林如輝 ,李鉆芳 ,胡海霞 ,朱曉勤 ,毛敬潔 ,劉 嬌 ,張 蘊 ,陳立典
(1.福建中醫(yī)藥大學康復醫(yī)學院,福建 福州 350122;2.福建中醫(yī)藥大學中西醫(yī)結(jié)合研究院,福建 福州350122;3.福建省中西醫(yī)結(jié)合老年性疾病重點實驗室,福建 福州350122;4.黑龍江中醫(yī)藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040)
最近研究顯示:在中國大城市腦血管病是第三位死亡原因,而在農(nóng)村女性中為首位死亡原因,在男性中則為第二位[1]。缺血性腦卒中居中醫(yī)四大頑證(風、癆、臌、膈)之首,為中西醫(yī)重點研究的疾病之一,該病最核心的問題是神經(jīng)系統(tǒng)損害引起的神經(jīng)功能障礙,其主要表現(xiàn)在語言、運動、思維及情緒等方面[2-4]。有研究表明針刺督脈、陽明經(jīng)等穴,能夠改善腦卒中后的認知功能障礙。課題組前期實驗[5]從NF-kB信號通路探討針刺MCAO大鼠神庭、百會后蛋白的變化,結(jié)果表明經(jīng)電針刺激后大鼠腦內(nèi)NF-kBp65、p-IkB 表達水平下降,而 IkB、Bax、Fas水平上升,與模型組比較明顯抑制了NF-kB的活性,從而起到抑制神經(jīng)元凋亡的作用,證明了針刺神庭、百會可以通過NF-kB信號通路改善大鼠認知功能障礙的作用機制。本文擬在前期實驗基礎(chǔ)上觀察電針MCAO大鼠神庭、百會后的腦超微結(jié)構(gòu)變化情況,以進一步闡明針刺神庭、百會后改善MCAO大鼠認知功能障礙的作用機制。
1.1 實驗動物 30只清潔級健康雄性Sprague-Dawley大鼠,體重(260+20)g,由福建中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供[許可證號:SYXK(閩)2005—004]。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,用隨機數(shù)字表法將大鼠編號。
1.2 儀器 H-7650透射電鏡(日本Hitach公司);電鏡CCD相機-圖像采集分析系統(tǒng)(德國Soft-Imaging-System公司);UC-6超薄切片機(德國Leica公司)。
1.3 方法
1.3.1 造模 依據(jù)文獻[6],術(shù)前所有實驗動物禁食12 h。大鼠稱重后,以腹腔注射水合氯醛3 mL/kg麻醉。分離并暴露左側(cè)頸總動脈、頸外動脈和頸內(nèi)動脈及其深部分支翼腭動脈。依次結(jié)扎頸總動脈近心端、頸外動脈遠心端,并于頸總動脈分叉處近心端預留結(jié)扎線。用微動脈夾夾閉翼腭動脈及遠端頸內(nèi)動脈。距頸總動脈分叉處1.0 mm處用顯微剪刀剪一切口,將備好的線栓插入頸內(nèi)動脈,插入長度約18.0~22.0 mm至大腦前動脈近端,完全阻斷大腦中動脈血供??`緊預先放置于頸總動脈的結(jié)扎線,頸部傷口常規(guī)縫合。2 h后,輕柔回抽線栓至頸總動脈分叉處。術(shù)中和術(shù)后保持室溫25℃左右,用白熾燈照射動物,使其肛溫維持在(37±1)℃,直到恢復活動。假手術(shù)組只分離動脈,不結(jié)扎、插線。手術(shù)結(jié)束后,動物置于室溫(25℃)環(huán)境下蘇醒,正常飲食。
1.3.2 實驗分組及干預 ①假手術(shù)組:置于普通籠中飼養(yǎng),只給予同等條件抓取,不給予任何治療;②模型組:造模后回籠飼養(yǎng),只給予同等條件抓取,不給予任何治療;③ 針刺組:參考《實驗針灸學》取大鼠神庭和百會穴,應(yīng)用GM101電針儀,電壓峰值6V,以針體輕輕抖動為度,疏密波,頻率1~20 Hz。每次30 min,每天1次,共7 d。手術(shù)后2 h開始治療,直至第7天動物被處死。各組10只。
1.3.3 電鏡制樣及觀察 依據(jù)文獻[7],按實驗要求將大鼠麻醉,開胸,生理鹽水200 mL經(jīng)左心室快速沖洗,4%多聚甲醛(pH=7.4)400 mL灌流固定。取腦后置入4%多聚甲醛內(nèi) 4℃ 固定24~48 h,經(jīng)3%戊二醛-1.5%多聚甲醛前固定24 h,1%鋨酸后固定 2 h,0.1 mol/L 磷酸鹽緩沖液(pH7.2)充分浸洗;50%~100%酒精-丙酮梯度脫水,每次15 min;半浸透 37℃ 1.5 h,純浸透 37℃ 3 h,包埋后在37℃、45℃、60℃分別聚合12、40、48 h。超薄切片,醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛雙重染色。透射電鏡下觀察切片,先在低倍下全面觀察,再詳細觀察細胞的外形、細胞核及細胞器。
2.1 針刺干預MCAO大鼠腦神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)觀察見圖1。電鏡觀察假手術(shù)組:神經(jīng)元細胞大多呈長橢圓形,膜完整,表面突起較多;核大,呈圓形或橢圓形,表面核孔豐富,染色質(zhì)分布均勻,異染色質(zhì)無邊聚;細胞內(nèi)線粒體豐富,截面呈長圓形或圓形,線粒體嵴未見斷裂或溶解;粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較多,表明核糖體豐富,無明顯脫落或擴張;高爾基復合體偶見,糖原豐富?;蛞娸S突,軸突內(nèi)見豐富的線粒體嵴微絲微管。見豐富的樹突,細胞內(nèi)有豐富的突觸,突觸前膜及后膜內(nèi)豐富小泡,突觸間隙清晰(圖1A)。模型組神經(jīng)元呈圓形或不規(guī)則形,表面突起少、有些細胞膜破裂;細胞核大而圓,染色質(zhì)分布較分散,有些細胞核內(nèi)染色質(zhì)部分邊聚、核孔變大甚至核膜破裂;線粒體體積變大,線粒體嵴斷裂或消失甚至呈空泡化;粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴張,有些擴張成池狀,脫顆?,F(xiàn)象嚴重;糖原分散,偶可見溶酶體。軸突樹突變小,軸突內(nèi)線粒體空泡樣變,微絲微管不連續(xù)或變稀疏,突觸結(jié)構(gòu)分離 (圖1B)。針刺組神經(jīng)元細胞近圓形或近橢圓形,膜相對完整,表明有突起;細胞核圓形,染色質(zhì)分布相對均勻,少見異染色質(zhì)邊聚;細胞內(nèi)線粒體較多,體積大小不均,部分線粒體內(nèi)嵴稀疏,部分斷裂,偶見空泡樣變;粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未見明顯擴張,糖原較多。軸突少,軸突內(nèi)線粒體空泡樣變不明顯,微絲微管可見,突觸偶見(圖1C)。
圖13組大鼠腦神經(jīng)元的超微結(jié)構(gòu)圖(×15000)
2.2 針刺刺激神庭、百會后腦血管超微結(jié)構(gòu)觀察見圖2。假手術(shù)組血管基膜完整且較厚,血管內(nèi)突起較多,偶見內(nèi)皮細胞核及紅細胞,胞飲小泡較多,內(nèi)皮細胞之間的連接偶見,可見內(nèi)皮細胞內(nèi)線粒體,血管與周圍的腦組織連接緊密,無腫脹及分離(圖2A)。模型組腦內(nèi)血管基膜變薄,血管內(nèi)皮光滑,少見內(nèi)皮細胞及內(nèi)皮細胞核,血管與周圍腦組織分離,空泡化變明顯(圖2B)。針刺組血管基膜相對較厚,內(nèi)皮細胞可見,可見細胞核,血管與周圍腦組織連接相對較好,無明顯腫脹(圖2C)。
圖23組大鼠腦血管的超微結(jié)構(gòu)圖(×15000)
應(yīng)用百會、風府、人中、大椎、神庭等督脈腧穴治療中風病,可起到開竅啟閉,健腦寧神的作用。百會穴屬督脈,統(tǒng)督諸陽,又與任脈相通,故百會能治諸陽經(jīng)之疾。神庭也屬督脈,為督脈、足太陽、陽明之會,神者,天部之氣也,庭者,庭院也,聚散之所也。神庭可寧神醒腦、降逆平喘,對于神智方面的疾病,非神庭不能治。
針刺刺激神庭、百會穴后超微結(jié)構(gòu)變化明顯,假手術(shù)組神經(jīng)元細胞大多正常,血管正常,無明顯變化。當造模后神經(jīng)元細胞水腫明顯,血管與周圍組織分離,細胞空泡化變明顯,電子密度明顯降低,在形態(tài)學上說明MCAO大鼠造模成功。大鼠大腦缺血缺氧后炎性細胞浸潤,血管通透性改變,腦組織迅速進入凋亡或液化壞死樣變,進而引起一系列功能障礙。本實驗表明:針刺神庭、百會后神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)保持相對較完整,血管水腫程度減輕,血腦屏障滲透性減少,從而減輕腦組織的水腫。腦組織水腫減輕后,神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細胞的功能得以部分恢復,所以能在一定程度上改善缺血再灌注后的認知功能障礙,這為針刺神庭、百會改善缺血再灌注后認知功能障礙的作用機制提供客觀的依據(jù)。
[致謝:本實驗在國家中醫(yī)藥管理局三級(細胞結(jié)構(gòu)與功能)實驗室各位老師幫助下順利完成,在此表示真誠的謝意!]
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