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摘要
目的研究吸入高浓度氢气对大鼠脑缺血-再灌注损伤的影响及其机制。方法纳入雄性健康无特定病原体（SPF）级Sprague Dawley（SD）大鼠72只,采用随机数字表法进行完全随机化分组,将实验动物随机分为3组,分别为假手术组（S组）、脑缺血-再灌注组（M组）和氢气治疗组（H组）,每组24只。S组结扎并离断左侧颈外动脉,M组与H组建立大鼠大脑中动脉栓塞（MCAO）模型,S组、M组大鼠于再灌注前1 h、再灌注后20 h和44 h 3个时间点吸入45 min空气（21%O2-78%N2）,H组于再灌注前1 h、再灌注后20 h和44 h 3个时间点吸入45 min高浓度氢气（42%H2-21%O2-37%N2）。于再灌注后48 h断头处死大鼠,观察大鼠脑梗死面积及脑组织水肿情况,采用Western blot法检测细胞焦亡相关蛋白含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1（Caspase-1）及凋亡相关斑点样蛋白（ASC）含量,采用酶联免疫吸附测定（ELISA）方法检测白细胞介素1β（IL-1β）和IL-18水平,并记录大鼠缺血-再灌注后1、3、5、7 d时神经功能评分[改良神经功能缺损评分（mNSS）、Garcia评分]、体质量变化情况以及生存状况。结果缺血-再灌注后48 h, 3组大鼠脑梗死面积及脑含水量比较,差异均有统计学意义（F值分别为289.70、95.90,均P<0.01）;与M组比较,H组脑梗死面积及脑含水量均明显减少[分别为（30.5±3.0）%比（38.0±1.9）%,（79.1±0.2）%比（83.3±0.6）%;均P<0.05]。3组大鼠缺血-再灌注后48 h脑组织Caspase-1、ASC表达水平均差异有统计学意义（F值分别为107.10、100.70,均P<0.01）。与S组比较,M组脑组织Caspase-1、ASC表达水平均显著增加（均P<0.05）;与M组比较,H组脑组织Caspase-1、ASC水平均明显降低（均P<0.05）。3组大鼠缺血-再灌注后48 h后血清中IL-1β和IL-18表达水平差异均有统计学意义（F值分别为65.58、59.36,均P<0.01）。与S组比较,M组IL-1β和IL-18水平均显著上升[分别为（74.2±1.6） ng/L比（58.3±0.6） ng/L,（176.7±11.3） ng/L比（102.9±4.5） ng/L;均P<0.05];与M组比较,H组IL-1β和IL-18水平均明显降低[分别为（60.9±2.7）、（125.5±8.4） ng/L;均P<0.05]。与S组比较,M组大鼠缺血-再灌注后1、3、5、7 d时,mNSS明显升高,Garcia评分明显减低;与M组比较,H组大鼠缺血-再灌注后1、3、5、7 d时,mNSS明显减少,Garcia评分明显升高,差异均有统计学意义（均P<0.05）。3组大鼠缺血-再灌注后1、3、5、7 d, S组大鼠体质量无降低且逐渐增加,H、M组大鼠体质量均先减低再恢复,H组大鼠再灌注后体质量减低幅度小于M组,且早于M组恢复至初始水平。大鼠死亡集中于再灌注后24 h内,共有8只大鼠死亡,M组死亡6只,H组死亡2只,S组大鼠无死亡。Log-rank分析两组大鼠生存率结果显示,H组大鼠生存率高于M组大鼠（P=0.0272）。结论吸入高浓度氢气可显著改善大鼠脑缺血-再灌注损伤的神经功能及预后,其机制可能与氢气减轻神经细胞焦亡及炎性因子浸润相关。
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