奥拉西坦对颅脑损伤大鼠的保护作用*

李建伟，杨东军，陈旭义，梁海乾△

（1.武警后勤学院附属医院脑系科中心，天津300162；2.天津中医药大学，天津300193；3.河北省霸州市第二医院脑外科，霸州065701）

颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）是神经外科常见病，不仅可以引起患者神经功能缺失，而且可能直接危及病人的生命，国内外非常重视对创伤性颅脑损伤的发病机理及其救治的研究［1］。促智药（nootropics）是一类能促进学习记忆能力的药物，其选择性地作用于大脑皮层和海马，保护、激活或促进神经细胞功能的恢复，而药物本身没有直接的血管活性，也没有中枢兴奋作用。对学习记忆能力的影响是一种持久的促进作用，这一类化合物都是氨基丁酸衍生物［2］。奥拉西坦是一种新的吡咯烷酮衍生物，通过广泛的药理研究和临床试验证明奥拉西坦作用较吡拉西坦强2～5倍，是一种有广泛应用前景的益智药，本文为研究奥拉西坦对颅脑损伤患者的保护作用进行了动物实验。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

自制脑损伤装置（撞击装置由支架、套管、砝码和脚板四部分组成，其中套管每隔1 cm钻一小孔，以助排出管内空气，减少阻力（砝码重20 g，脚板为直径4 mm、高1 mm的圆柱体）［3］；Morris水迷宫测试系统（中国科学院药物研究所）；微型磨钻（韩国生产）；蚊式止血钳（上海医疗器械集团公司手术器械厂）；10%水合氯醛（国药集团化学试剂有限公司）；奥拉西坦胶囊（湖南健朗药业有限责任公司）

1.2 实验动物及分组

成年雄性Wistar大鼠30只，清洁级，体重280～300 g，由天津医科大学实验动物中心提供，随机分为假手术组、模型组和治疗组（n＝10）。

1.3 TBI模型

参照Feeney法，自制脑损伤装置，大鼠术前均禁食8 h，禁水2 h，用10%水合氯醛腹腔内注射麻醉后，俯卧固定于木板上（右侧颅顶部备皮，常规消毒铺巾，选取右侧颅顶旁正中切口，长约3 mm，分离皮肤，切开骨膜，向两侧分离，露出约0.8 cm2大小的颅骨。以前囟后1.5 mm处为中心钻孔，蚊式钳扩大骨窗至4 mm（注意保护矢状窦和硬脑膜，骨窗不能太大，以防脚板倾斜），置入脚板。假手术组颅骨钻孔后不进行打击，模型组和治疗组大鼠从20 cm高度自由落体进行一次撞击（撞击能量为400 g·cm），骨蜡密封颅骨，缝合头皮术毕。治疗组术后给予奥拉西坦 100 mg／（kg·d），灌胃，连续给药 21 d。

1.4 神经功能检测

术后第 1、4、7、14、21天对三组大鼠进行神经功能缺损评分，包括运动、感觉、反射及平衡能力 4项，最高18分，最低0分，1～6分为轻度损害，7～12分为中度损害，13～18分为重度损害。

1.5 Morris水迷宫测试

各组大鼠在术后15 d～19 d进行Morris水迷宫测试，测试程序主要包括定位航行试验和空间探索试验两个部分。测试正式开始前1 d，让大鼠于无逃避平台的水迷宫池内自由游泳60 s，进行适应性训练。Morris水迷宫直径150 cm，高 50 cm，可见平台直径10 cm，高35 cm，放在水下2 cm处。水温 19℃～22℃。迷宫放置在黑色屏风内，屏风四面有不同的图形线索供大鼠定位用。整个实验过程中，图形线索保持不变。大鼠每天训练1次，每次训练随机从4个不同象限入水。记录从象限出发点至寻找到平台的时间，即逃避潜伏期（EL）；假如大鼠在120 s内未发现平台，则引导大鼠游上平台，其EL为120 s。每日训练结束后去除平台，从距离平台最远的象限入水，记录大鼠在目标象限内搜索时间及经过目标平台位置次数［4］。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 神经功能检测

三组大鼠术后不同时间点神经功能缺损评分，治疗组7 d，14 d和21 d的评分显著低于模型组（P＜0.05，表 1）。

2.2 Morris水迷宫测试

2.2.1 定位航行实验 在术后第15～19天的定位航行实验中，每天各组间的平均逃避潜伏期比较：术后16 d起模型组〉治疗组〉假手术组，各组比较差异具有统计学意义（P＜0.05，表 2）。

2.2.2 空间探索实验 大鼠在目标象限内搜索时间及经过目标平台位置的平均次数：假手术组＞治疗组＞模型组，各组比较差异均有统计学意义（P均＜0.05，表 3）。

Tab.1 Neurologic impairment score of different time after operation（¯x±s，n＝10）

Tab.2 Escape latency of rats in 3 groups after operation（s，¯x±s，n＝10）

Tab.3 Searching time in target quadrant and number of crossing target platform in rats（¯x±s，n＝10）

3 讨论

实验性TBI模型的研究一直是TBI研究中的一个重要的环节。1981年Feeney等采用改进的自由落体脑损伤装置，参照动物脊髓损伤的方法首次成功建立大鼠脑皮质挫伤模型。该模型是以不同高度不同质量的重锤以自由落体方式撞击，造成不同程度的闭合性TBI。经过常规组织病理学观察。具有损伤方法简便，条件易于控制，损伤程度较一致等特点［5］。故本实验采用改良的Feeney方法制作脑损伤大鼠模型。

本实验发现，采用改良的Feeney法造模后，大鼠的神经功能受损，经奥拉西坦治疗后，神经系统损伤明显减轻。在Morris水迷宫测试时发现脑损伤后大鼠的学习能力、记忆能力、空间认知能力均受到影响，较假手术组大鼠明显下降；经过奥拉西坦治疗后大鼠的学习能力、记忆能力、空间认知能力可以获得提高。选择在创伤后第15天开始进行水迷宫实验，考虑到大鼠的皮肤缝合伤口已经愈合，可以避免游泳时污染伤口导致的感染，同时能在奥拉西坦治疗的同时进行水迷宫实验，使奥拉西坦的作用得到较好发挥。

创伤性脑损伤后脑组织的炎症反应与其它一些病理生理过程如缺血、缺氧、脑水肿、自由基反应等互相影响，引起继发性脑损害，加重脑损伤［6］。对颅脑损伤后继发性神经功能缺失的治疗一直受到高度重视，给予及时有效的神经保护具有重要的临床意义。其损伤机制可能为：脑创伤后细胞能量代谢障碍，维持细胞内外离子平衡的离子泵衰竭，钠离子和水内流，细胞糖酵解增加，乳酸堆积，造成细胞内酸中毒和高渗透压，导致细胞性脑水肿［7］。同时，神经末梢内谷氨酸大量释放并逆转神经末梢和胶质细胞高亲和性摄取系统的活动，把胞浆内谷氨酸也大量排至胞外，持续过度刺激兴奋性氨基酸受体，导致钙超载，使神经元进一步变性、坏死。

奥拉西坦为新型脑代谢改善药，能透过血脑屏障，其作用机制是作用于中脑网状结构胆碱能神经元，促进磷脂胆碱和磷酰乙醇胺的合成，提高大脑皮层和海马部位乙酰胆碱的转运，增强脑磷酸酯酶A1的活性，抑制脑磷脂分界，激活酰苷酸激活酶，提高ATP转化即葡萄糖代谢率，增加磷脂、蛋白质和RNA的合成［8］；促进脑代谢，提高大脑对氧、葡萄糖的利用，有效改善记忆障碍，具有激活、保护和修复神经细胞的作用。奥拉西坦还能促进大脑皮质联络纤维突触的可塑性.调动未受损脑组织重组及功能重建，恢复神经功能［9］。此外，奥拉西坦还通过作用于谷氨酸能神经系统发挥增强记忆的作用［10］。

综上所述，奥拉西坦能显著减轻颅脑损伤大鼠的神经损伤程度，增强对颅脑损伤大鼠的学习、记忆、空间认知能力。

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