早期康复训练对脑梗死患者SIRT1/PGC-1α通路介导氧化应激及细胞凋亡的影响

2023-03-02谢永权郭书玲谢桂芬

分子诊断与治疗杂志 2023年1期

谢永权郭书玲谢桂芬

急性脑梗死是神经内科的常见疾病，脑血管闭塞引起供血区域脑组织发生急性缺血缺氧损害是该病的主要病理生理特征，尽管通过溶栓或介入等治疗手段及时开通梗阻的血管能够减轻脑组织的缺血缺氧损害，但脑梗死患者仍不可避免会遗留不同程度的神经功能缺损，对日常生活造成不利影响［1-2］。随着近些年脑梗死综合治疗手段的进步，发病后早期进行康复训练有助于促进神经功能恢复，与之相关的分子生物学机制可能是早期康复训练促进神经元再生、抑制缺血后氧化应激及细胞凋亡的继发性损害［3］。一项动物实验结果显示：康复训练通过激活沉默信息调节因子1（silent information regulator 1，SIRT1）/过氧化物酶体增殖物激活受体γ 共激活因子-1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）通路发挥抑制氧化应激及细胞凋亡的作用，进而促进脑缺血大鼠神经功能恢复［4］。为了深入认识早期康复训练用于脑梗死的相关分子生物学机制，本研究具体分析了早期康复训练对脑梗死患者SIRT1/PGC-1α通路介导氧化应激及细胞凋亡的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2020年1月至2021年6月期间遵化市人民医院收治的急性脑梗死患者作为研究对象，纳入标准：①符合急性脑梗死的诊断［5］；②发病后48 h内入院；③首次发病；④入院后接受抗血小板、降脂、清除自由基、改善循环等保守治疗；⑤住院期间进行康复训练。排除标准：①既往有脑卒中、脑外伤、脑肿瘤、脊髓损伤等中枢神经系统病史；②合并恶性肿瘤、血液系统疾病、免疫系统疾病。共纳入124 例患者，包括男性68 例、女性54 例，年龄（63.19±8.69）岁。本研究在获得医院伦理委员会批准，所有患者及家属均签署知情同意书。

1.2 分组方法

分析入组患者的病史资料，根据康复训练起始时间不同分为研究组和对照组。研究组进行早期康复训练，共54 例，其中男性29 例、女性25 例，年龄（62.21±9.12）岁，合并高血压31 例、糖尿病20例、冠心病16 例。对照组进行常规康复训练，共70 例，其中男性39 例、女性29 例，年龄（63.88±9.23）岁，合并高血压34 例、糖尿病27 例、冠心病18 例。两组间性别、年龄、高血压率、糖尿病率、冠心病率的比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。

1.3 干预方法

两组患者均参照指南进行抗血小板、降脂、清除自由基、改善循环等保守治疗。观察组在脑梗死开始治疗后24 h 内且在无生命危险、病情稳定时进行康复训练，对照组在开始治疗后3～5 d 且病情稳定时进行康复训练。训练内容如下：①关节运动：在床上进行关节被动运动，运动顺序由大关节到小关节、由健侧到患侧，运动幅度由小到大，每天2 次、每次15 min；②翻身训练和按摩：每2 h进行1 次翻身，翻身后摆放肢体在功能位；对患者上下肢进行有节奏的按摩；③系统功能训练：待患者神经功能逐步恢复后，先在床边进行肢体和躯干的运动功能训练，然后进行上下楼及步行训练、协调和平衡训练、日常生活动作训练等。

1.4 观察指标

1.4.1 临床量表评分

干预前和干预后28 d 时，参照指南［5］分别采用美国国立卫生研究院卒中量表（National Institute of Health stroke scale，NIHSS）和改良Barthel 指数（modified Barthel index，MBI）对病情进行评价。

1.4.2 血清指标

干预前和干预后28 d 时，分别采集两组患者的外周静脉血5 mL，静置10 min 凝血后温度4℃、转速3 000 r/min、离心半径10 cm 离心10 min，分离上测过血清后采用酶联免疫吸附试剂盒（上海西唐生物科技公司）检测NSE、S100B、MDA、SOD、Bcl-2、Caspase-3 的含量。

1.4.3 外周血指标

入院时及起病后2 周时，分别采集两组患者的外周静脉血5 mL，采用全血RNA 分离试剂盒提取外周血的RNA，采用cDNA 的第一链合成试剂盒将外周血RNA 反转录为cDNA，采用荧光定量检测试剂盒对cDNA 中的SIRT1、PGC-1α进行荧光定量PCR 检测。反应体系为：cDNA 1 μL、0.6 μmol/L 因特异性的上下游引物各0.4 μL、PCR 反应混合液10 μL，去离子水补足至20 μL。将反应体系放入荧光定量PCR 仪，按照如下程序完成反应：95℃预变性3 min，95℃15 s、特异性退火温度25 s、72℃30 s，共进行40 个循环，得到PCR 反应的循环阈值（Ct），以β-actin为内参，按照公式2-ΔΔCt计算SIRT1、PGC-1α的mRNA 相对表达水平。

1.4.4 预后随访

急性脑梗死发病后进行1年随访，随访方式包括门诊复诊、电话回访，随访内容为脑梗死复发情况。

1.5 统计学处理

采用SPSS 23.0 版本软件进行统计学处理，计量资料以（）表示，组间比较采用独立样本t检验；脑梗死的累积复发率采用K-M 曲线描述、两组间比较采用log rank 检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者干预前后NIHSS 评分、MBI 评分的比较

与干预前比较，两组干预后NIHSS 评分降低、MBI 评分升高，以研究组更为显著，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组患者干预前后NIHSS评分、MBI评分的比较（±s）Table 1 Comparison of NIHSS score and MBI score between 2 groups of patients before and after intervention（±s）

组别研究组对照组t 值P 值n 54 70 NIHSS 评分干预前22.31±4.23 23.01±4.67 0.835 0.405干预后12.48±2.42 15.12±2.62 5.927 0.000 MBI 评分干预前38.12±6.23 37.71±5.92 0.365 0.716干预后56.34±8.12 49.12±7.74 5.055 0.000

2.2 两组患者干预前后血清神经标志物的比较

与干预前比较，两组干预后的血清NSE、S100B 水平降低，以研究组更为显著，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组患者干预前后血清NSE、S100B 水平的比较（±s）Table 2 Comparison of serum NSE，S100B levels between two groups of patients before and after intervention（±s）

组别研究组对照组t 值P 值n 54 70 NSE（μg/L）干预前18.12±2.85 18.91±2.91 1.512 0.133干预后8.09±1.77 13.22±2.01 14.834 0.000 S100B（μg/L）干预前0.37±0.06 0.35±0.06 1.840 0.068干预后0.18±0.03 0.26±0.04 10.068 0.000

2.3 两组患者干预前后血清氧化应激标志物的比较

与干预前比较，两组干预后的血清MDA 水平降低、SOD 水平升高，以研究组更为显著，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 两组患者干预前后血清MDA、SOD 水平的比较（±s）Table 3 Comparison of serum MDA，SOD levels between two groups of patients before and after intervention（±s）

组别研究组对照组t 值P 值n 54 70 MDA(μmol/L)干预前4.12±0.85 4.26±0.77 0.959 0.339干预后2.09±0.46 2.86±0.51 8.696 0.000 SOD(U/mL)干预前84.95±12.75 88.12±13.57 1.324 0.188干预后177.24±19.45 130.24±17.62 14.075 0.000

2.4 两患者干预前后血清凋亡标志物的比较

与干预前比较，两组干预后的血清Bcl-2 水平升高、Caspase-3 水平降低，以研究组更为显著，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4 两组患者干预前后血清Bcl-2、Caspase-3 水平的比较（±s）Table 4 Comparison of serum Bcl-2，Caspase-3 levels etween two groups of patients before and after intervention（±s）

组别研究组对照组t 值P 值n 54 70 Bcl-2（ng/mL）干预前16.69±3.23 17.22±3.52 0.835 0.405干预后27.12±5.23 22.32±3.95 5.843 0.000 Caspase-3（ng/mL）干预前17.61±3.23 18.02±3.52 0.655 0.514干预后10.32±1.57 13.74±1.93 10.570 0.000

2.5 两组患者干预前后外周血SIRT1、PGC-1α 表达的比较

与干预前比较，两组干预后的外周血SIRT1、PGC-1α表达水平升高降低，以研究组更为显著，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表5。

表5 两组患者干预前后外周血SIRT1、PGC-1α 表达的比较（±s）Table 5 Comparison of the expressions of SIRT1 and PGC-1α in peripheral blood between two groups of patients before and after intervention（±s）

组别研究组对照组t 值P 值n 54 70 SIRT1干预前1.04±0.18 1.00±0.16 1.307 0.194干预后1.71±0.26 1.33±0.18 9.607 0.000 PGC-1α干预前1.03±0.19 1.00±0.17 0.926 0.357干预后1.55±0.24 1.29±0.16 7.223 0.000

2.6 两组患者起病1年内累积复发率的比较

随访两组患者起病后1年内脑梗死的累积复发情况，观察组患者的脑梗死累积复发率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见图1。

图1 两组患者起病1年内累积复发率的比较Figure 1 Comparison of the cumulative recurrence rate between two groups of patients within one year of onset

3 讨论

近些年介入和溶栓治疗手段以及抗血小板、降脂、清除自由基等药物进步显著，急性脑梗死患者能够及时实现缺血脑组织的血流灌注、减轻缺血缺氧致神经功能损害，同时也减轻高脂毒性、氧化应激等继发性因素导致的神经功能损害，但患者仍不可避免会遗留不同程度的神经功能缺损［6］。脑梗死发病后尽早开展康复训练有助于促进神经功能重建、降低疾病致残率。

符晓艳等研究分析了脑梗死患者神经功能恢复的影响因素，结果显示康复训练的开始时间影响神经功能的恢复程度［7］。国内外学者对脑梗死患者进行早期康复训练，研究结果证实早期康复训练后的神经功能恢复效果优于常规训练［8-10］。本研究也对急性脑梗死患者开展康复训练，通过比较早期和常规康复训练后神经功能量表的分值可知：早期康复训练后急性脑梗死患者的神经功能恢复情况优于常规康复训练，与既往其他学者报道的结果相似［9-10］。

近些年临床学者开始关注急性脑梗死发病的分子生物学机制及早期康复训练发挥神经功能改善作用的分子生物学机制。SIRT1是介导去乙酰化作用的催化酶，PGC-1α是其下游作用的靶点之一，SIRT1与PGC-1α形成复合体后调控下游基因表达并产生抑制氧化应激及细胞凋亡的生物学作用［10-11］。已有动物实验证实康复训练对脑缺血大鼠局部缺血脑组织中SIRT1 及PGC-1α的表达具有促进作用［4］，提示SIRT1/PGC-1α通路可能参与了康复训练改善缺血缺氧所致神经功能损害的过程。本研究对急性脑梗死患者外周血中SIRT1、PGC-1α的表达进行了检测，接受早期和常规康复训练后患者外周血中SIRT1、PGC-1α的表达均增加，与动物实验中康复训练增加缺血脑组织中SIRT1、PGC-1α表达的结果吻合［4］。进一步进行组间比较，早期康复训练后患者外周血中SIRT1、PGC-1α的表达水平高于常规康复训练后，提示早期康复训练改善急性脑梗死患者神经功能的作用与激活SIRT1/PGC-1α通路有关。

SIRT1/PGC-1α通路介导抗氧化应激及抗凋亡作用，为了进一步认识早期康复训练对急性脑梗死患者SIRT1/PGC-1α通路的激活作用，本研究对该通路下游的氧化应激及细胞凋亡进行了检测。MDA和SOD 是反映氧化应激的标志物，前者是氧化应激产物、后者发挥抗氧化作用［12-13］；Bcl-2 和Caspase-3是反映细胞凋亡的标志物，前者发挥抑制凋亡的作用、后者直接参与细胞凋亡的过程［14-15］。本研究对血清中上述指标的检测和分析结果显示：接受早期和常规康复训练后患者血清中MDA 和Caspase-3水平降低、SOD 和Bcl-2 水平增加，提示康复训练抑制氧化应激及细胞凋亡；进一步进行组间比较，早期康复训练后患者的血清MDA 和Caspase-3 水平低于常规康复训练、SOD 和Bcl-2 水平高于常规康复训练，提示早期康复训练改善急性脑梗死患者神经功能的作用与抑制氧化应激及细胞凋亡有关，这也符合其激活SIRT1/PGC-1α通路的作用。

综上所述，早期康复训练促进急性脑梗死患者神经功能恢复的作用与促进SIRT1/PGC-1α通路激活、抑制氧化应激及细胞凋亡有关。