兔蛛网膜下腔出血后血糖变化对脑内能量代谢影响的微透析研究*

习斌 梁爱军 孙卫 万登峰 钟凤英 刘健民 张建中 郭猷殚罗帷

蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）是一种发病率极高的临床常见脑损伤疾病，容易引起血管痉挛，脑组织缺血等，死亡率和残疾率较高[1-2]，对SAH及时诊断阻止发展有重要意义。目前对脑血管痉挛检测主要通过血管造影和颅内多普勒对血管直径、血流速度的检查诊断，但是，两者仅仅反应血管形态血流速度不能对血管痉挛程度有明确诊断。研究发现，SAH后，脑内血糖及能量代谢物质会发生相应改变，其动态变化的检测可以作为诊断的金指标[3-5]。一般检测方法是对脑脊液或脑匀浆分析，缺乏特异性和动态性。微透析是一种通过分子交换测定透析液中能量代谢物质含量进行动态检测的技术，对SAH有及时准确的监测特点。对于SAH治疗，研究发现胰岛素可以减轻血管痉挛，补充血流，促进一氧化氮生成，扩张血管并且能直接作用于神经细胞避免损伤，降低血糖，维持线粒体稳态，保护脑组织，使脑梗死面积缩小[6-10]。本研究通过胰岛素治疗取得了较好的效果，利用微透析对SAH后细胞外液血糖、能量代谢物质的检测对SAH发生有较好相关性，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物 选取2019年8月同样饲养条件下饲养的健康家兔32只，为期3个月，雌雄不限，体重2.3～3.4 kg。（1）纳入标准：①未怀孕；②皮毛干净发亮；③精神状态良好、活动正常；④眼睛有神、有活力；⑤有《动物生产许可证》《动物合格证》。（2）排除标准：①精神状态不佳；②有其他疾病。正常组家兔雌性9只，雄性7只，体重分别 为2.3、2.3、2.5、2.7、3.1、3.1、3.2、3.5、2.3、2.8、3.1、2.4、3.1、2.6、2.5、3.0 kg；模型组家兔雌性8只，雄性8只，体重分别为2.2、2.3、2.6、2.8、2.8、3.3、3.4、3.5、2.7、2.6、3.0、3.1、2.9、2.4、2.8、3.1 kg。各家兔间一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 建立动物模型 （1）麻醉，将16只模型组家兔用手按压固定，耳缘静脉注射20%乌拉坦溶液（生产厂家：山东齐鲁兴华制药有限公司；批准文号：国药准字H37 022259；规格：500 g），剂量：1.5 mL/kg，采用先快后慢的注射方法，并时刻观察家兔眼角膜反射，肌肉张力，疼痛反射等情况，当家兔眼角膜反射减弱或消失、肌肉张力降低或没有肌肉张力、疼痛反射消失等则判断为家兔麻醉到位。（2）将麻醉好的家兔固定在特定的立体定位仪上，取俯卧位，头部处于低位30°左右，针刺入枕大孔下行至枕大池，抽除脑脊液1～2 mL，再取耳缘静脉血液，注入枕大池，使兔头部位于低位20～30 min。结束后，用α-氰基丙烯酸酯医用黏合剂加明胶海绵置于出血口处止血，并做好消毒事项，以防止感染。48 h后按照上述同样的方法进行第二次自身血液注入。（3）正常组与模型组用同样的手术处理方法进行处理，只是将血液换成注入等量无菌的生理盐水。

1.2.2 动物处理 （1）对模型组家兔在建模后第1、4、7天分别进行血管造影检测（DSA），颅内多普勒（TCD）检查，两组家兔在建模前，建模结束后第1、4、7天分别进行微透析检查。（2）以上操作结束后立即给予模型组胰岛素（生产厂家：马鞍山丰原制药有限公司，批准文号：国药准字H34023749，规格：55 mIU/支）注射，用两手按住家兔使模型组家兔处于静止状态或将家兔放入兔筒夹中露出头部，耳缘静脉注射胰岛素，按照20 IU/kg量进行注射，正常组用同样的方法注射等量生理盐水，两组均连续治疗3 d，然后用微透析法对两组家兔脑内细胞外液中血糖，能量代谢物质测定。

1.3 观察指标及评价标准 （1）DSA检测：家兔取仰卧位固定在兔用手术台上，消毒，腹股沟局部麻醉，穿刺针进入股动脉，通过导丝导管交换，上行至颈动脉，注射造影剂，观察血管直径（DSA测得动脉上中下三段直径的平均值）[11-12]。（2）TCD测血流速度。（3）微透析：枕叶脑皮质处植入微透析管，微泵灌注人工脑脊液，1 h达到动态平衡后，取细胞外液（ECF）样本，低温保存，酶法测定血糖、乳酸及丙酮酸含量。（4）注射胰岛素后微透析法测血糖、乳酸及丙酮酸含量。（5）血管痉挛程度=（建模前血管直径-建模后血管直径）/建模前血管直径×100%，＜10%为正常，10%～19%为轻度痉挛，20%～29%为中度痉挛，＞30%为重度。

1.4 统计学处理 采用SPSS 21.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料以（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；用R语言进行相关性分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 模型组血管痉挛程度与各指标相关性 轻、中度血管痉挛与血流速度呈现正相关（r=0.753，P＜0.05），与血管直径呈现负相关（r=-0.692，P＜0.05）；重度痉挛与血管直径、血流速度相关性差（r=0.02，P＞0.05）；血管痉挛发生程度与血糖值、乳酸含量均呈有明显正相关性（r=0.892，P＜0.05），与丙酮酸值有高度负相关性（r=-0.915，P＜0.05）。见表1。

2.2 两组建模前后微透析检测指标比较 模型组建模前血糖、乳酸、丙酮酸与正常组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；注血后第1天开始葡萄糖、乳酸较治疗前开始明显增多，丙酮酸显著减少，差异均有统计学意义（P＜0.05）；注血后第1、4、7天血糖、乳酸、丙酮酸含量与注血前比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 两组处理前后胰岛素对血糖、乳酸及丙酮酸变化的影响 处理前，模型组血糖、乳酸含量显著高于正常组，丙酮酸显著低于正常组（P＜0.05）；处理后，模型组与注射胰岛素前比，血糖、乳酸含量明显下降，丙酮酸含量升高，差异均有统计学意义（P＜0.05），处理后，模型组与正常组的血糖、乳酸、丙酮酸比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表1 模型组血管痉挛程度与各指标相关性（±s）

表1 模型组血管痉挛程度与各指标相关性（±s）

表2 两组建模前后微透析检测指标比较（±s）

表2 两组建模前后微透析检测指标比较（±s）

*与模型组注血前比较，P＜0.05。

表3 两组处理前后胰岛素对血糖、乳酸及丙酮酸变化的影响（±s）

表3 两组处理前后胰岛素对血糖、乳酸及丙酮酸变化的影响（±s）

*与处理前比较，P＜0.05。

3 讨论

SAH属于一种应激状态，流入下腔的血液及血细胞会诱发过氧化，加重脑损伤，并且刺激谷氨酸正性神经递质释放，加强星形胶质细胞与神经元的乳酸穿梭[13-15]。产生大量乳酸，脑血流减少会使脑葡萄糖摄入减少，并且缺氧状态下葡萄糖无氧酵解的比例增加，产生大量乳酸堆积，血中葡萄糖浓度升高。缺血缺氧、过氧化等病理变化还会引起多种并发症，脑水肿、脑组织坏死等，诱发严重的残疾或死亡[16-18]，对于其早期诊断治疗预防恶化应当引起极大重视，目前主要通过血管造影、颅内多普勒检测，但两者都是对血管形态检查不能对脑损伤做出准确判断，对于脑内能量代谢物质监测是很好判断SAH的指标，但一般方法为取脑匀浆或脑脊液，损伤大并且不能实现动态监测。本研究结果也显示DSA，TCD检查重度痉挛血管直径及血流速度与血管痉挛程度没有较好的相关性（r=0.02，P＞0.05），只能判断有无脑内损伤但不能对发展状态进行监测。

微透析技术是一种可以动态监测脑内细胞外液血糖及能量代谢物质含量变化的技术，通过透析液中微小分子与脑脊液中小分子交换[19-20]，从而对交换的脑脊液中成分测定。有创伤小，灵敏度高，准确性大，可动态监测的优点。本研究结果表明，微透析检测血糖、乳酸及丙酮酸含量可很好地反应SAH的发展情况，具有相关性（r=0.892，-0.915；P＜0.05）。相关研究表明胰岛素治疗可以很好地降低脑内压，减少脑积液，舒张血管，增加血流，降低脑内血糖，保护能量代谢，减少损伤，本研究结果显示，胰岛素注射可以很好地降低模型组血糖，减少乳酸堆积，恢复丙酮酸正常含量，具有非常好的治疗效果（P＜0.05）。

综上所述，微透析技术能动态监测SAH后脑内血糖，乳酸及丙酮酸等能量代谢物质的变化，与脑血管痉挛发生及进展程度有很好的相关性，对及时诊断脑损伤有重要意义。胰岛素可以很好地降低血糖水平，减少乳酸堆积，恢复丙酮酸水平，对蛛网膜下腔出血治疗有较好的效果，值得在临床推广应用。