生酮饮食对在体兔脊髓缺血再灌注损伤的影响

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[摘要] 目的 探讨生酮饮食对兔脊髓缺血再灌注损伤的影响。 方法 选用健康雄性兔45只，随机分为三组，A组行假手术，B组给予正常饮食（normal diet，ND）+缺血再灌注，C组生酮饮食（ketogenic diet，KD）6周后+缺血再灌注，B、C组结扎兔腹主动脉（A组只穿线不接扎）30 min后，再灌注48 h，观察三组神经功能评价、病理组织学观察神经元细胞，评价KD对兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用。 结果 A组神经功能评价、病理组织学观察神经元细胞正常。B组神经功能出现明显障碍，神经元细胞形态异常。C组神经功能障碍程度、神经元细胞形态异常较B组轻。 结论用生酮饮食干预后脊髓缺血再灌注损伤减轻。

[关键词] 生酮饮食；缺血再灌注损伤；兔

[中图分类号] R322.81[文献标识码] A[文章编号] 1673-7210（2012）04（b）-0031-02

胸腹部手术时阻断动脉造成脊髓缺血，因此脊髓缺血再灌注损伤在所难免，其研究在当今医学已成为热点。生酮饮食（Ketogenic diet，KD）是一个高脂、低碳水化合物和适当蛋白质的饮食[1]，是在糖利用受到限制时，酮体成为主要能量来源，1921年Wilder第一次介绍并应用于临床进行治疗儿童，甚至用于成人药物难治性（顽固性）癫痫。这一疗法用于治疗儿童难治性癫痫已有数十年的历史，虽然其抗癫痫的机制目前还不清楚，但是其有效性和安全性已得到了公认，有学者近年来研究，生酮饮食在细胞损伤时具有保护作用，本研究通过实验，观察生酮饮食对脊髓缺血再灌注损伤时的保护。

1 材料与方法

1.1 材料及动物分组

选用健康雄性兔（济宁医学院实验动物研究中心提供）30只（在实验过程中死亡3只，补3只，共33只），体重2.0～2.5 kg，随机分为三组，每组10只，A组正常饮食（ND）+假手术，只暴露腹主动脉，但未结扎，B组ND+缺血再灌注，缺血30 min，再灌注48 h，C组KD（每100 g食物中含脂肪70 g，蛋白20 g，碳水化合物10 g）[2]缺血再灌注，缺血30 min，再灌注48 h。

各组兔分别给予ND或KD 6周后手术。

1.2 模型制作

耳缘静脉注入3%戊巴比妥钠1.0 mL/kg进行麻醉，观察兔无异常后将其仰卧固定于手术台上，术中用烤灯于上方持续加热，使直肠温度保持在38℃左右，常规剪毛，取腹正中切口，消毒，铺无菌巾，逐层打开腹部，暴露腹主动脉并分离至肾动脉水平，用无创伤血管夹在肾动脉起始部远端夹闭腹主动脉，血流阻断，见股动脉搏动消失，下肢颜色发绀。30 min后去掉血管夹，进行再灌注；检查腹腔，见腹主动脉及腹腔均无异常，无明显损伤出血，逐层关闭腹腔，脊髓缺血再灌注损伤模型完成。

1.3 检查指标

1.3.1 神经功能评价分别于再灌注后48 h后对三组脊髓缺血再灌注损伤模型进行后肢神经功能评分。按照神经行为学功能评分[2]并记录，0级：完全瘫痪；1级：轻微的功能活动；2级：下肢运动良好，但不能站立；3级：能站立，但不能正常行走；4级：可行走，但不灵活；5级：完全恢复。

1.3.2 组织学检测兔再灌注48 h后，切除L2~4椎板，充分显露L3~4节段硬脊膜，切断周围神经根，剪开硬脊膜，将同一节段脊髓取出，置4%多聚甲醛溶液中固定。将固定组织制病理切片，HE染色，光镜下观察。

1.4 统计学方法

采用统计软件SPSS 13.5对实验数据进行分析，计量资料数据以均数±标准差（x±s）表示，采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验，等级资料采用秩和检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 神经功能评价

A组动物活动无异常。B组动物缺血30 min再灌注48 h后均出现不同程度的双后肢瘫痪，神经功能出现明显障碍，在评分上与A组比较，差异有高度统计学意义（P < 0.01）。C组动物部分出现后肢瘫痪的状况，与B组比较稍轻，在神经功能评分上比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。各组兔神经行为学评分结果见表1。

2.2 组织学观察

A组神经元胞体边缘清晰，细胞呈多极形，细胞核位于中央且正常，核仁无变化，见图1；B组神经元细胞明显肿胀，模糊不清晰，细胞核变浅，出现神经细胞坏死，留下死腔。细胞质出现肿胀，纤维排列不规则，见图2；C组出现轻微的血管充血，较少出现神经元细胞固缩、形态结构改变，见图3。

3 讨论

脊髓缺血再灌注损伤在临床上经常出现，究其原因是多因素引起的不可逆性损伤。能量代谢障碍、氧自由基、钙离子超载等因素在脊髓缺血再灌注损伤中起主要作用[3]。脊髓缺血再灌注损伤过程中，大量多聚不饱和脂肪酸存在脊髓组织中，在氧化攻击中十分敏感，氧自由基有较强的氧化性，进而引起脂质过氧化，使脊髓发生继发性损伤，从而造成炎症反应，导致神经细胞变性坏死[4]。脊髓缺血再灌注损伤是在临床上常见的一种损伤，可致患者双下肢瘫痪等严重并发症，对患者危害极大[5]，在医学上仍为一大难题。

本实验结果表明通过神经功能评价C组与B组，结果显示C组神经功能障碍减轻，后肢瘫痪也有所改善。病理组织学观察C组神经元细胞损伤较正常饮食组减轻。说明生酮饮食对兔脊髓缺血再灌注损伤有保护作用。KD是一个高脂、低碳水化合物和适当蛋白质的饮食，它模拟了人体饥饿的状态。脂肪代谢产生的酮体主要是由于糖摄入被严格限制后，脂肪在肝脏氧化产生大量乙酰辅酶A，由于其大于三羧酸循环能力，进而生成β-羟基丁酸（β-hydroxybutyrate，β-HB）、乙酰乙酸（acetoacetate，ACA）、丙酮酸三种酮体。其中D-β-HB和ACA对细胞具有保护作用，因此，KD具有抗凋亡抗、氧化作用。富含脂肪酸的KD还可以明显减轻神经系统损伤后的炎症反应[6]，通过研究表明，KD降低了兔脊髓缺血再灌注损伤引起的神经元损伤。

[参考文献]

[1]Masino SA，Li T，Theofilas P，et al. A ketogenic diet suppresses seizures in mice through adenosine A1 receptors [J]. J Clin Invest，2011，121（7）：2679-2683.

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[3]Shi E，Jiang X，Wang L，et al. Intrathecal injection of hepatocyte growth factor gene-modified marrow stromal cells attenuates neurologic injury induced by transient spinal cord ischemia in rabbits [J]. Anesthesiology，2010，113（5）：1109-1117.

[4]孟春阳，尹飞，郭丽，等.银杏叶对大鼠脊髓缺血再灌注损伤保护作用的实验研究[J].中国实验诊断学，2010，14（6）：812-814.

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[6]胡志刚，王汉东，谭启富.生酮饮食在神经系统疾病中的应用[J].国际神经病学神经外科学杂志，2009，36（4）：362-365.