阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠脑组织超氧化物歧化酶的影响

张状

·论著·

阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠脑组织超氧化物歧化酶的影响

张状

目的 探讨阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。方法 选用健康Sprague-Dawley(SD)大鼠, 随机分为阿托伐他汀预处理组、单纯缺血组和假手术组。阿托伐他汀预处理组于术前15 d灌胃阿托伐他汀, 6 mg/(kg·d), 然后制备大鼠局灶性脑缺血模型, 缺血后24 h行神经行为学评分、化学比色法测定脑组织匀浆中SOD活性。结果 与假手术组比较, 局灶性脑缺血24 h, 脑组织SOD活性明显下降(P＜0.05)。与单纯缺血组比较, 阿托伐他汀预处理组明显降低神经行为学评分(P＜0.05), 提高脑组织匀浆SOD活性(P＜0.05)。结论 阿托伐他汀可以改善局灶性脑缺血大鼠神经行为学评分, 提高脑组织SOD活性, 增强氧自由基清除作用, 具有神经保护作用。

阿托伐他汀；局灶性脑缺血；超氧化物歧化酶

缺血性脑损伤是多种因素、多种机制共同参与的级联反应过程, 兴奋性氨基酸毒性、钙超载、自由基反应、炎症和细胞凋亡是导致缺血性脑损伤的重要环节［1］。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是体内主要的抗氧化酶之一, 它能催化超氧阴离子自由基发生歧化反应, 清除超氧阴离子自由基, 具有阻断自由基的毒性作用［2］, 保护细胞免受损伤［2］。脑缺血时体内自由基的产生和清除自由基的动态平衡状态遭到破坏, 使得SOD减少, 清除自由基能力下降,氧自由基蓄积, 可导致神经元兴奋、溃变、死亡, 产生兴奋性毒性, 造成广泛的脑组织病理性损害［3］。本研究从氧自由基的角度来探讨阿托伐他汀对缺血性脑损伤的保护作用及机制, 为临床寻找新的脑保护药物提供一条途径。

1 材料与方法

1.1 材料 选用健康SD 大鼠36只, 雌雄各半, 体重

180～240 g(辽宁医学院实验动物中心提供)。许可证号：SCXK(辽)200320007。实验动物级别:普通级。

1.2 实验药品和试剂 阿托伐他汀：辉瑞制药有限公司,规格20 mg；SOD试剂盒：南京建成生物工程研究所提供。

1.3 实验分组 36只大鼠随机分为假手术组、单纯缺血组、阿托伐他汀预处理组, 每组12只大鼠。阿托伐他汀预处理组于术前灌胃阿托伐他汀, 6 mg/(kg·d), 共15 d, 假手术组和单纯缺血组分别予以等量生理盐水, 疗程和给药方法相同。制备大鼠局灶性脑缺血模型, 每组12只大鼠于缺血后24 h进行取材。

1.4 SD大鼠局灶性脑缺血模型(MCAO)的制备 大鼠局灶性脑缺血模型［4］(middle cerbral artery occlusion, MCAO)手术前12 h禁食不禁水。选用标准大鼠麻醉剂量, 以10%水合氯醛3 ml/kg, 经腹腔麻醉, 仰卧固定于手术台上, 颈部正中切开皮肤及浅筋膜, 钝性分离胸锁乳突肌与胸骨舌骨肌, 暴露左侧颈总动脉(CCA)和迷走神经, 颈外动脉(ECA), 颈内动脉(ICA), ICA的颅外分支——翼腭动脉, 在近心端结扎CCA,在颈总动脉分叉处结扎ECA, 结扎翼腭动脉。将ICA远心端用动脉夹夹闭, 距颈总动脉分叉处近心端0.5 cm处将颈总动脉剪一小口, 插入备好的碳素鱼线, 去除动脉夹, 沿着ICA轻轻向前推进, 注意不要误入翼腭动脉, 当到达指定长度(18 mm左右)时结扎ICA并固定鱼线。假手术组动物, 除手术过程中不插入线栓以外, 其他过程相同。以青霉素局部消毒后缝合皮肤。术后保持环境温度在25～30℃左右。尤其要注意动物头部的保温。模型成功的标志是大鼠即刻出现右侧Horner征。

1.5 神经行为学评分 参考经典的Zea Longa［5］法对大鼠在MCAO术后清醒后到24 h进行3次神经功能评分, 取平均值。见表1。

表1 神经功能缺失评分标准

1.6 化学比色法测定脑组织匀浆中SOD活力 MCAO术后, 在固定时间点分别将大鼠各以10%水合氯醛经灌胃深度麻醉后置于解剖台上, 断头, 冰盘上经枕骨大孔开颅取出脑组织, 用冷生理盐水冲洗除去血液, 滤纸拭干, 切取左侧大脑顶叶皮质约100 mg, 经电子天平称重后放入匀浆器中, 按W/V=1/9的比例加入预冷的生理盐水冰浴下匀浆, 制备10%的脑组织匀浆, 3500 r/min低温离心, 15 min, 取上清液, 冰箱-20℃保存备用, 严格按SOD试剂盒(黄嘌呤氧化酶法)检测脑组织匀浆SOD活力。

1.7 统计学方法 采用SPSS16.0统计软件进行单因素方差分析和t检验等统计分析。实验数据计量资料以均数±标准差( x-±s)表示, P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠神经行为学评分的影响 与假手术组相比, 单纯缺血组大鼠神经功能缺损症状显著增加(P＜0.05)；阿托伐他汀组神经行为学评分显著低于单纯缺血组(P＜0.05)。结果见表2。

表2 阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠神经行为学评分的影响( x-±s, n=6)

2.2 阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠脑组织匀浆SOD活力的影响 与假手术组相比, 单纯缺血组大鼠脑组织匀浆SOD活力降低(P＜0.05)；与单纯缺血组相比, 阿托伐他汀大鼠脑组织匀浆SOD活力升高(P＜0.05)。结果见表3。

表3 阿托伐他汀对局灶性脑缺血大鼠缺血侧脑组织匀浆SOD活力(U/mg prot)的影响( x-±s, n=6)

3 讨论

细胞内的钙超载和氧自由基损伤在缺血性脑损伤发病机理中占有重要地位［6］。在脑缺血时, 细胞膜去极化, 激活电压依赖性的钙通道(VDCCs), 大量Ca2+内流, 胞浆Ca2+浓度异常升高, 细胞内Ca2+超载通过三个方面引起自由基的大量产生, 即磷脂酶途径［7］、黄嘌呤氧化酶途径［8］和一氧化氮合酶途径［9］, 使血清自由基产物增加［10］。

本研究观察了阿托伐他汀［6 mg/(kg·d)］对局灶性脑缺血24 h大鼠神经行为学, 脑组织SOD活力的影响。结果显示：与假手术组比较, 单纯缺血组大鼠神经功能缺损症状显著增加 (P＜0.05), 阿托伐他汀预处理组的神经行为学评分低于单纯缺血组(P＜0.05), 表明阿托伐他汀可明显改善脑缺血后神经功能缺损症状。缺血24 h大鼠脑组织匀浆SOD活力降低 (P＜0.05)；与单纯缺血组相比, 阿托伐他汀大鼠脑组织匀浆SOD活力升高 (P＜0.05)。表明阿托伐他汀能改善神经缺损症状, 对脑缺血大鼠具有神经保护作用, 其机制可能与增加大鼠脑组织SOD活力, 减轻脑缺血时氧自由基的毒性有关。

本实验从阿托伐他汀通过改善局灶性脑缺血大鼠神经行为学评分及降低氧自由基损伤的角度研究阿托伐他汀的神经保护作用, 为临床应用阿托伐他汀提供了理论依据。

［1］ Zador Z, Benyo Z, Lacza Z, et al.Neuroprotection in brain ischemiadoubts and hopes.Ideggyogy Sz, 2012, 57(3-4):81-93.

［2］ Fagan SC, Hess DC, Machado LS, et al.Tactics for vascular protection after acute ischemic stroke.Pharmacotherapy, 2013, 25(3):387-395.

［3］ Suzuki Y, Takagi Y, Nakamuro B, et al.Ablity of NMDA and non-NMDA receptor antagonists to inhibit cerebral is chemia damage in rats.Bain Bes, 2013, 964(1):116-120.

［4］ 陈佳俊, 石岩殊, 韩雪梅.线栓法大鼠局灶性脑缺血模型(PMCAO)的实验研究.吉林医学, 2004, 25(10):16-17.

［5］ Longa EZ, Weinstein PR, Carlson S, et al.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats.Stroke, 1989, 20(1):84-91.

［6］ Sevanian A, Muakkassah-Kelly SF, Montestruque S.The influence of phospholipase A2 and glutathione peroxidas e on the elim ination of membrane lipid peroxides.Arch Biochem Biophys, 2013(223):441-452.

［7］ Mc-Cord JM, Roy RS, Schaffer SW.Free radicals and myocardial ischemia.The role of xanthine oxidase.Adv Myocardiol, 2011(5):183-189.

［8］ Dawson TM, Dawson VL, Snyder SH.A novel neuronal messenger molecule in brain: the free radical, nitric oxide.Ann Neurol, 2012(32):297-311.

［9］ Brown RH.Amyotrophic lateral sclerosis-A new role for old drugs.N Engl J Med, 2011, 352(13):1376.

Effect of atorvastatin on brain tissue superoxide dismutase of focal cerebral ischemia rats

ZHANG Zhuang.
Department of Neurology, First Affiliated Hospital of Liaoning Medical College, Jinzhou 121001, China

Objective To explore the eff ect of atorvast atin calcium on brain tissue superoxide dismutase(SOD) of focal cerebral ischemia rats.Methods He althy Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into atorvastatin pretreatment group, pure ischemia group and sham-operated group.Atorvastatin pretreatment group was treated by atorvas tatin calcium at a dos e of 6 m g/(kg·d) 15 days before the oper ation.made the focal cerebral ischemia model.24 h after ischemia, neurobehavioral scores and chemical colorimetric method were used to detect SOD activity in brain tis sue homogenate.Results Com pared with sham-operated group, 24 h after focal cerebral ischemia, SOD activity declined.Compared with pure ischemia group, the neurobehavioral scores declined(P＜0.05), SOD activity in brain tis sue homogenate in atorvas tatin pretreatment group improved(P＜0.05).Conclusion Atorvas tatin can improve neurobehavioral scores in the focal cerebral ischemia rats, increase SOD activity in brain tissue and scavenging effects of oxygen free radical atorvastatin has neuroprotective effect against focal cerebral ischemia in rats.

Atorvastatin; Focal cerebral ischemia; Superoxide dismutase

2014-04-24］

121001 辽宁医学院附属第一医院神经内科