創傷性顱腦損傷患者腦脊液H2S變化及其意義

侯文娟　葉同　楊曉明　馮杰　馮貴龍

[摘要]目的 測定創傷性顱腦損傷患者腦脊液硫化氫的濃度，探討該濃度與損傷程度的關系及其臨床意義。方法 選擇顱腦外傷患者60例，根據GCS評分分為輕、中、重3組。分別留取創傷后12～24 h之內的腦脊液標本，采用分光光度法測定腦脊液中H2S濃度。另取6例健康者作為對照組。結果 60例顱腦外傷患者腦脊液中H2S濃度[（32.17±6.67）μmmol/L]明顯高于對照組[（11.32±3.58）μmmol/L]，差異有統計學意義（P<0.05），23例重傷組腦脊液H2S濃度[（55.15±4.05）μmmol/L]明顯高于中度組[（27.06±9.63）μmmol/L]、輕度組[（11.98±3.26）μmmol/L]，差異有統計學意義（P<0.05），中度組濃度高輕度組，差異有統計學意義（P<0.05），輕度組與對照組比較差異無統計學意義（P>0.05）。結論 顱腦外傷患者腦脊液H2S濃度升高；損傷程度越重，H2S濃度含量越高，可作為預測顱腦損傷嚴重程度的指標。

[關鍵詞]顱腦外傷；腦脊液；硫化氫；分光光度

[中圖分類號]R4 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-0742（2015）04（b）-0007-03

Determination of H2S Levels in Cerebrospinal Fluid in Patients with Craniocerebral Trauma and Its Significance

HOU Wenjuan YE Tong YANG Xiaoming FENG Jie FENG Guilong

Department of Emergency， First Hospital of Shanxi Medical University， Taiyuan， Shanxi Province， 030001 China

[Abstract]Objective To assay the H2S level in cerebrospinal fluid （CSF） in patients with craniocerebral trauma and investigate the relation between H2S level and injury degree and the clinical significance. Methods In this study， 60 patients with craniocerebral trauma were enrolled and divided into three groups according to the GCS score， the mild injury group， moderate injury group and severe injury group. The CSF samples of the three groups were collected in 12～24 h after traumatic brain injury， and the H2S level in the CSF was assayed by spectrophotometry. And other 6 healthy people were selected as the control group. Results The analysis showed that the concentration of H2S level in the CSF of 60 cases in the craniocerebral trauma group was [（32.17±6.67）μmmol/L] ，much higher than [（11.32±3.58）μmmol/L] in the control group with statistically significant difference（P<0.05）. The H2S level in the CSF of 23 cases in the severe injury group was [（55.15±4.05）μmmol/L]， much higher than [（27.06±9.63）μmmol/L] of the moderate injury group and [（11.98±3.26）μmmol/L] of the moderate injury group with statistically significant difference（P<0.05）. The concentration of H2S level in the CSF of the moderate injury group was higher than that in the mild injury group with statistically significant difference（P<0.05）， but no statistically significant difference was found between the mild injury group and control group in concentration of H2S level in the CSF（P>0.05）. Conclusion The level of H2S in CSF increases in patients with craniocerebral trauma. And the higher concentration of H2S is， the more severe the craniocerebral trauma will be， so it can be used as an index for predicting the severity of brain damage.

[Key words]Craniocerebral trauma； CSF； Hydrogen sulfide； Spectrophotometry

H2S，曾經由于它的有毒性而聲名狼藉，近被認為重要的氣體信號分子，類似于NO、CO。這種古老的氣體信號分子在進化過程中保留，并在各種生理、病理活動中調節不同的信號功能[1]。研究表明，在創傷性顱腦損傷12 h后大鼠血液及腦脊液H2S濃度顯著升高[2-4]，但在人類腦脊液中H2S濃度變化情況及與損傷程度的關系尚待進一步研究。該項目2014年1～10月對不同損傷程度的腦外傷患者按GCS評分進行分組，測定其腦脊液H2S濃度，探討腦外傷患者損傷程度與H2S濃度的關系及臨床意義。報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取來該院就診的急性顱腦外傷患者60例，男性42例，女性18例，年齡在18～60歲，患者均于創傷后12 h內入院，頭顱CT、腦脊液常規生化及臨床表現明確診斷。根據GCS評分，分為重度組24例（GCS≤8分）、中度組22例（GCS≤12分）、輕度組15例（GCS≤15分），以上腦外傷患者無其他器官或部位的嚴重損傷，既往無其他基礎性疾病、無神經系統疾病及腦外傷病史。另取16例查體健康的患者作為對照組。

1.2 實驗方法步驟

1.2.1 腦脊液H2S濃度檢測方法 在患者腦外傷12～24 h之間通過蛛網膜下腔穿刺或術后腦脊液引流收集研究對象腦脊液標本，離心后置-80 ℃冰箱備用。

1.2.2 H2S濃度測定 GSF標本在室溫下自然解凍，采用去蛋白的方法測定H2S濃度。首先在試管中加入0.6 mL10 g/L醋酸鋅然后加入0.2 mL上清液震蕩均勻，再依次加入0.6 mL20 mmol/L 對氨基二甲基苯胺鹽酸鹽，0.6 mL 30 mmol/L 三氯化鐵、0.6 mL100 g/L三氯乙酸和2.5 mL去離子水，充分混勻，室溫孵育20 min。用紫外可見分光光度計在波長670 nm檢測混合溶液吸光度，根據硫化氫標準曲線計算腦脊液硫化氫濃度[4]。

1.3 統計方法

采用SPSS 1.0統計學軟件對測定結果進行統計學處理，計量資料以均數±標準差（x-±s）表示，組間比較采用單因素分析。

2 結果

腦脊液H2S的含量[μmmol/L，（x-±s）]

組別 例數 H2S含量

對照組 16 11.32±3.58

輕度組 15 11.98±3.26

中度組 22 （27.06±9.63）1）2）

重度組 23 （55.15±4.05）1）2）3）

注：1）表示與對照組相比，P<0.05；2）表示與輕度組相比，P<0.05；3）表示與中度組相比，P<0.05。

3 討論

目前大量證據表明：H2S為哺乳動物中樞神經系統中重要的信號分子。體內H2S生物合成以L-Gys為底物依靠胱硫醚-β-合酶（CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（ CSE ）和半胱氨酸轉移酶催化下產生。CBS為中樞神經系統合成H2S的主要酶，在腦內主要分布在小腦、海馬、皮質及腦干[5-6]。

KimuraH.A和Dawe，G.S[7-8]等研究發現H2S的主要生理功能包括：①H2S產生cAMP增強NMDA受體調節反應，使海馬長時程記憶增強（LPT）；②H2S與谷胱甘肽有類似的功能，通過清除腦內自由基及活性物質，保護神經細胞；③H2S通過激活ATP依賴的K+、Cl-通道產生動作電位或者產生Ca2+波使神經細胞及膠質細胞間的信息傳遞；④維持細胞內外Ca2+平衡。

前期在SD大鼠研究顯示[5]：急性顱腦損傷大鼠血清中H2S含量升高，腦實質損傷程度越重，其血清H2S含量升高越明顯。本實驗測定顱腦腦外傷患者12～24 h之間腦脊液H2S濃度，結果發現，腦外傷患者腦脊液H2S含量相比對照組顯著增高，差異有統計學意義。重度腦外傷患者H2S濃度明顯高于輕、中及對照組，中度組的H2S濃度高于輕度組，即腦外傷后損傷程度越重腦脊液H2S濃度含量越高。目前國內外研究表明[9-10]：原發性顱腦損傷引起的缺血缺氧改變是導致各種繼發性病理變化的基礎。腦組織在缺血缺氧條件下神經元大量產生自由基及活性氧（ROS），使ATP產生減少，鈣離子積聚觸發線粒體損傷使神經元大量凋亡。H2S在腦外傷后12 h之顯著增加，通過維持鈣離子平衡、清除自由基及活性物質、舒張血管平滑肌、抑制細胞凋亡對腦神經具有保護功能[11]。該實驗與過國內外研究結果一致，提示：H2S表達對神經元細胞有保護作用[12]。這種結果進一步說明H2S通過維持鈣離子平衡、清除自由基及活性物質、舒張血管平滑肌、抑制細胞凋亡對腦神經具有保護功能。檢測腦脊液中H2S含量變化對判斷顱腦損傷病情及其治療有一定實用價值。

正常情況下H2S在腦脊液中表達較低，創傷性顱腦損傷后H2S迅速產生。創傷性顱腦損傷重度組H2S濃度顯著增高的可能原因有一下幾點：①腦外傷后腦血管痙攣致神經缺血、缺氧，Ca2+內流增加，鈣調素活性增強。鈣調素可激活增強H2S合成的CBS的酶，增加H2S含量[13]；②創傷性顱腦損傷后腦組織缺血缺氧，興奮性氨基酸谷氨酸含量增多，誘導H2S含量增多[14]。H2S通過激活K+、Cl-通道及增加了谷胱甘肽的量來抵御谷氨酸誘導的細胞凋亡，從而保護神經細胞[15]；③半胱氨酸是合成H2S的底物，據研究表明外傷后半胱氨酸含量增加，也可能是H2S含量增高的原因[16-17]。

長期以來H2S被認為一種有毒氣體，外源性H2S中毒可導致呼吸麻痹。但內源性H2S做為保護性氣體在心血管系統、肺部疾病、神經系統疾病中發揮著重要的作用，目前還發現H2S是治療中風的一種潛在方法[18]。是否內源性H2S產生的量越多對機體越有利，還是內源性H2S產生過多可引起機體損傷目前還不清楚，有待進一步研究。

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（收稿日期：2015-01-07）