NO、ET－1在低壓缺氧時腦血流量調節中的作用

周玉峰，黃 梅，黃曉龍，張健民，張凡喜

（1.中國人民解放軍第324醫院神經外科，重慶400020；2.重慶通信學院門診部，重慶400035）

NO、ET－1在低壓缺氧時腦血流量調節中的作用

周玉峰1，黃 梅2，黃曉龍1，張健民1，張凡喜1

（1.中國人民解放軍第324醫院神經外科，重慶400020；2.重慶通信學院門診部，重慶400035）

目的 本文主要探討急性低壓缺氧時NO和ET－1對腦血流量變化的調節作用。方法 大鼠隨機分為平原組和急性低壓缺氧組，用電磁血流量計測定腦血流量，用Gess法和放免法分別測量血漿和腦NO2－、ET－1含量，用雙波長分光光度法測量NOS活性。結果 急性低壓缺氧時腦血流量、腦含水量、血漿和腦組織NO2－、ET－1含量、NOS活性明顯增高（P＜0.05），腦ET－1／NO2－比值明顯下降（P＜0.05）。結論 急性低壓缺氧時，腦血流量增加，ET－1、NO均參與了腦血流量變化的調節，NO血管舒張作用大于ET－1收縮作用。

大鼠；缺氧；腦血流量；一氧化氮；內皮素－1

（Chin J Lab Diagn，2015，19：0888）

腦組織代謝以有氧化謝為主，當各種負荷增加時，腦血流量依賴其自動調節功能在一定灌注壓范圍內可保持恒定不變，以保證腦組織的正常功能。有關急性缺氧條件下腦血流量改變和調節的研究多集中在常壓缺氧及缺血缺氧方面，而在低壓缺氧方面研究較少。目前研究表明一氧化氮（nitric oxide，NO）和內皮素－1（endothelin－1，ET－1）均參與急性缺氧腦血流量變化的調節［1－4］，但多研究NO或ET－1各自的作用，且結果不盡相同。機體處于急性低壓缺氧時，同時研究腦NO和ET－1含量的變化及相互關系對腦血流量的調節作用，報道很少。本文實驗研究了急性低壓缺氧大鼠的腦血流量、腦含水量、血漿、腦組織NO、ET－1的含量，探討了NO、ET－1在腦血流量變化中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

健康Wistar大鼠，雌雄不拘，體重242.51± 23.57g，共20只，隨機分為平原組（Control，n＝10）和急性低壓缺氧組（AH，n＝10）。急性低壓缺氧組在模擬海拔5 000m（間斷減壓，8h／d）3天。

1.2 方法

兩組各10只大鼠分別在平原（海拔308m）和高原（海拔4 000m），在10%烏拉坦（1ml／100g體重）麻醉下，分離頸總動脈并結扎頸外動脈，用電磁血流量計（MFV－3200型）測量近頭端的頸總動脈血流量（此時頸總動脈的血流量主要反應腦血流量）。然后，頸總動脈抽血測血氣和血球壓積（Hct）并取血2ml分離血漿測血生化指標，然后迅速開顱，取出適量的相同部位大腦組織，置液氧中凍存用于測組織生化指標，然后快速取皮層組織約25mm3，分析天平稱濕重、50℃烘箱內干燥至恒重，按公式（濕重—干重）／濕重×100%計算腦組織含水量。參照曾強等人［5］及NO檢測試劑盒（第三軍醫大學臨床微生物教研室）、ET－1放免藥盒（北京東亞免疫技術研究所）說明書的方法測定血漿和腦組織NO2－、ET－1含量。參照Knowles等人［6］及一氧化氮氧合酶（nitric oxide synthase，NOS）活性測試盒（軍事醫學科學院放射醫學研究所）說明書的方法測定腦NOS活性。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 急性低壓缺氧對血氣參數、腦含水量及腦血流量的影響

急性低壓缺氧引起各組動物血氧分壓、二氧化碳分壓、血氧飽和度顯著下降，pH無明顯變化；急性低壓缺氧時腦含水量、腦血流量明顯增加（表1）。

表1 缺氧對血氣參數、腦含水量及腦血流量的影響（±s，n＝10）

表1 缺氧對血氣參數、腦含水量及腦血流量的影響（±s，n＝10）

＊P＜0.05與對照組相比

指標對照組急性低壓缺氧組pH血氧分壓（kPa）二氧化碳分壓（kPa）血氧飽和度（%）血球壓積（Hct）腦含水量（%）腦血流量（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 急性低壓缺氧對血漿、腦組織NO2－、ET－1含量、腦組織NOS活性及腦組織ET－1／NO2－比值的影響

急性低壓缺氧引起血漿、腦組織NO2－、ET－1含量增加，腦組織NOS活性增加；腦組織ET－1／NO2－比值下降（表2）。

表2 缺氧對血漿、腦組織NO2－、ET－1含量、腦組織NOS活性及腦組織ET－1／NO2－比值的影響（±s，n＝10）

表2 缺氧對血漿、腦組織NO2－、ET－1含量、腦組織NOS活性及腦組織ET－1／NO2－比值的影響（±s，n＝10）

＊P＜0.05與對照組相比

指標對照組急性低壓缺氧組血漿NO2－（μmol／L）腦組織NO2－（nmol／mg）腦組織NOS（nmol／min.g）血漿ET－1（pg／ml）腦組織ET－1（pg／mg）腦組織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 討論

本研究結果與以往文獻報道一致［4，7］，我們觀察到，在摸擬高原，大鼠腦含水量、腦血流量明顯增加。急性低壓缺氧時腦血流量的變化調節機制目前不十分清楚，目前主流觀點神經因素在腦血流量調節中不起主導作用得到共識，各種血管活性物質在腦血流量的調節所起作用的研究越來越受到重視。

國內外資料表明NO和ET－1參與急性缺氧時腦血流量的調節。Van Mil等人［4］發現，健康志愿者吸入氮氧混合氣體導致缺氧，腦血流量明顯增加，而用NO抑制劑L－NMM能夠使腦血流量降至正常水平。鄭寧等人［7］也發現，常壓急性缺氧豚鼠腦組織含水量、血漿NO和ET－1水平均有所上升，以NO上升為主。以往研究主要是測定血漿水平，不能完全反應腦部NO、ET－1含量，直接測定腦組織NO2－、ET－1含量及NOS活性，國內外研究甚少。我們研究表明，血漿NO2－含量、腦組織NO2－含量及NOS活性顯著增加，這表明急性低壓缺氧時，無論從代謝產物還是酶活性方面均證明NO合成增多，導致腦血流量增加。急性低壓缺氧如何導致NO合成增多的原因目前不明確，有人研究表明，缺氧內皮細胞內游離鈣濃度會迅速增加，從而激活NO合酶引起NO合成增多［2］。急性缺氧時，有人觀察到，小鼠一氧化氮合酶基因表達增強，NO合成增加，從而舒張腦血管，導致腦血流量增加［8］。本人也觀察到急性低氧時內皮細胞分泌NO增加，舒張腦血管，是機體的一種重要防御機制，同文獻報道一致。

以往文獻和本人均觀察到急性缺氧能夠引起血漿、腦組織ET－1增加［7，8］。急性缺氧時ET－1合成增加的原因是低氧刺激動脈化學感受器使交感神經系統興奮，刺激了ET分泌，同時，內皮細胞膜通透性增加或破裂，ET－1大量釋放入血。急性低壓缺氧時觀察NO和ET－1相互關系及對腦血流量的調節，國內外少見報道。我們觀察到，急性低壓缺氧時，NO、ET－1明顯增加，由于NO具有舒張血管作用，而ET－1具有收縮血管作用，因此ET－1此時的作用可能是抑制腦血管過度舒張。同時我們也觀察到腦ET－1／NO2－比值下降，表明急性低壓缺氧時，NO腦血管舒張作用大于ET－1收縮作用。正常條件下，ET與NO的合成和釋放處于動態平衡，但在急性低壓缺氧時NO和ET－1均增加，NO合成多于ET－1，因此急性低壓缺氧時腦血流量的調節以NO舒張血管為主。

［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.

［2］Park L，Thornhill J.Phosphoramidon－sensitive endothelin－con－verting enzymes modulate cerebral blood flow and neural damage of hypoxic rats［J］.Neurosci－Lett，2001，301（2）：95.

［3］Lo AC，Chen AY，Hung VK，et al.Endothelin－1overexpression leads to further water accumulation and brain edema after middle cerebral artery occlusion via aquaporin 4expression in astrocytic end－feet［J］.J Cereb Blood Flow Metab，2005，25（8）：998.

［4］Van Mil AH，Spilt A，Van Buchem MA，et al.Nitric oxide mediates hypoxia－induced cerebral vasodilation in humans［J］.J Appl Physiol，2002，92（3）：962.

［5］曾 強，李振甲，余霞君，等.內皮素的放謝免疫分析［J］.解放軍醫學雜志，1991，16：403.

［6］Knowles RG，Salter M，Brooks SL，et al.Anti－in－flammatory glucocorticoids inhibit the induction by endotoxin of nitric oxide synthase in the lung，liver and aorta of the rat［J］.Biochem Biophys Res Commun，1990，172：1042.

［7］鄭 寧，賁曉明，黃紹光，等.急性低壓缺氧性腦水腫血漿內皮素和一氧化氮含量變化及高壓氧干預治療［J］.上海醫學，1999，22（11）：667.

［8］劉鳳云，王曉勤，陳秋紅，等.低氧環境下大鼠與高原鼠兔血液中NO與ET－1比較［J］.解放軍預防醫學雜志，2005，23（3）：191.

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