抗氧化剂在持续高压氧暴露致脑血流量升高中的作用研究

发布时间：2017-11-06 20:23

  本文关键词：抗氧化剂在持续高压氧暴露致脑血流量升高中的作用研究

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【摘要】： 机体吸入氧分压过高的气体一定时程后会出现毒性反应。当氧分压(partialpressure of oxygen,PO_2)足够高时,毒性反应在较短时间内即可发生。急性氧中毒(acute oxygen toxicity)的临床表现主要是中枢神经系统(central nervoussystem,CNS)功能紊乱,因此又称为中枢神经系统氧中毒,其最剧烈、最典型的表现是惊厥大发作,称为“氧惊厥”(oxygen convulsion,OC)。急性氧中毒可以引起淹溺等继发潜水事故与疾病,极大地限制了使用氧气轻潜水装具执行水下军事作战任务,以及水下商业性潜水作业和科学考察等活动。近年来,在国际上对于失事潜艇艇员的救助研究发现,预吸高压氧(hyperbaric oxygen,HBO),可以提高艇员的生命安全率,同时也可以显著减轻减压病的病情及后遗症。在此过程中,由于要在相当于潜艇失事深度的压力下吸氧,就有可能用到压力很高的氧。 因此,有效预防氧惊厥,以最大限度地安全用氧,在军事和民用潜水作业中都具有极高的应用价值。但目前对于氧惊厥发病机制的认识还非常有限,使所能采取的预防措施也是很被动的,主要是限制吸氧的压力和时程。即使是相对较为主动的预防措施——间歇吸氧,其采用的间歇性暴露方案也是经验性的,还需要更加充分的科学依据予以支持。因此,深入研究氧惊厥的发病机制,特别是找出与其发病直接相关的关键性因素,对于寻找到更好的预防措施,以及对目前所用预防措施的进一步优化等,都具有重要意义。 近年来,在研究高压氧暴露过程中脑血流量(cerebral blood flow,CBF)改变与氧惊厥发生的关系中发现,在持续高压氧暴露导致惊厥发生前的一段时间,脑血流量总是会出现异常明显的升高。在间歇性高压氧暴露中,脑血流量会随着呼吸气体(高压氧—高压空气)周期性地转换而出现升高与下降的交替变化。正是由于脑血流量随呼吸压缩空气出现周期性下降,才使得间歇吸氧可以有效延缓惊厥发生。这些研究结果都表明,持续高压氧暴露导致的脑血流量异常升高,是诱发氧惊厥发生的最为重要的原因。进一步的研究认为,导致脑血流量升高的是一氧化氮(nitric oxide,NO),并且主要是由脑组织中的神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)产生的。 许多研究也表明,活性氧自由基本身就可以通过影响脑血管平滑肌和内皮细胞中物质代谢等途径,对脑血管的舒张和收缩活动产生显著的影响。而高压氧暴露时,体内可以产生大量的各种类型的活性氧自由基。因此我们考虑,在高压氧暴露条件下,大量产生的活性氧自由基是否也参与了惊厥发作前脑血流量的异常改变。 本课题旨在通过考察部分抗氧化剂对持续高压氧暴露引起脑血流量变化的影响,以探讨活性氧自由基在氧惊厥发作前脑血流量异常改变中的作用,从而深入探讨氧惊厥发作前脑血流量异常变化的可能机制。并进一步明确持续高压氧暴露引起脑血流量改变与氧惊厥发生的关系。为此我们开展了以下研究工作: 1.与国外大量研究中所使用动物为麻醉状态的不同,我们首先建立了高压暴露条件下清醒大鼠脑电图和脑血流量联合实时记录的方法,从而减少了麻醉剂对中枢神经系统的干扰。 2.应用nNOS抑制剂7-硝基吲哚(7-Nitroindazole,7-NI),观察了持续高压氧暴露下清醒大鼠脑血流量的变化情况。 3.应用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)和维生素E(vitamin E,Vit.E),观察了持续高压氧暴露下清醒大鼠脑血流量的变化情况。 主要研究结果如下: 1.持续HBO暴露时,清醒大鼠在氧惊厥发作前,脑血流量会先后出现两次异常明显的升高。在脑血流量出现第二次明显升高后不久,脑电图会出现典型的代表惊厥发作的波形。提示高压氧暴露导致的脑血流量异常升高是诱发氧惊厥的重要原因。 2.给予nNOS抑制剂7-NI(30 mg/kg)后,可以抑制持续HBO暴露时,清醒大鼠惊厥发作前的脑血流量异常升高,同时惊厥发作也被显著延后。提示脑组织中nNOS产生的NO是引起脑血流量升高,以及诱发氧惊厥发作的重要原因。 3.给予抗氧化剂NAC(100,150,200 mg/kg)和Vit.E后,也可以抑制持续HBO暴露时,清醒大鼠惊厥发作前的脑血流量异常升高,提示活性氧自由基(reactive oxygen free radical)在持续高压氧暴露导致的脑血流量异常升高中,同样具有非常重要的作用。但是它们对惊厥发作却没有显著的延迟作用。 研究结果表明,nNOS产生的NO在持续高压氧暴露导致脑血流量异常升高中具有重要作用,并且脑血流量异常升高也是诱发氧惊厥的重要原因之一。研究结果同时也初步表明,活性氧自由基在持续高压氧暴露导致的脑血流量异常升高中,也同样具有非常重要的作用。NAC和Vit.E等抗氧化剂虽然可以抑制持续高压氧暴露导致的脑血流量异常升高,但对惊厥潜伏期却没有显著的影响,表明氧惊厥的发生确实涉及了较为复杂的机制,除了脑血流升高的诱发作用外,同时还存在着其它的也非常重要的诱发因素和致病机制,需要进行更加广泛而深入的探讨。
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R84

【参考文献】

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本文编号：1149251