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Vol.34，Issue 2
January，2009
第 34 卷第 2 期
2009 年 1 月
灯盏细辛对脑缺血再灌注后血脑屏障通透性
及脑代谢物质的影响
刘 华 1,2，廖维靖 1*，魏 黎 3，雷 皓 3
(1. 武汉大学 中南医院 康复医学科，湖北 武汉 430071；2. 江苏省苏州卫生职业技术学院 康复教研室，
江苏 苏州 215009；3. 中国科学院 武汉物理与数学研究所，湖北 武汉 430071)
[摘要] 目的：探讨灯盏细辛治疗脑缺血损伤的作用机制。方法：大鼠 100 只。制作改良的脑缺血/再灌注模型。其中 65
只随机分为假手术组、模型组、灯盏细辛治疗组（10%灯盏细辛注射液 22.5 mg·kg –1）。假手术组（n=5）术后 1 d 处死取材，
测定脑含水量、BBB 通透性；治疗组和模型组在缺血 1.5 h 再灌后 6，12 h，1，2，4，7 d 处死取材，两组每时间点各取 5
只测定脑含水量、BBB 通透性。另外 35 只大鼠随机分为假手术组、模型组和治疗组。假手术组造模后立即进行 T2 加权像
（T2-weighted imaging，T2WI）、脑代谢物质的检测，1 d 时处死取材测定脑梗死比；治疗组和模型组在缺血 1.5 h 再灌后 1，
2，4 d 进行 T2WI 、脑代谢物质检测后处死取材，测定脑梗死比。结果：模型组再灌后 6 h 脑含水量（77.93±0.68）%增加，
4 d 脑含水量（83.82±0.49）%达到高峰；BBB 通透性在 2 d（5.51±0.24）mg·kg –1达到高峰。治疗组 4 d 脑含水量（82.84± 0.65）
%比模型组同时间点下降；治疗组 2 d BBB 通透性（4.62±0.26）mg·kg –1比模型组同时间点下降。活体检测模型组鼠脑 T2WI，
再灌 1 d 后损伤区出现高信号强度区。脑代谢物质检测显示，治疗组比模型组同时间点 N-乙酰天门冬氨酸（N-acetyl aspartate，
NAA）与肌酐（Cr）比值减低，胆碱（Cho）与肌酐比值增大。2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）染色，治疗组比模型组
同时间点梗死面积比小，2 d 时治疗组脑梗死比为（16.78±1.45）%，而模型组为（21.27±1.73）%。结论：灯盏细辛能够减
轻大鼠脑缺血再灌注损伤，其机制可能是通过调节脑缺血再灌注后的物质代谢，稳定 BBB，减轻脑水肿。
[关键词] 缺血再灌注损伤；血脑屏障；代谢物质
18 脑缺血再灌注损伤（ ischemia-reperfusion
injury，IRI）是临床上许多疾病伴发的常见病理损
害，它的直接结果是形成脑水肿。脑 IRI 后 BBB 的
损害在脑水肿的形成中起着重要作用。中药灯盏细
辛的主要成分为黄酮、灯盏甲素、灯盏乙素、挥发
油、氨基酸等[1]，具有抗血栓和减轻氧自由基损伤
的作用。本实验通过检测灯盏细辛治疗大鼠脑 IRI
后不同时间点的脑含水量、BBB 通透性的变化；核
磁共振（NMR）检测灯盏细辛治疗脑 IRI 后不同时
间点的脑梗死比、T2WI 和脑代谢物质 NAA，Cr，
Cho 的动态变化，探讨灯盏细辛对大鼠脑 IRI 后脑
含水量、BBB 通透性、代谢物质的影响，旨在阐明
灯盏细辛对脑 IRI 的可能治疗保护机制。

[收稿日期] 2008-05-30
[基金项目] 国家自然科学基金项目（39970935，30271671）；中国科
学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室开放
项目（T152210）
[通信作者] *廖维靖，E-mail：weijingliao@sina.com
1 材料
1.1 动物 健康雄性一级 Wistar 大鼠，体重
200~250 g，购自武汉大学医学院实验动物中心，合
格证号医动字第 19-013。
1.2 药物 灯盏细辛注射液，每支 10 mL 含 45 mg
生药，云南生物谷灯盏花药业有限公司提供，批号
20010026。
1.3 试剂 伊文思蓝，批号 991107，FLUKa 进口
分装（上海化学试剂采购供应站）；TTC，批号
021123（上海化学试剂公司）。
1.4 仪器 UV-754 分光光度仪（上海分析仪器
厂）；TG328A 电子分析天平（上海上平仪器公司）；
显微外科手术器械(北京医疗器械公司)；Biospec
47/30 核磁共振成像仪(Bruker 公司)。
2 方法
2.1 造模和分组 参照文献[2]方法，并进行部分
改良[3]造模。动物术前腹腔注射 10%水合氯醛（350
mg·kg –1）麻醉，缺血 1.5 h 后拔线栓，按文献[2]方


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法进行神经功能缺损评分，取评分在 1~3 分的动物。
大鼠 100 只，其中 65 只随机分为 3 组：假手术组、
模型组和治疗组。假手术组 5 只大鼠不做任何处理，
术后 1 d 处死取材，测定脑含水量、血脑屏障通透
性（BBB）；治疗组 30 只大鼠造模后腹腔注射 10%
灯盏细辛注射液 22.5 mg·kg –1，此后每天 15:00 按此
剂量腹腔注射；模型组 30 只大鼠造模后给予等量
的生理盐水。治疗组和模型组在缺血1.5 h再灌后6，
12 h，1，2，4，7 d 处死取材，2 组每时间点各取 5
只测定脑含水量、BBB。另外 35 只大鼠随机分为
假手术组（n=5）、模型组（n=15）和治疗组（n=15）。
假手术组造模后立即进行 T2WI、脑代谢物质的检
测，1 d 时处死取材测定脑梗死比；治疗组和模型
组在缺血 1.5 h 再灌后 1，2，4 d 进行 T2WI、脑代
谢物质检测后处死取材，测定脑梗死面积比。
2.2 脑含水量测定 各时间点大鼠腹腔注射 2%伊
文思蓝，称重后经水合氯醛麻醉，迅速低温断头取
脑。去除小脑、脑干、软脑膜后，称全脑重。在大
脑视交叉后 2 mm 处冠状横切，前部用来测定 BBB
通透性，后部脑组织用来测定脑含水量。后部脑组
织沿中线分成相等的左右部分，分别称取湿重，然
后置于 85 ℃烤箱中连续烘烤至恒重后称取干重，
根据下式计算脑组织含水量。
脑组织含水量（%）=（湿重-干重）/湿重×100%
2.3 BBB 通透性的测定 按前面所述方法将脑组
织分为前、后两部分，前部脑组织取后称取湿重，
浸泡于 5 mL 甲酰胺中，45 ℃温箱中孵育 72 h，取
浸泡液在 754 分光光度计 620 nm 处测定其吸光度，
然后根据标准曲线计算出脑内伊文思蓝含量
（mg·kg-1 脑湿重）。甲酰胺做空白比色。
2.4 T2WI 检测 T2WI 检测方法见文献介绍[3]。成
像方法采用多片多回波自旋回波脉冲序列，1 次完
成 7 片成像，视场范围 FOV 3 cm×3 cm。片厚 0.8
mm，2 片之间的中心距离 1.6 mm。TR=2 500 ms，
TE=90 ms，120 ms。
2.5 质子谱检查 质子谱检测方法见文献介绍[4]。
扫描前自动匀场、压水峰。序列选取点分辨自旋回
波波谱，TR= 1 000 ms，TE= 136 ms。采集的波谱
对代谢物进行基线校正，将 NAA 峰定标在 δ 2.02，
计算出各峰的积分面积。以 Cr 峰作为标准，将各
峰下面积的积分值与之比较，得到 NAA/Cr，
Cho/Cr。
2.6 梗死面积比 采用 TTC 染色。具体操作方法
见文献[5]。
2.7 统计学方法 实验数据以 x ±s 表示，两样本均
数比较采用 t 检验，多个样本均数比较采用方差分
析。P<0.05 表示有显著性差异。所有数据使用 Excel
2000 进行统计处理。
3 结果
3.1 脑含水量的变化 模型组脑含水量与假手术
组比较，6 h 后增加，1 d 后明显增加，4 d 脑含水
量达到高峰，后下降。治疗组的脑含水量与假手术
组相比，变化趋势类似，均从 6 h~2 d 呈上升趋势，
4 d 达到高峰。而同时间点的治疗组脑含水量与模
型组相比，差异有显著性，其中在 12 h~7 d，治疗
组脑含水量明显减少（图 1）。


图 1 大鼠 IRI 后各组脑含水量的变化（n=5）

3.2 BBB 通透性的动态变化 根据不同浓度的 EB
绘制标准曲线，采用直线回归分析建立回归方程：
Y=0.019+4.30X（Y 代表吸光度，X 代表 EB 浓度），
然后根据方程计算出各样本每克脑组织的 EB 浓度
（mg·kg-1。脑 IRI 后可见损伤区蓝染较正常区域颜
色深，并在 2 d 达到高峰（表 1）。
3.3 T2WI 检测结果 假手术组大脑双侧对称，结
构无改变。模型组和治疗组在 IRI 后 1 d 可见右侧
大脑皮层出现高信号强度区。2，4 d 后两侧大脑结
构明显不对称，右脑肿胀，可见梗死灶（图 2）。
3.4 1H-MRS 检测结果 NAA，Cr，Cho 的化学位
移分别是 δ2.02，3.0，3.2，呈正向峰。模型组
再灌后 1，2，4 d NAA/Cr 分别与假手术组比较明
显减少。治疗组比模型组同时间点 NAA/Cr 减少
（P<0.05）；治疗组与假手术组比较，4 d 时差异有
显著性。模型组 Cho/Cr 在脑 IRI 后各时间点与假手
术组相比明显增加；治疗组比模型组 Cho/Cr 增加；
治疗组与假手术组比较无显著差异（表 2）。


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表 1 大鼠 IRI 后不同时间各组脑组织 EB 渗出量（ x ±s，n=5） mg·kg-1
组别 6 h 12 h 1 d 2 d 4 d 7 d
假手术 3.14±0.13 3.14±0.13 3.14±0.13 3.14±0.13 3.14±0.13 3.14±0.13
模型 3.77±0.281) 4.10±0.321) 4.52±0.241) 5.51±0.241) 4.77±0.27 4.67±0.431)
治疗 3.35±0.374) 3.41±0.484) 3.54±0.382,5) 4.62±0.263,5) 4.09±0.183,5) 3.63 ±0.352,5)
注：与假手术组比较 1)P<0.01，2)P<0.05，3)P<0.01；与模型组同时间点比较 4)P<0.05，5)P<0.01。


a. 模型组；b. 治疗组。
图 2 大鼠缺血再灌后 2 d 的 T2WI 像

3.5 脑梗死面积比 未缺血侧被染成均匀的红色；
缺血侧为苍白色，其中坏死组织颜色更加苍白，着
色区域主要分布在大脑皮层。用眼科镊分离白色区
（梗死区）和红色区（正常区），分别称取脑质量，
计算梗死比。梗死比(%)=白色区质量/(白色区质量+
红色区质量)。模型组 1 d 即可显示明显的梗死灶，
2~4 d 进一步扩大，与 1 d 相比有显著性差异，但 2
d 与 4 d 比较无显著性差异。治疗组 1 d

表 2 大鼠 IRI 后各组 NAA/Cr 和 Cho/Cr 的变化（ x ±s，n=5）
NAA/Cr Cho/Cr 组别
1 d 2 d 4 d 1 d 2 d 4 d
假手术 1.38±0.25 1.38±0.25 1.38±0.25 0.89±0.21 0.89±0.21 0.89±0.21
模型 0.93±0.181 ） 0.88±0.171） 0.85±0.161 ) 1.26±0.253) 1.35±0.343) 1.47±0.361)
治疗 1.17±0.222） 1.11±0.212) 1.10±0.182) 0.90±0.224) 0.94±0.264) 0.99±0.284)
注：与假手术组比较 1) P<0.01，2) P<0.05，3)P<0.05；与模型组同时间点比较 4)P<0.05。

的梗死比与模型组比较，P<0.05，2~4 d 和模型组
相比，P<0.01（表 3）。
表3 大鼠IRI后各组脑梗死比的变化（ x ±s，n=5） %
组别 1 d 2 d 4 d
假手术
模型
治疗
0
17.54±1.56
14.85±2.013)
0
21.27±1.731)
16.78±1.454 )
0
23.65±2.471)
18.67±1.84 2，4)
注：模型组间与 1 d 比较 1)P<0.01；治疗组间与 1 d 比较 2)P<0.01；
与模型组同时间点比较 3)P<0.05，4)P<0.01。

4 讨论
4.1 灯盏细辛对 BBB、脑水肿的影响 BBB 的完
整结构包括血管内皮细胞及其紧密连接、基底膜和
胶质细胞的足突。一般认为 BBB 受损，紧密连接
开放，通透性增加，是导致脑水肿的主要因素。灯
盏细辛具有活血化瘀、舒筋通络等功效。有研究指
出灯盏细辛能减轻脑水肿，阻止细胞膜离子转运紊
乱，从而防止细胞内钙超载和细胞损伤[6]。
何蔚[7]等研究发现，IRI 后 BBB 受损，通透性
增高，脑组织的 EB 渗出量增加，灯盏细辛能显著
降低脑组织的 EB 渗出量。脑 IRI 后脑组织水肿，
血管内的大分子物质渗出，大体观上 IRI 后脑组织
损伤区表现为蓝染区域。本实验显示大鼠脑 IRI 后
EB 渗出量明显增加，而灯盏细辛治疗后 EB 渗出量
减少；治疗组脑组织含水量降低，其中在 12 h~7 d，
效果最显著。表明脑 IRI 后，灯盏细辛能保护 BBB，
减轻脑水肿。
4.2 灯盏细辛对脑 IRI后脑梗死面积比和脑代谢物
质的影响 NMR 技术最显著的优点是准确并且动
态评价脑损伤程度，T2WI 反映移动状态的水，可
敏感显示脑梗死[8]。缺血后病灶脑组织水肿，短时
间内有大量的自由水聚集，使组织的弛豫时间 T2
增加，在 T2WI 上呈现高信号强度区。T2WI 的活体
成像显示的脑梗死区域主要位于缺血侧大脑皮层，
处死动物进行 TTC 染色，显示的白色梗死区域与前
者基本一致，说明可以通过 T2WI 的检查，确定脑
损伤的位置及程度。同时，根据 TTC 的染色结果计
算出的脑梗死面积，表明灯盏细辛治疗能减少脑梗
死面积，减轻脑 IRI 损伤。
NAA 存在于神经组织，其强度可灵敏地反映神


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经元死亡和功能受损的状况。Cho 主要代表脑内含
胆碱的化合物，如磷酸胆碱和磷脂酰胆碱等，这些
物质主要存在于细胞膜上，通过 Cho 信号的变化可
以观察疾病的程度及治疗效果。Cr 是能量代谢分
子，其值的大小反映细胞的能量平衡。模型组 IRI
后 NAA/Cr 与假手术组比较明显减少，说明神经元
功能受损；Cho/Cr 与假手术组增大，说明细胞膜受
损。灯盏细辛治疗后，NAA/Cr 较同时间点模型组
增大，Cho/Cr 较模型组减少，结合脑含水量和 TTC
染色结果，提示灯盏细辛可能通过调节神经元代谢
[9]，改善细胞能量平衡，维持大鼠脑 IRI 后 BBB 稳
定，减轻脑水肿，起到脑保护的作用。
[参考文献]
[1] 张卫东，陈万生，孔德云，等. 灯盏细辛化学成分的研究[J]. 中
国药学杂志，2000，35(8)： 514.
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cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J]. Stroke，
1989，20(1)：84.
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性脑损伤模型的改良[J]. 中华物理医学与康复杂志，2002，24(6)：
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核磁共振成像和波谱的影响[J]. 中华物理医学与康复杂志，2002，
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[5] 刘 华，廖维靖，杨万同，等. 缺血性脑损伤基质金属蛋白酶-9
的表达与梗死面积的研究[J]. 中国康复理论与实践，2003，9(10)：
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[6] Sakaki T，Tsujimoto S，Sasarka Y，et al. The effect of a new calium
antagonist ， TA3090(clemiazem)on experimental transient focal
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[7] 何 蔚，陈 江，曾繁典. 灯盏花素对脑缺血再灌损伤的保护作
用和治疗时间窗[J]. 中国临床药理学与治疗学，2003，8(3)：278.
[8] 丁广良，胡红兵，王新兵，等. 用核磁共振成像研究大白鼠的光
化学反应脑缺血模型[J]. 波谱学杂志，1999，16(1)：1.
[9] 刘 红. 灯盏花注射液抗脑缺血的实验研究[J]. 中国现代应用药
学，2001，18(2)：96.


Effects of Dengzhan Xixin on blood-brain barrier permeability and metabolites
after cerebral ischemia-reperfusion injuries

LIU Hua1,2，LIAO Weijing1*，WEI Li3，LEI Hao3
（1. Department of Rehabilitation Medicine, Zhongnan Hospital Wuhan University, Wuhan 430071, China; 2. Department of
Rehabilitation Medicine, Suzhou Health Technical College, Jiangsu Province, Suzhou 215009 , China; 3. Physics and Mathematics
Laboratory Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China）

[Abstract] Objective：The investigated the effects of Dengzhan Xixin on brain water content, blood-brain barrier(BBB)
permeability, T2-weighted imaging(T2WI) , metabolites and the lesion ratio after cerebral ischemia-reperfusion injuries(IRI).
Method: The 65 rats were randomly individed into three groups, the sham-operated group, the ischemia-reperfusion group and
the Dengzhan Xixin treatment group. The models of ischemia-reperfusion of middle cerebral artery in rats were established by
placing an intraluminal suture, . The Dengzhan Xixin treatment group were injected 10% Dengzhan Xixin injection 22.5 mg•kg –1
after ischemia1.5 h.The sh am-operated group (n=5) were sacrificed on 1to measure brain water content and BBB permeability.
The rats of the ischemia-reperfusion group (n=30) and the Dengzhan Xixin treatment group (n=30) were sacrificed at reperfusion for
6 h, 12 h, 1 d, 2 d, 4 d, 7 d, respectively, after ischemia 1.5 h. The additional 35 rats were individed into the same three groups. The
changes of T2WI and metabolites in the brain were observed, and rats were sacrificed at reperfusion for 1 d, 2 d, 4 d after ischemia
1.5 h to determine the lesion ratio by TTC. Result: In the ischemia-reperfusion group, brain water content(77.93±0.68)% and BBB
permeability(3.77±0.28) increased after reperfusion for 6 h. The peak time of brain water content was at 4 d （83.82±0.49）% and
BBB permeability was at 2 d（5.51±0.24）%. In the ischemia-reperfusion group and the Dengzhan Xixin treatment group, there were
hyperintense signals in the injury region of T2WI. In the ischemia-reperfusion group after reperfusion for 1 d, the ratio of NAA/Cr
decreased and Cho/Cr increased. In the Dengzhan Xixin treatment group, the ratio of NAA/Cr increased and Cho/Cr decreased. In
the treatment group, the lesion ratio decreased by TTC was16.78±1.45 and in the ischemia-reperfusion group was 21.27±1.73 at 2 d.
Conclusion: Dengzhan Xixin may relieve cerebral ischemia-reperfusion injury by influencing the metabolites of brain, stabilizing
BBB and decreasing brain edema.
[Key words] ischemia-reperfusion injury; blood-brain barrier; metabolites
[责任编辑 古云侠]