低血糖后血糖升高速度对大鼠低血糖性脑损伤的影响及其机制的研究

低血糖对中枢神经有严重危害，纠正低血糖强调尽快将血糖升高到正常水平。但本课题组意外观察到，纠正大鼠低血糖时，血糖升高速度快者海马神经元超微结构的改变较血糖缓慢升高者更明显，提示"血糖升高速度"对低血糖性脑损伤有影响，可能存在"低血糖再灌注性脑损伤"。本项目采用胰岛素致大鼠低血糖后给予葡萄糖治疗,观察不同"血糖升高速度"对脑细胞光镜病理、超微结构及细胞凋亡的影响,从细胞坏死及凋亡两种形式上明确血糖升高速度在低血糖性脑损伤中的作用，证实纠正低血糖时血糖升高过快可以加重低血糖性脑损伤，并动态观察不血糖升高速度对脑组织兴奋性氨基酸、细胞内Ca++、自由基、凋亡调控基因的影响,以及线粒体糖的有氧氧化限速酶α-KGDHC和DNA修复酶PARP-1的变化，初步阐明血糖升高速度对低血糖性脑损伤的作用机制。拟提出"低血糖再灌注性脑损伤"的概念，为临床合理治疗低血糖提供参考，为低血糖性脑损伤的研究提供新思路。

低血糖是一种十分常见的临床现象，尤其在糖尿病患者的治疗过程中。低血糖较高血糖具有更迅速且严重的危害，轻者导致易激惹、局灶性神经功能损害、昏迷等，重者可以导致死亡。一旦发生低血糖，目前的治疗强调立刻给予高浓度葡萄糖，迅速将血糖升高并维持在8.3～11.1mmol/L。本项目主要探讨了低血糖后血糖升高速度对大鼠低血糖性脑损害的影响及其机制，项目组基本上完成了相关内容，取得了预期成果。1.采用健康成年大鼠，静脉注射胰岛素使血糖下降至1mmol/L并维持1h，然后给予25%的葡萄糖以不同速度静脉注射，1h内将血糖分别升高至1～3mmol/L、3～6mmol/L、6～9mmol/L和>9mmol/L，采用TUNEL、Fluoro-Jade B(FJB)染色、电镜观察大鼠海马神经元凋亡、坏死及超微结构的变化。结果发现，在血糖升高至>9mmol/L组，神经元凋亡、坏死及超微结构改变最为明显，提示低血糖后血糖升高过高过快可以加重低血糖性脑损伤，可能存在“低血糖后葡萄糖再灌注性脑损伤”。2.观察了低血糖后不同血糖升高速度对自由基、线粒体α-KGDHC及PARP-1酶、细胞凋亡启动基因Bax及抑制基因Bcl-2表达的影响，初步探讨了血糖升高过快加重低血糖性脑损伤的机制。结果发现，（1）在血糖升高至1～3mmol/L组，ROS水平最低， 在血糖>9mmol/L组 ROS水平最高；（2）海马和皮层的α-KGDHC酶及PARP-1酶浓度在低血糖再灌注后普遍降低，其中>9mM组降低程度最明显；（3）低血糖大鼠葡萄糖再灌注后细胞凋亡启动基因Bax明显升高、抑制基因Bcl-2明显下降。提示自由基产生增加、α-KGDHC酶及PARP-1酶活性改变，以及细胞凋亡基因表达的改变在“低血糖后葡萄糖再灌注性脑损伤”中发挥了重要作用。通过本项目研究，取得了以下重要成果：（1）参考“脑缺血再灌注性脑损伤”的概念，提出了“低血糖后葡萄糖再灌注性脑损伤”的新概念；（2）否定了临床上纠正低血糖的传统理念，为临床合理纠正和治疗低血糖提供了理论基础；（3）为低血糖性脑损伤的基础及临床研究提供了新思路及新领域。本项目已毕业硕士生毕业2名，在读博士1名、硕士2名，相关研究内容已发表国内统计源期刊论文2篇，相关内容已投稿SCI论著1篇，正在整理投稿SCI论著2篇、国内期刊4篇。