寒冷对急性脑梗死病灶周边的作用

姚于飞 李明智 吴晓牧 胡国柱 黄 刚 曹文峰 谢旭芳 高幼奇

(乐清市人民医院急危重症监护室，浙江 乐清 325600)

气温急剧变化对脑血管疾病有显著影响，也是导致脑梗死发生或加重的重要因素之一〔1〕。因此，根据气温变化适时预防和加强脑梗死患者的治疗，从而降低脑梗死死亡率和致残率已成为医学界关注的热点。质子磁共振波谱(1H-MRS)是一种利用磁共振现象和化学位移作用进行一系列原子核和化合物分析的磁共振新技术，可无创性检测活体组织内一些化合物和代谢物的含量，对于了解各种疾病的生化、病理生理变化、临床诊断、预后和疗效判断等均有非常重要的意义。本文通过1HMRS检测探讨脑梗死患者梗死灶周边脑组织在不同气温情况下的损伤程度，为气温变化适时预防和加强脑梗死患者的治疗提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2009年1月至2010年4月江西省人民医院神经内科收治，并经临床和MRI确诊为一侧大脑中动脉急性脑梗死的患者28例，其中男19例，女9例，年龄34～86〔平均(65.32±14.45)〕岁。全部病例先经CT检查，除外脑出血后即行MRI检查、磁共振扩散加权成像(DWI)和氢质子磁共振波谱(1H-MRS)检查。

1.2 检查方法 采用美国GE公司1.5T Signal超导型磁共振扫描仪，所有患者均进行MRI常规及多体素二维1H-MRS扫描。MRS检查采用PRESS多体素序列，检测部位为梗死灶边缘8.0 mm以内的半卵圆中心区，即感兴趣容积(ROI)。

1.3 图像分析与评价指标 根据脑梗死发生当天的平均气温和ROI距病灶区8.0 mm以内条件分为0～5℃、5℃ ～10℃、10℃ ～15℃及15℃ ～20℃组，MRS由机器自动完成信号平均、基线矫正、相位循环、代谢物识别和谱线下面积的计算，所得数值代表各代谢物的浓度。主要观察代谢物为N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、含胆碱代谢物(Cho)、肌酸/磷酸肌酸(Cr)、乳酸(Lac)和脂质(Lip)。评价指标主要有 NAA、Cho、Cr。采用Efilm workstation软件计算出梗死灶外缘距ROI的距离，选取梗死灶外缘距病侧ROI 8.0 mm以内的病例。

1.4 统计学分析 应用SPSS17.0统计软件包进行独立样本t检验及单因素方差分析(one-way ANOVA)。

2 结果

28例急性脑梗死患者经1H-MRS检查显示出主要代谢物峰的位置:NAA为2.02 ppm、Cho为3.20 ppm、Cr为3.03 ppm，Lac和Lip在1.32～1.33 ppm。在1.33 ppm处可见各种形态的乳酸和脂质(Lac+Lip→LL)重叠波。由于TE 144 ms时，Lac与其后续峰脂质部分发生重叠〔2〕，因而并未对Lac进行分析。在MRS中急性脑梗死ROI区域的NAA、Cho、Cr值表现为NAA峰最高，Cr最小、Cho介于其两者之间。四组不同气温组的各代谢物均值见表1。

0～5℃组 ROI区 NAA、Cho、Cr值均较其他组升高，除 Cr值与10℃ ～15℃组无统计学意义外，其余项目均有统计学意义(P＜0.05，P ＜0.01)。5℃ ～10℃组 NAA、Cho、Cr值均较其他组降低，除Cho与15℃ ～20℃组间无显著性差异外，其余项目均有统计学意义(P＜0.05，P＜0.01)。10℃ ～15℃组与15℃ ～20℃组间无显著性差异，但NAA、Cho、Cr值均呈升高趋势。

表1 不同平均气温下病灶周边各代谢物均值(s)

表1 不同平均气温下病灶周边各代谢物均值(s)

与0～5℃组比较:1)P＜0.01，2)P＜0.05;与5℃ ～10℃组比较:3)P ＜0.05，4)P ＜0.01

NAA Cho Cr 0～5℃组 6 1 031.50±128.25 865.50±128.25 669.17±99.52组别 n 5℃ ～10℃组 7 426.14±99.431) 441.29±99.431) 345.71±45.231)10℃ ～15℃组 8 804.63±96.201)4)648.38±106.732)3)574.25±42.174)15℃ ～20℃组 7 759.86±107.911)4)593.43±98.561)534.00±99.092)4)

3 讨论

1H-MRS具有信号强的特点，能检测脑内的化合物主要有NAA、Cho、Cr、Lac及Lid等。MRS的每一个共振峰代表不同的代谢物，共振峰下面积与共振核的数目呈正比，反映化合物的浓度，可以用于定量分析〔3〕。

临床研究和动物实验均证明，NAA浓度降低与神经元或轴突的缺失有显著的相关性〔4，5〕。病灶周边NAA较正常对侧低，表明梗死灶周边脑组织神经元水肿或发生一定程度的变质。本研究证明平均温度＜5℃可能间接降低了脑温，从而减轻梗死灶周边的损伤，一定程度上达到低温脑保护的作用。但是当环境气温为5℃ ～10℃时，NAA值最小，梗死灶周边的损伤重于10℃ ～20℃，这可能是由于寒冷一方面可以通过刺激外周冷觉感受器引起交感神经兴奋，肾上腺素、血管紧张素等血管收缩激素分泌增加导致血管收缩，增加血糖、血脂，增加血液黏滞度，减少血供，加重缺血性损伤;另一方面在环境气温为5℃ ～10℃时既不能降低脑代谢，又出现血液供给减少，在这种代谢需求增加、代谢产物堆积、氧自由基局部过量、水肿加剧的情况下，脑神经元损伤加剧。环境气温高于10℃，脑组织代谢随温度增加而增强，导致代谢产物和氧自由基局部过量，故出现随温度的增加神经元损伤加重。

Cho信号增加常发生在白质，反映了细胞膜的合成情况，与细胞的快速生长、星形细胞的肿胀及胞内微胶质增生有关，而Cho下降则代表细胞密度下降。本文结果说明Cho下降与病灶周边区的病理生理反应及细胞数量的减小密切相关。脑梗死恢复期NAA与Cho的表现可能出现分离。

有研究表明，脑梗死发生后Cr在同一脑内的量仍然保持恒定。但本文显示，在梗死灶周边ROI区其与NAA表现一致，这与Susana等〔6〕研究结果一致。说明受梗死灶影响其ROI水肿，血供下降，能量代谢下降，磷酸肌酸合成减少，故Cr也降低。同时也证明梗死灶周边区脑组织所有各种细胞均出现不同程度的水肿、变质，能量代谢紊乱、甚至停滞。

虽然寒冷可以通过不同途径增加脑梗死的发病率，如:①刺激皮肤冷觉感受器，引起交感神经兴奋，引发血管收缩，增加血管阻力，升高血压;②增加胆固醇、LDL-C分泌及降低脂蛋白脂肪酶活性，升高血脂;③升高血糖;④增加外周血中的血小板和红细胞含量，增加血液黏滞度;⑤影响神经-体液的调节，如增加尿钠的分泌，导致血液浓缩等〔7〕。但本文研究表明，在环境平均温度＜5℃时，寒冷可以减轻梗死灶周边脑组织的损伤程度，起着脑保护作用，为挽救脑梗死周边区赢得时间。脑温由37℃降至20℃，脑代谢率降低5倍，保护作用可增加10～30倍，即使在ATP池完全耗竭后，低温仍有脑保护作用。轻度低温(脑温30℃ ～34℃)可减少全脑缺血诱发的神经细胞内多巴胺外流;可减轻缺血导致的细胞外兴奋性氨基酸浓度升高;进而抑制缺血诱发的蛋白激酶C的移位和热休克蛋白表达，最终改变神经递质的释放，直接影响缺血性脑损伤的程度。

总之，低温是一把双刃剑，不仅可促使脑梗死的发生，同时也降低脑组织代谢，减轻脑损伤。然而在5℃ ～10℃温度组却见脑损伤较10℃ ～15℃、15℃ ～20℃温度组脑损伤更为严重，此现象的发生机制值得深入研究，也有待于扩大样本量观察此现象的可靠性和稳定性。

1 郑学山，山义昌，徐太安，等.脑中风疾病与气象条件的关系及预报〔J〕.山东气象，2002;22(88):23-4.

2 Harada K，Honmou O.Magnetic resonance lactate and lipid signals in rat brain after middle cerebral artery occlusion model〔J〕.Brain Res，2007;1134(1):206-13.

3 田新英，王建华，吴 晶，等.脑梗死患者磁共振质子波谱的变化〔J〕.中华老年心脑血管病杂志，2003;5(1):30-2.

4 Podell M，Hadjiconstantinou M，Smith MA，et al.Proton magnetic resonance imaging and spectroscopy identify metabolic changes in the striatum in the MPTP feline model of Parkinsonism〔J〕.Exp Neurol，2003;179(2):159-66.

5 Bertolino A，Frye M，Callicott JH，et al.Neuronal pathology in the hippocampal area of patients with bipolar disorder:a study with proton magnetic resonance spectroscopic imaging〔J〕.Biol Psychiatry，2003;53(10):906-13.

6 Susana MM，Vera C，Paul AA，et al.Choline and creatine are not reliable deominators for calculating metabolite ratios in acute ischemic stroke〔J〕.Stroke，2008;39:2467-9.

7 Hadaegh F，Harati H，Zabetian A，et al.Seasonal variation of serum lipids in adults:Tehran lipid and glucose study〔J〕.Med J Malaysia，2006;61(3):332-8.