迟发性脑病动物模型
脑组织在急性缺血、缺氧性损伤,尤其是急性CO中毒后的一段时间(几天)里,表现出正常或接近正常的“假愈期”,随后突然再次出现一组以痴呆为主的神经精神症状,称为迟发性脑病,主要由急性CO中毒引起。
1 大鼠急性一氧化碳中毒迟发性脑病模型(Model of delayed encephalopathy by acute CO poisoning in rats)
(1)复制方法 雄性SD大鼠,体重为240~280g,实验前一天禁食。
1)制备染毒模型 采用腹腔注射纯品CO气体,制备大鼠染毒模型。先采用改良寇氏法确定单次腹腔注射染毒半数致死量,以略低于半数致死量剂量为首次注射剂量,确定该剂量下染毒大鼠体内CO的半排出期后,于到达半排出期终点前重复腹腔注射,但剂量为首剂量的一半。具体方法为:于首次注射CO 120mg/kg体重后,连续3次按首次剂量的半量(60ml/kg体重)作追加注射,间隔为4h;间隔注射 CO后,血中HbCO(Carboxyhemoglobin)浓度可维持在50%以上达16h。动态监测大鼠尾静脉血水平,维持染毒大鼠重度中毒状态(HbCO>50%)16h以上。观察染毒后大鼠的症状及体征。对照组注射等剂量空气。
2)CO中毒大鼠染毒程度检测
①血HbCO浓度测定 采用尾尖采血改良双波长 HbCO定量法监测各组大鼠血HbCO浓度。取大鼠尾血0.1ml)加0.4mol/L氢氧化铵20ml,混匀,加20mg低亚硫酸钠混匀;10min内于535nm及578nm波长下测定其吸光度,按照下列公式计算HbCO含量。
HbCO(%)=(2.44×A535/A578-2.68)×100%
②血中丙二醛(MDA)浓度测定 采用改良硫代巴比妥酸(FGB)荧光法,分别于CO注射前及注射后30min及1、2、4h,取染毒大鼠用乙醚麻醉,颈静脉取血测定MDA浓度,观察机体氧化损伤状况。
③病理组织学检查 分别于注射CO后的不同时间点麻醉动物后,于左心室快速灌注150ml生理盐水,再灌注4%的多聚甲醛直至尸体完全僵硬。取脑组织常规制备石蜡切片。
(2)模型特点 大鼠腹腔注射CO后,中毒症状明显,5~10min后出现烦躁、撞笼,15min后陆续出现少动、四肢瘫软、抽搐、昏迷,黏膜及肢端皮肤呈樱桃红色,部分发生角弓反张。动物血压下降至注射前水平的一半左右,血HbCO水平始终低于5%,血中MDA浓度急剧升高。染毒动物在注射CO 1、3h,脑组织出现明显水肿,皮层发生局灶性变性坏死。染毒后3、7、14、21d,基底结区核团发生局灶性变性坏死,海马细胞层有变性坏死发生,两者均以7、14d时最严重。大鼠染毒后7~21d,大脑白质局部出现脱髓鞘变,并出现明显细胞凋亡。海马细胞凋亡较轻,凋亡现象并非仅仅局限于神经细胞,白质中的小血管内皮细胞凋亡也十分明显。
(3)比较医学 采用腹腔注射途径染毒虽与临床所见急性CO中毒的CO侵入途径不同,但中毒机制相符,此方法制备的动物模型可满足CO吸入中毒模型具备的条件。流行病学调查曾显示,长时间昏迷是迟发性脑病的重要高危因素之一。该方法以4h为间隔,用腹腔注射法进行CO染毒,可使大鼠血中HbCO长时间(>16h)维持在高水平(>50%)状态,染毒大鼠昏迷时间亦较长,十分类似临床上重症CO中毒病情经过,故此种模型可望为CO中毒迟发性脑病的研究提供最接近真实的条件。此外,注射法还具有以下优点:操作简便,所需CO量明显减少,费用低廉,对设备仪器条件亦无特殊要求,染毒剂量容易控制,影响因素少,便于及时监控染毒动物血中HbCO水平,并可避免吸入染毒可能出现的缺氧因素对实验结果的影响,分次注射法更有利于维持较长时间重度CO中毒状态,从而为研究CO中毒迟发性脑病创造了有利条件。
2 兔急性一氧化碳中毒迟发性脑病模型(Model of delayed encephalopathy by acute CO poisoning in rabbits)
本实验也可选用体重为2.0~2.5kg的家兔。染毒模型的制备与大鼠相同,但注射CO的量不同。首次经腹腔注射 CO的量为200mg/kg体重,以后按6h间隔追加注射3次,剂量为100mg/kg体重。其余观察指标和模型特点与大鼠相似。