课件：青海省人民医院.ppt

青海省人民医院 神经科 吴世政,缺氧预处理与高原脑血管病,缺氧(血)预处理 (hypoxia preconditioning HP) 指组织受到一次或多次短暂性适度缺氧刺激后，触发机体的内源性保护机制，可使机体对接下来发生的严重缺氧(血)或其它致死性应激产生防御和保护作用。,概念,脑缺氧（血）耐受 (hypoxia tolerance HT) 指缺氧(血)预处理诱导脑组织对随后的脑缺氧(血)损伤产生迟发型的抵抗能力的现象 HT是多因素、多机制参与的保护过程 缺氧耐受的内源性保护作用已经被证明,概念,背景,Murry 等于1986 年在犬心肌缺血模型中发现缺血预处理, 继后大量研究进一步肯定了心肌缺血预处理的心肌保护作用, 且已有临床应用报道,背景,背景,1990年Kitagawa等首次在沙土鼠脑缺血的实验研究中观察到短暂性脑缺血预处理具有神经保护作用。,沙鼠预先给予了2min的亚致死性脑缺血，能使最易受损的海马CAI区大部分神经元在1d后的再次较严重5min脑缺血中存活; 沙鼠预先给予的2min2次的脑缺血（间隔1d）则能几乎完全防止再次较严重缺血（5min）所知的海马CAI区神经元损伤,化学预处理 包括许多在脑缺血/再灌注损伤过程中起作用的化学物质： 兴奋性神经毒性氨基酸 炎性损害的许多炎性介质IL-1、TNF- 脂多糖、3-硝基丙酸、凝血酶、内毒素等 这些物质的毒性使其临床应用受到限制,缺氧(血)预处理的方式,药物预处理 通过药物激发或模拟机体自身内源性保护物质而呈现的脑保护作用，研究表明： 腺苷A1受体激动剂预处理有较好的脑保护效果 ATP敏感性K通道开放剂(KCO)可诱导出脑缺血耐受效应 神经营养因子，抗氧化剂、细胞间粘附分子、单克隆抗体、重组肿瘤坏死因子等,缺氧(血)预处理的方式,药物预处理是脑缺血预处理的发展趋势，IPC诱导应激过程是一种损伤，其临床应用受到许多因素的限制，因此既不损伤组织又能产生预处理效应的药物性预处理具有潜在的临床应用的价值，值得我们更深入研究和探讨,缺氧(血)预处理的方式,缺氧(血)预处理的方式,常压缺氧 低压缺氧 重复缺氧,脑组织对缺氧损伤的反应,神经元死亡,胶质细胞增生,炎症反应,血管再生,神经元再生,组织器官反应,分子反应,HIF-1,VEGF,EPO,分子机制,早期效应： 发生于处理后数小时，主要与膜受体调节有关 延迟性效应： 发生于预处理后17d，与诸多基因表达的增强或受抑制有关,HIF1a （hypoxia-inducible factor 1a ,缺氧诱导因子1a ）,Bracken CP, Whitelaw ML, Peet DJ, et al. The hypoxia-inducible factors: key transcriptional regulators of hypoxic responsesJ.Cell Mol Life Sci,2003, 60:1376-93.,碱性螺旋-环-螺旋,氧依赖降解区,转录激活结构域,分子机制,分子机制,Erythropoietin(EPO)是第一个被确认的HIF-1的靶基因，而且EPO和VEGF是由缺氧诱导的最具特征的基因,分子机制EPO,预先给予外源性EPO可以保护由兴奋性氨基酸导致的皮层神经元的损害,VEGF（vascular endothelial growth factor ， 血管内皮生长因子 ）,Hicklin and Ellis, Journal of Clinical Oncology 2005;23:1011-1027,Giles, The Oncologist 2001;6(suppl 5):32-39,VEGF激活途径,分子机制,HIF-1结合位点,靶基因,VEGF EPO ,血管生成,神经元生成,血流增加,神经保护，再生及功能恢复,BNIP3 ,凋亡,展望,缺氧预处理是脑血管病的研究热点，其概念的提出： （1）为防治缺血/再灌注损伤开拓了新的研究领域 （2）为内源性神经保护机制和神经保护治疗方法提供了新的启示和研究方向。深入实验研究，有助于揭示其机制和解释一些临床现象 （3）为新药开发，心、脑缺血患者的介入治疗等方面提供重要的理论依据和探索途径,高原脑血管病是高原人群疾病死亡的主要原因之一,其受高寒缺氧、低气压等的特殊地理环境的影响,在病因、临床表现、发病机制和防治等方面具有特殊性,高原脑血管病,概 况,发病率 患病情况 发病年龄 性别、职业、民族 各类脑血管病相对频率 病死率,危险因素,高血压、动脉硬化 高血红蛋白 高原血液流变学异常 高脂血症 心功能不全 高原异常气候 脑血流动力学异常 同型半胱氨酸异常 炎性因子异常,高原慢性缺氧与高原脑血管病,发病机制,高原慢性缺氧导致脑小动脉节段性损害，血管内皮细胞肿胀，无氧酵解产生酸中毒，致血管通透性增加，毛细血管麻痹，脑血管自动调节紊乱而产生充血和过度灌流，血液易于向血管外渗，引起广泛的点状出血,高原慢性缺氧与高原脑血管病,发病机制,高原慢性缺氧损害的脑血管，在血液粘度增高，血流缓慢，血小板易于粘附在受损的血管内膜上，触发释放各种凝血因子，致脑血栓形成。同时高原脑水肿引起的脑循环紊乱在脑血栓形成中起着重要作用,发病机制,高原慢性缺氧与高原脑血管病,脑血管小动脉壁发育缺陷,脑血管病增加 （出血性）,促进侧枝循环形成,脑血管病减少 （缺血性）,高 原 慢 性 缺 氧,缺氧诱导因子与高原脑血管病,发病机制,HIF-1为缺氧应答的全局性调控因子,对缺氧具有特异感受性,参与体内许多缺氧反应性基因的转录调节,是机体缺氧应答中的关键作用因子,通过作用于不同的靶基因而发挥不同的效应，从而在缺氧缺血性脑损伤（HIBD）中具有双重角色。这与缺氧持续的时间及程度有关,中度缺氧,持续缺氧,血管内皮生长因子(VEGF)等,细胞内p53水平,诱导神经细胞凋亡,促进微血管再生,HIF 的双重角色,基因多态性变化与高原脑血管病 脑血管疾病是遗传因素和环境因素共同引起的一种疾病, 属于多基因遗传病,其发病机制复杂,目前已经发现多种与脑血管疾病有关的基因如：,发病机制,2019/8/23,31,可编辑,血管紧张素转换酶(ACE)基因多态性 研究发现D等位基因的频率与脑血管病发病呈正相关，而高原藏族ACE基因型频率与平原人群有显著差别，并提示ACE基因信息与低氧遗传适应的信号传递可能有关,发病机制,载脂蛋白基因多态性 载脂蛋白E(apoE)基因型研究发现，E2等位基因可能与出血性脑血管病有关,而E4等位基因为缺血性脑血管病的重要遗传标志,可以影响脂类代谢,并与痴呆有关 高原ApoE基因型研究发现汉族以E3/3常见，而藏、回族以E3/4常见，三民族TG，TC和LDL-c值E4携带者高于E2携带者，而藏族E2明显高于汉族和回族,发病机制,纤维蛋白原基因多态性 B2纤维蛋白原基因多态性 发现H2等位基因是缺血性脑血管病的高危因素 A2纤维蛋白原基因多态性 是心房颤动伴发栓子形成的重要危险因素,发病机制,急性高原病发生的颅脑出血，往往是广泛点状 出血 慢性高原病发生的出血性脑血管病少见，一旦出血，则症状明显而严重，多数预后不良 慢性高原病引发的缺血性脑血管病,起病缓慢，临床表现较明显，到平原后有自然恢复的可能，脑出血与脑梗死可同时存在,临床表现及诊断,首先应积极治疗高原原发病，针对高原独立的危险因素进行处理，开展氧疗 慢性高原病所致的脑血管病，缺血性和出血性可同时存在，在治疗上需特别慎重 高原缺血性脑血管病患者血液呈高凝状态的同时，进行抗凝及溶栓治疗时，应注意掌握指征和控制时间窗 缺氧对药代动力学的影响明显，镇静剂的使用应当减量和慎用 高原脑血管病患者迅速转移到平原地区，有助于疾病的治疗和康复,防治要点,脑血管反应性和自动调节功能研究 研究证实：高原居民与平原居民明显不同。氧是血管反应性的重要影响因素，在低氧状态下，脑的自动调节要发挥更大的作用，才能抵抗高灌注综合症的发生。对于不同海拔居民的研究，将有利于揭示脑血管反应性的机制,展望,脑循环储备能力研究 高原是研究缺血缺氧耐受的天然实验现场。慢性缺氧导致体内会产生一系列抗缺血、缺氧化学物质，使脑组织产生更强的抗缺血缺氧能力。在同一血管闭塞的情况下，高原居民可能会有更小的梗死面积和更轻的临床症状。因此，高原居民具有更强的脑储备能力,展望,脑侧枝循环研究 研究发现：由于对抗缺氧的需要，高原居民可能有更好的脑侧枝循环，评估不同海拔居民的侧枝循环程度对于其他地区卒中的防治可能会开辟新的思路,展望,复杂致病因素研究 高原脑血管病的危险因素发生了变化，如血压降低、缺氧预适应成为卒中的保护因素，红细胞压积升高、脑自动调节障碍成为卒中促进因素。这些因素的混杂作用带来的后果需要深入研究,展望,基因多态性,高原脑血管病,高原,平原,藏族,汉族,？,遗传背景研究,展望,脑储备能力,ASPP1、HIF1a、VEGF在不同海拔地区脑梗死大鼠脑组织中的表达情况,Wistar大鼠180只，体重在180g-200g，分为西宁组（海拔2200m）、柴达尔组（海拔3500m）、沱沱河组（海拔4500m），每一海拔组随机分配60只大鼠。分别在当地饲养30天，以期达到高原基本习服,ASPP1、HIF1a、VEGF在不同海拔地区脑梗死大鼠脑组织中的表达情况,参照Zea Longa等描述的方法制作右侧大脑中动脉阻塞的局灶性脑缺血模型,神经功能缺损按照Longa评分法进行评分， 1-3分为入选实验动物；造模后1天、3天、7天、14天后断头处死、手术取脑，置于10甲醛液,ASPP (apoptosisstimulating protein of p53 ， p53凋亡刺激蛋白),ASPP1,ASPP2,iASPP,1091,1128,828,A螺旋,Pro(含脯氨酸的结构域 ),Ank(锚蛋白结构域 ),SH3结构域,A Sullivan and X Lu. ASPP: a new family of oncogenes and tumour suppressor genesJ. British Journal of Cancer,2007,96:196-200.,Apoptosis,p53/p63/p73,Proteasome inhibitors DNA damage Stress signals,Inactivation of Rb pathway Stress signals,E2F,ASPP1/ASPP2,ASPP1/ ASPP2,ASPP1/ ASPP2,p53/p63/p73,iASPP,Growth,ASPP1/ASPP2,Methylation,A Sullivan and X Lu. ASPP: a new family of oncogenes and tumour suppressor genesJ. British Journal of Cancer,2007,96:196-200.,用免疫组化的方法在脑梗死术后1、3、7、14天检测脑组织的ASPP1、HIF1a、VEGF的表达情况；参照Mattern法进行染色结果评分,ASPP1、HIF1a、VEGF在不同海拔地区脑梗死大鼠脑组织中的表达情况,软化灶,HIF1a,ASPP1,VEGF,ASPP1、HIF1a、VEGF在不同海拔地区脑梗死大鼠脑组织中的表达情况,西宁组大鼠脑梗死术后1、3、7、14天用免疫组化方法检测脑组织的ASPP1结果,1d,3d,7d,14d,1d,表1 ASPP1在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达(均数士标准差),注：海拔高度组间F值104.34，脑梗天数组间F值51.70，p0.01。 脑梗死后1d和3d 、7d、14d, 3d和7d、14d, 7d和14d比较p值为0.008、0.001、0.001、0.018、0.001、0.003； 海拔2200m和3500m, 3500m和4500m比较p值为0.001、0.001,检验水准为0.05，具有显著性差异。,ASPP1在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达,ASPP1在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达的线图,ASPP1在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达,表2 HIF1a在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达 (均数士标准差),注：海拔高度组间F值61.166，脑梗天数组间F值439.968，p0.01。 脑梗死后1d和3d、7d、14d, 3d和7d、14d, 7d和14d比较P值为0.001； 海拔2200m和3500m、4500m, 3500m和4500m比较P值为0.002、0.001、0.001,检验水准为0.05，具有显著性差异。,HIF1a在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达,HIF1a在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达的线图,HIF1a在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达,表3 VEGF在不同海拔高度和造模后不同时间点脑梗死大鼠脑组织中的表达(均数士标准差),注：海拔高度组间F值56.586，脑梗天数组间F值257.408，p0.01。 脑梗死后1d和3