本期推荐 & 解读 BY 亚东 | 首都医科大学
↓ 神经外科专题丨213
Journal of Neurological Surgery Part A
Oxidative Stress Level in Patients with Subarachnoid Hemorrhage
Abdallah et al.
中文内容仅供参考,一切以英文原文为准。
动脉瘤性蛛网膜下腔出血(Aneurysmal subarachnoid hemorrhage, aSAH)是一种严重的脑血管疾病。手术的目的是栓塞动脉瘤,降低再出血风险,通常在不损伤载瘤动脉和穿支的情况下实施动脉瘤栓塞术或者开颅夹闭,以及清除脑内血肿。神经重症监护病房对aSAH患者进行药物治疗,以减少神经损伤,对改善预后具有至关重要的作用。
在蛛网膜下腔出血(SAH)中,SAH及其随后的脑损伤会导致缺氧和进一步的神经损伤。急性脑损伤(Acute brain injury, ABI)发生在神经元损伤后72 h内,与SAH患者的不良预后相关。神经炎症是一种生理反应,在SAH后被激活,以限制神经元损伤和清除细胞残留,并受活性氧自由基(ROS)、细胞因子和趋化因子的调节。神经组织强大的氧化代谢产生高浓度的ROS,并被抗氧化系统代谢。实质组织中高水平的ROS增加了细胞的脂质过氧化、蛋白质降解、脱氧核糖核酸损伤和凋亡过程。因此,血脑屏障(BBB)通透性增加以及神经元和内皮损伤导致ABI。氧化应激(Oxidative Stress,OS)是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态,倾向于氧化,导致中性粒细胞炎性浸润,蛋白酶分泌增加,产生大量氧化中间产物。OS在衰老和大多数疾病的病理生理过程中发挥着重要作用。ABI和迟发性脑缺血的程度决定了OS的程度,导致不同程度的损伤。多项研究表明,OS诱导的神经元损伤导致SAH患者预后不良,临床恶化常发生在4-14天。其中一种抗氧化机制是硫醇和二硫键之间的动态平衡,在SAH和其他慢性疾病中,这一平衡被打破,有利于后者。硫醇与活性氧氧化转化为二硫化物。在健康个体中,硫基-二硫键平衡是稳定的。两种最常用的OS生化标志物是氧化应激指数(OSI)值,表示总氧化状态(TOS)和总抗氧化状态(TAS)的平衡;以及硫基二硫(TDS)值,表示总硫醇(TT)和天然硫醇(NT)的平衡。在这项研究中,根据aSAH患者在第1、4和14天的血清水平,以及就诊和出院时的临床表现,研究了aSAH患者的OSI和TDS的变化情况。
结果:

表1:SAH第1天测量的氧化应激(OS)指标(TAS, TOS, OSI, TT, NT和TDS)与对照组值的比较。

表2:治疗的破裂颅内动脉瘤患者在SAH后第1、4、14天测量的OS指标(TAS、TOS、OSI、TT、NT、TDS)变化的比较。

表3:OS指标、比值和LOS之间的相关性。
讨论
OS可评估SAH的神经病理学进程,为改善和随访提供更多监测指标。SAH早期降低OS可改善疾病预后。SAH引起ROS显著升高,可由病理和生理过程产生。SAH后受损神经元释放的这些线粒体和酶促ROS通过氧合血红蛋白显著提高OS,从而影响各种信号通路,导致脑损伤期间的各种神经病理学改变,包括脑水肿、BBB破坏、微血栓形成、血管痉挛和加速凋亡过程。
多种指标和不同的测量方法可以对OS和抗氧化状态进行评估。TOS、TAS和OSI(TOS/TAS)常用于OS和抗氧化状态的评估。既往研究表明,SAH患者的OS增加,ROS抑制了SAH中的抗氧化系统。在本研究中,观察到SAH第1天和第14天(治疗后)的TOS值显著高于健康组的TOS值。术后第1天OSI值明显高于对照组。就诊时的GCS评分与第1天的OSI值呈负相关,而LOS与第1天的OSI值呈正相关。这意味着GCS评分低的患者在第1天有高水平的OSI值。此研究结果显示,接受治疗的患者在第14天的OSI值显著低于第1天的OSI值。因此,降低的OSI值可作为评估治疗后aSAH患者改善情况的附加指标。
TDS是目前用于评估氧化剂/抗氧化剂平衡的另一指标。硫化氢(H2S)是一种来源于血管平滑肌细胞血管壁的巯基官能团。血管张力调节是H2S最重要的生理功能,作为促血管生成剂发挥作用。硫醇通过减少ROS形成或加速其失活来平衡OS。ROS可以氧化巯基并将其转化为可逆的二硫键。氧化分子可以氧化二硫化物并将其转化为可逆的键结构。形成的二硫键可以还原为硫醇基团,得以平衡TDS。预计OS、NT和tt值将下降,而TDS、TDS/TT和NT/TT指数将上升。最近的研究表明,TDS动态稳定反映了OS状态,因此可作为一种新的OS测定指标。
既往研究报道了几种神经系统疾病NT和TT值降低,TDS值升高。aSAH患者中结果与这些研究一致。在此研究中,对照组的TT和nt值显著高于aSAH患者,而TDS值则低于aSAH患者。LOS与第1天的OSI和TDS值呈正相关。但SAH第1天的OSI与TDS值之间无统计学相关性。这可能与样本量较小有关。治疗后第14天TT值显著高于治疗前第1天TT值。因此,TT值的升高可作为治疗后aSAH患者的另一项改善指标。
已有多项研究证实OS可导致神经系统疾病的脑损伤。然而,SAH患者的OS水平不同其他神经系统疾病的患者,如脑内血肿、脑缺血或脑肿瘤。比较SAH与其他神经系统疾病患者的OS水平可能是一个值得进一步研究的课题。此研究尝试将OSI和TT作为SAH患者改善的额外指标。此外,OSI和TT作为OS指标,可以为判断原发损伤的严重程度和治疗随访指标。研究结果表明,GCS较低的患者在第1天的OSI值较高。这意味着OSI也可以作为一个标称值来确定初始损伤的严重程度。
结论
在SAH中,神经元组织对ROS诱导的OS高度敏感。破坏氧化系统和抗氧化系统之间的平衡导致了脑损伤的加重。OSI和TDS可作为评价SAH患者疗效和随访的客观指标。OSI降低和TT升高可作为治疗后aSAH患者的改善指标。
Journal of Neurological Surgery (JNLS) 为同行评审期刊,发表原创研究、综述论文和涵盖神经外科各个方面的技术说明。JNLS的重点包括显微外科手术以及最新的微创技术,如立体定向引导手术、内窥镜检查和血管内手术。它分为两部分,交替出版。Part A涵盖纯粹的神经外科专题,Part B专门介绍颅底手术技术和方法。
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