NO、ET－1在低压缺氧时脑血流量调节中的作用

周玉峰，黄 梅，黄晓龙，张健民，张凡喜

（1.中国人民解放军第324医院神经外科，重庆400020；2.重庆通信学院门诊部，重庆400035）

NO、ET－1在低压缺氧时脑血流量调节中的作用

周玉峰1，黄 梅2，黄晓龙1，张健民1，张凡喜1

（1.中国人民解放军第324医院神经外科，重庆400020；2.重庆通信学院门诊部，重庆400035）

目的 本文主要探讨急性低压缺氧时NO和ET－1对脑血流量变化的调节作用。方法 大鼠随机分为平原组和急性低压缺氧组，用电磁血流量计测定脑血流量，用Gess法和放免法分别测量血浆和脑NO2－、ET－1含量，用双波长分光光度法测量NOS活性。结果 急性低压缺氧时脑血流量、脑含水量、血浆和脑组织NO2－、ET－1含量、NOS活性明显增高（P＜0.05），脑ET－1／NO2－比值明显下降（P＜0.05）。结论 急性低压缺氧时，脑血流量增加，ET－1、NO均参与了脑血流量变化的调节，NO血管舒张作用大于ET－1收缩作用。

大鼠；缺氧；脑血流量；一氧化氮；内皮素－1

（Chin J Lab Diagn，2015，19：0888）

脑组织代谢以有氧化谢为主，当各种负荷增加时，脑血流量依赖其自动调节功能在一定灌注压范围内可保持恒定不变，以保证脑组织的正常功能。有关急性缺氧条件下脑血流量改变和调节的研究多集中在常压缺氧及缺血缺氧方面，而在低压缺氧方面研究较少。目前研究表明一氧化氮（nitric oxide，NO）和内皮素－1（endothelin－1，ET－1）均参与急性缺氧脑血流量变化的调节［1－4］，但多研究NO或ET－1各自的作用，且结果不尽相同。机体处于急性低压缺氧时，同时研究脑NO和ET－1含量的变化及相互关系对脑血流量的调节作用，报道很少。本文实验研究了急性低压缺氧大鼠的脑血流量、脑含水量、血浆、脑组织NO、ET－1的含量，探讨了NO、ET－1在脑血流量变化中的作用。

1 材料与方法

1.1 材料

健康Wistar大鼠，雌雄不拘，体重242.51± 23.57g，共20只，随机分为平原组（Control，n＝10）和急性低压缺氧组（AH，n＝10）。急性低压缺氧组在模拟海拔5 000m（间断减压，8h／d）3天。

1.2 方法

两组各10只大鼠分别在平原（海拔308m）和高原（海拔4 000m），在10%乌拉坦（1ml／100g体重）麻醉下，分离颈总动脉并结扎颈外动脉，用电磁血流量计（MFV－3200型）测量近头端的颈总动脉血流量（此时颈总动脉的血流量主要反应脑血流量）。然后，颈总动脉抽血测血气和血球压积（Hct）并取血2ml分离血浆测血生化指标，然后迅速开颅，取出适量的相同部位大脑组织，置液氧中冻存用于测组织生化指标，然后快速取皮层组织约25mm3，分析天平称湿重、50℃烘箱内干燥至恒重，按公式（湿重—干重）／湿重×100%计算脑组织含水量。参照曾强等人［5］及NO检测试剂盒（第三军医大学临床微生物教研室）、ET－1放免药盒（北京东亚免疫技术研究所）说明书的方法测定血浆和脑组织NO2－、ET－1含量。参照Knowles等人［6］及一氧化氮氧合酶（nitric oxide synthase，NOS）活性测试盒（军事医学科学院放射医学研究所）说明书的方法测定脑NOS活性。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 急性低压缺氧对血气参数、脑含水量及脑血流量的影响

急性低压缺氧引起各组动物血氧分压、二氧化碳分压、血氧饱和度显著下降，pH无明显变化；急性低压缺氧时脑含水量、脑血流量明显增加（表1）。

表1 缺氧对血气参数、脑含水量及脑血流量的影响（±s，n＝10）

表1 缺氧对血气参数、脑含水量及脑血流量的影响（±s，n＝10）

＊P＜0.05与对照组相比

指标对照组急性低压缺氧组pH血氧分压（kPa）二氧化碳分压（kPa）血氧饱和度（%）血球压积（Hct）脑含水量（%）脑血流量（ml／min）7.272±0.064 11.95±1.09 6.54±1.02 96.23±1.59 0.39±0.05 74.88±1.57 7.79±0.57 7.288±0.043 7.34±0.68＊5.37±0.41＊83.10±3.12＊0.41±0.03 78.84±1.63＊10.11±0.98＊

2.2 急性低压缺氧对血浆、脑组织NO2－、ET－1含量、脑组织NOS活性及脑组织ET－1／NO2－比值的影响

急性低压缺氧引起血浆、脑组织NO2－、ET－1含量增加，脑组织NOS活性增加；脑组织ET－1／NO2－比值下降（表2）。

表2 缺氧对血浆、脑组织NO2－、ET－1含量、脑组织NOS活性及脑组织ET－1／NO2－比值的影响（±s，n＝10）

表2 缺氧对血浆、脑组织NO2－、ET－1含量、脑组织NOS活性及脑组织ET－1／NO2－比值的影响（±s，n＝10）

＊P＜0.05与对照组相比

指标对照组急性低压缺氧组血浆NO2－（μmol／L）脑组织NO2－（nmol／mg）脑组织NOS（nmol／min.g）血浆ET－1（pg／ml）脑组织ET－1（pg／mg）脑组织ET－1／NO2－35.44±2.89 3.74±1.91 0.18±0.12 20.88±1.92 32.54±4.56 9.01±1.15 53.34±6.42＊7.24±2.63＊0.42±0.23＊31.15±2.57＊42.73±5.71＊6.12±0.82＊

3 讨论

本研究结果与以往文献报道一致［4，7］，我们观察到，在摸拟高原，大鼠脑含水量、脑血流量明显增加。急性低压缺氧时脑血流量的变化调节机制目前不十分清楚，目前主流观点神经因素在脑血流量调节中不起主导作用得到共识，各种血管活性物质在脑血流量的调节所起作用的研究越来越受到重视。

国内外资料表明NO和ET－1参与急性缺氧时脑血流量的调节。Van Mil等人［4］发现，健康志愿者吸入氮氧混合气体导致缺氧，脑血流量明显增加，而用NO抑制剂L－NMM能够使脑血流量降至正常水平。郑宁等人［7］也发现，常压急性缺氧豚鼠脑组织含水量、血浆NO和ET－1水平均有所上升，以NO上升为主。以往研究主要是测定血浆水平，不能完全反应脑部NO、ET－1含量，直接测定脑组织NO2－、ET－1含量及NOS活性，国内外研究甚少。我们研究表明，血浆NO2－含量、脑组织NO2－含量及NOS活性显著增加，这表明急性低压缺氧时，无论从代谢产物还是酶活性方面均证明NO合成增多，导致脑血流量增加。急性低压缺氧如何导致NO合成增多的原因目前不明确，有人研究表明，缺氧内皮细胞内游离钙浓度会迅速增加，从而激活NO合酶引起NO合成增多［2］。急性缺氧时，有人观察到，小鼠一氧化氮合酶基因表达增强，NO合成增加，从而舒张脑血管，导致脑血流量增加［8］。本人也观察到急性低氧时内皮细胞分泌NO增加，舒张脑血管，是机体的一种重要防御机制，同文献报道一致。

以往文献和本人均观察到急性缺氧能够引起血浆、脑组织ET－1增加［7，8］。急性缺氧时ET－1合成增加的原因是低氧刺激动脉化学感受器使交感神经系统兴奋，刺激了ET分泌，同时，内皮细胞膜通透性增加或破裂，ET－1大量释放入血。急性低压缺氧时观察NO和ET－1相互关系及对脑血流量的调节，国内外少见报道。我们观察到，急性低压缺氧时，NO、ET－1明显增加，由于NO具有舒张血管作用，而ET－1具有收缩血管作用，因此ET－1此时的作用可能是抑制脑血管过度舒张。同时我们也观察到脑ET－1／NO2－比值下降，表明急性低压缺氧时，NO脑血管舒张作用大于ET－1收缩作用。正常条件下，ET与NO的合成和释放处于动态平衡，但在急性低压缺氧时NO和ET－1均增加，NO合成多于ET－1，因此急性低压缺氧时脑血流量的调节以NO舒张血管为主。

［1］Fabian RH，Perez Polo JR，Kent TA.Perivascular nitric oxide and superoxide in neonatal cerebral hypoxia－ischemia［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2008，295（4）：H1809.

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［5］曾 强，李振甲，余霞君，等.内皮素的放谢免疫分析［J］.解放军医学杂志，1991，16：403.

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［7］郑 宁，贲晓明，黄绍光，等.急性低压缺氧性脑水肿血浆内皮素和一氧化氮含量变化及高压氧干预治疗［J］.上海医学，1999，22（11）：667.

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Roles of nitric oxdide and endothelin－1 regulation of cerebral bood flow during acute hypoxia

ZHOU Yu－feng1，HUANG Mei2，HUANG Xiao－long1，et al.（1.Department of Neurosurg，Hospital 324 of PLA，Chongqing400020，China；2.Department of Clinic，Chongqing Communication Institute，Chongqing400035，China）

Objective The article was to investigate the roles of nitric oxide（NO）and enothelin－1（ET－1）in regulation of cerebral blood flow（CBF）during acute hypoxia.Methods Rats were divided into normoxic group（Control）and acute hypoxia（AH），CBF were measured by electromagnetic blood flowmeter，the changes of plasm NO2－，ET－1contents，brain NO2－，ET－1contents and NOS activity were observed.Results Acute hypoxia caused an increase in CBF，plasm NO2－，ET－1contents，brain NO2－、ET－1contents and NOS activity，the ratio of ET－1／NO2－in the brain were decreased，as compared with the control group.Conclusion NO and ET－1may be involved in the regulation of CBF in acute hypoxia，but the NO－dependent vasodilation was stronger than the ET－1－dependent vasoconstriction.

Rat；Hypoxia；Cerebral blood flow；Nitric oxide；Endothelin－1

R331.3；R364.4

A

2014－08－11）

1007－4287（2015）06－0888－03