑组织有损害释放的多种活性物质对脑组织有损害作用。作用。局部脑血流的变化局部脑血流的变化w实验研究发现,出血后血肿周围组织实验研究发现,出血后血肿周围
24、组织的血流可出现短暂下降,其下降程度的血流可出现短暂下降,其下降程度与血肿大小呈正相关。在出血量相同与血肿大小呈正相关。在出血量相同的情况下,随着时间的延长局部脑血的情况下,随着时间的延长局部脑血流流(rCBF)一般也逐渐下降。一般也逐渐下降。w脑出血后虽存在缺血,但梗死的出现脑出血后虽存在缺血,但梗死的出现取决于缺血程度和持续时间。取决于缺血程度和持续时间。w实验表明,猴脑血流下降至实验表明,猴脑血流下降至1012 ml/(100 gmin)达达23 h才出现梗死,而血流量在才出现梗死,而血流量在25 ml/(100 gmin)时,即使持续较长时间也时,即使持续较长时间也不会出现梗死,而脑出
25、血后脑血流的改变不会出现梗死,而脑出血后脑血流的改变均在缺血性损害的阈值均在缺血性损害的阈值1520 ml/(100 gmin)以上,并且以上,并且4 h内均已恢复正常。内均已恢复正常。w因此,脑出血后局部组织缺血的程度和时因此,脑出血后局部组织缺血的程度和时间均不足以导致缺血损害。间均不足以导致缺血损害。脑水肿脑水肿w既往认为,脑出血后血肿压迫微循环可既往认为,脑出血后血肿压迫微循环可引起周围组织缺血,在脑出血后水肿的引起周围组织缺血,在脑出血后水肿的产生中起主要作用。产生中起主要作用。w目前认为,目前认为,血肿释放的某些活性物质或血肿释放的某些活性物质或血液本身的成分可能是脑水肿产生的物血
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