激光散斑成像技術(shù)測定阿魏酸對大鼠腦血流量的影響

曹英環(huán)余健燁廖衛(wèi)國（1.廣東省中醫(yī)院藥劑科　廣州　510006；.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院　廣州　510006）

激光散斑成像技術(shù)測定阿魏酸對大鼠腦血流量的影響

曹英環(huán)1余健燁2廖衛(wèi)國2（1.廣東省中醫(yī)院藥劑科廣州510006；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院廣州510006）

目的：考察阿魏酸對大鼠腦血流量的影響。方法：通過激光散斑成像技術(shù)觀察腹腔注射阿魏酸后對正常大鼠腦血流量的影響，并對大鼠腦動脈血流和微循環(huán)區(qū)域血流進(jìn)行計算分析。結(jié)果：正常大鼠腹腔注射阿魏酸50mg·kg-1后，大鼠的腦血管（包括大小動脈和靜脈）的形態(tài)無明顯變化；給藥50min后，大鼠腦動脈的血流量緩慢增加，最高可增加到原血流量的170%，并能維持在一個相對較高的水平1h以上；給藥60min后，微循環(huán)區(qū)的血流量漸漸增加，最高可增加到原血流量的150%～160%。結(jié)論：阿魏酸能顯著增加大鼠大腦動脈及微循環(huán)區(qū)的血流量，不同區(qū)域的血流增加量有所不同。其機(jī)制可能與其松弛毛細(xì)血管前后括約肌，減少血流阻力及增加心肌收縮力，增加供血量等作用有關(guān)。

阿魏酸 散斑成像技術(shù) 腦血流量

腦組織局部區(qū)域血流的低灌注狀態(tài)是缺血性腦損傷疾病患者腦的血液動力學(xué)改變的主要特征之一。血管的堵塞或狹窄，導(dǎo)致腦的血液供應(yīng)出現(xiàn)障礙，造成氧和葡萄糖的缺乏，從而引起腦功能的異常，發(fā)生梗死性病理組織改變［1］。改善缺血腦組織的血液循環(huán)，提高缺血區(qū)域腦血流水平可挽救腦組織死亡，提高治愈率。阿魏酸（Ferulic acid，F(xiàn)A）是川芎、當(dāng)歸等中藥的主要有效成分。對腦缺血引起的神經(jīng)損傷具有保護(hù)作用［2，3］，能降低再灌注引起的損傷和減少腦梗死體積［4］。為進(jìn)一步考察阿魏酸改善腦血液循環(huán)的作用，本研究采用激光散斑成像技術(shù)測定阿魏酸對正常大鼠腦血流量的影響，并對大鼠腦動脈血流和微循環(huán)區(qū)域血流進(jìn)行計算分析，探討阿魏酸改善腦血流量的機(jī)制。

1　材　料

68001型單臂腦立體定位儀（深圳瑞沃德生命科技有限公司）；STRONG 90微型手持式顱鉆（深圳瑞沃德生命科技有限公司）；小動物激光散斑血流儀LSCI-S1（上海德芬生物科技有限公司）；烏拉坦［成都科龍化工試劑廠，分析純，用注射用水配成20%（W/V）溶液］；阿魏酸［原料藥，＞98%，江蘇南京澤朗有限責(zé)任公司，用適量pH6.8的磷酸緩沖液溶解，加注射用水配成5% （W/V）溶液］。成年雄性SD大鼠（廣州中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心，SPF級，體重240～270g。）

2　方法

2.1動物的準(zhǔn)備：大鼠采用20%烏拉坦（5ml·kg-1）經(jīng)腹腔注射麻醉后，固定于腦立體定位儀上，腹下墊一電熱板，保持溫度37℃。剪開頭部皮膚，用牙科鉆打磨顱骨，打磨過程中滴加少量生理鹽水，并用冰凍生理鹽水降低轉(zhuǎn)頭的溫度。

2.2腦血流量的測定：采用小動物激光散斑血流儀LSCI-S1測定大鼠的腦血流量：將大鼠固定于腦立體定位儀上，調(diào)整成像的位置和焦距。照射區(qū)域通過電荷耦合探測器（CCD）以曝光時間5ms，成像速度23幀/s，獲得696×512像素的圖像，連續(xù)成像200幀，即每間隔4.6s獲取一張腦血流分布圖像，通過系統(tǒng)將原始的散斑圖像轉(zhuǎn)換成血流圖與血流信息。

2.3數(shù)據(jù)分析：通過下式計算出給藥后不同時間點(diǎn)大鼠的相對腦血流量

分別選定不同的小動脈和微循環(huán)區(qū)域，每個時間點(diǎn)共采集5張腦血流分布圖，取血流速度平均值后進(jìn)行計算。

3　結(jié)果

3.1形態(tài)學(xué)觀察：從形態(tài)學(xué)上看，大鼠腹腔注射阿魏酸50mg·kg-1后，大鼠腦的大血管（大小動靜脈）的形態(tài)沒有明顯改變。在觀察時間內(nèi)，沒有血管數(shù)量的改變。

3.2阿魏酸對正常大鼠腦血流量的影響：從圖2可以看出正常大鼠腹腔注射阿魏酸50mg·kg-1后，大鼠腦部不同區(qū)域的血流量隨著時間的變化發(fā)生變化，圖中橘紅色變深表示該區(qū)域血流量增加。可以看出給藥60min后，大腦整體區(qū)域血流是增加的。未給藥的大鼠，未觀察到腦血流的明顯變化。為了對不同區(qū)域血流量的變化情況作出量化分析，選取了腦動脈區(qū)、微循環(huán)區(qū)等不同區(qū)域血流變化進(jìn)行計算分析，見圖3。

3.3阿魏酸對正常大鼠動脈血流量的影響：從圖3中選取兩塊動脈區(qū)進(jìn)行計算分析得到圖4，從圖中可看出，給藥50min后，大鼠腦動脈的血流量緩慢增加，最高可增加到原血流量的1.7倍左右，并能維持在一個相對較高的水平1h以上。表明，阿魏酸能夠提高正常大鼠的腦動脈血流量。

3.4阿魏酸對正常大鼠微循環(huán)區(qū)域血流的影響：從圖3中選取兩塊微循環(huán)區(qū)域進(jìn)行計算分析得到圖5，結(jié)果表明，給藥60min后，微循環(huán)區(qū)的血流量漸漸增加，最高可增加到原血流量的150%～160%，證實(shí)阿魏酸具有改善微循環(huán)區(qū)域血流的作用。

4　討論

腦血流是反映體內(nèi)血流動力學(xué)和腦循環(huán)狀態(tài)的重要生理指標(biāo)。當(dāng)腦血流由于血管阻塞或其他原因下降時，會造成局灶性腦缺血，進(jìn)而引起腦組織梗死。研究表明，阿魏酸能夠改善腦缺血損傷有關(guān)的多個病理環(huán)節(jié)，如抑制血小板的聚集［5］，提高清除自由基的能力，對腦缺血引起的神經(jīng)損傷具有保護(hù)作用［6，7］。阿魏酸還能明顯抑制5-羥色胺、TxA2樣物質(zhì)的釋放，選擇性抑制TxA2合成酶活性，使PGI2/TxA2比例升高。TxA2是一種強(qiáng)有力的血小板聚集劑，有較強(qiáng)的促血凝作用，也是一種血管收縮物質(zhì)，能夠引起廣泛的血小板微血栓。阿魏酸通過選擇性抑制血栓素合成酶、與血栓素發(fā)生拮抗作用、通過抑制磷脂酶A2阻止花生四烯酸游離等幾種機(jī)制阻斷TxA2等的生成［8］，從而松弛毛細(xì)血管前后括約肌，使毛細(xì)血管擴(kuò)張，產(chǎn)生腦動脈血流量和微循環(huán)區(qū)域血流量增加的效應(yīng)。此外，阿魏酸能拮抗內(nèi)皮素造成內(nèi)皮素水平下降從而使縮血管作用降低、冠狀動脈擴(kuò)張、增加冠脈流量［9］，還具有明顯的正性變力作用，能增加心肌收縮力，保護(hù)和改善心肌舒張功能［10］。因此，阿魏酸改變腦血流量的另一個機(jī)制可能與增加心肌收縮力，增加供血量有關(guān)。本研究采用激光散斑成像技術(shù)測定阿魏酸對正常大鼠腦血流量的影響，并對大鼠腦動脈血流和微循環(huán)區(qū)域血流進(jìn)行計算分析，初步闡明阿魏酸治療腦缺血的機(jī)制，為臨床上應(yīng)用阿魏酸治療腦缺血性損傷提供參考依據(jù)。

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［2］Zhang LM，Wang HS，Wang T，Jiang N，et al.（2015）Ferulic acid ameliorates nerve injury induced by cerebral ischemia in rats. Experimental and Therapeutic Medicine.9：972-976.

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Effects of ferulic acid on rat cerebral blood flow determined by laser speckle contrast imaging

Cao Yinghuan1Yu Jianye2Liao Weiguo2（1.Department of Pharmacy，Guangdong Province Hospital of Traditional Chinese medicine，Shaoguan 512026，China；2.School of Chinese Materia Medica，Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou 510006，China）

Objective：To investigate the effects of Ferulic acid（FA）on rat cerebral cortical blood flow by Laser speckle contrast imaging. Methods：Laser speckle contrast imaging（LSCI）was performed to determine the effect of Ferulic acid on normal rat cerebral blood flow after intraperitoneal injection.Different cerebral areas of rats have been selected to calculate the blood flow.Results：After intraperitoneal injection Ferulic acid 50mg·kg-1，there was no obvious change in the normal rats cerebrovascular mporphology.After administration 50min，rat arterial blood flow increase slowly，the maximum value was up to about 1.7 times of the original cerebral blood flow and maintained at a relatively high level more than 1 hour.After administration 60min，the blood flow of cerebral microcir-culation area increased gradually and the maximum value was 50%～60%more than normal condition.Conclusion：Ferulic acid improves the blood flows of arteries and microcirculation areas significantly，the amount of the increased blood flow to different regions are different.The mechanism is related with its effects of relaxation of blood capillary front and back sphincter，decreasing the blood flow resistance，improving blood rheo-logical，increasing myocardial contractility and blood supply property.

Laser speckle contrast imaging Ferulic acid Cerebral blood flow

R285.5

B

1672-8351（2016）02-0136-02