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应用图象处理系统对深低温停循环后神经细胞中钙颗粒定量分析 |
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定量分析,试图探索钙内流在超微结构改变中的重要作用,寻求一种DHCA 120分钟下脑保护的有效方法。
材 料 和 方 法
一、DHCA脑损伤动物模型的建立 用闭胸式体外循环(CPB)方法建立犬DHCA模型,动物经血流降温至鼓膜温18℃后,停止 全身循环2小时.,期间以冰袋覆盖头部维持脑温,用α方式管理血气。停循环结束后复温至37℃, 继续观察8小时后处死动物。 9只成年犬随机分成三组,正常组(n=1)、对照组(n=4)进行单纯18℃DHCA 2小时,术 中不用药物,脑保护组(n=4)于DHCA结束时经颈静脉向头部注射FDP 375 mg/kg(Sigma公司 产品)。其中对照组又分为DHCA结束、再灌60分钟和术后8小时三个小组。保护组分为再灌60 分钟和术后8小时二个小组。取右侧额顶叶皮质观察。 二、Ca2+电镜组化显示技术〔2,3〕 迅速取样后,将样品放在预冷的蜡板上并在组织表面滴预冷的3%戊二醛-90 mmol/L草酸钾 溶液,切小组织后置于上液中进行0~4℃固定2小时,随后用7.5%蔗糖-90 mmol/L草酸钾溶液振 荡浸洗,继之以1%锇酸-2%焦锑酸钾做后固定,然后进行酒精梯度脱水,环氧树脂812浸透过 液,平板包埋、超薄切片后经醋酸铀与柠檬酸铅电子双重染色,日立H-600透射电镜观察、拍 照。 三、对细胞内钙颗粒进行定量分析〔4,5〕 细胞内钙颗粒的数密度(NV)为单位体积(1μm3)内该颗粒的数量,可按公式Nv=NA·D 计算〔6〕。NA为颗粒的面数密度,即单位截面积(A)中钙颗粒数(n),NA=(n)/(A),D为颗粒 的平均直径。式中n, A及同一截面内各颗粒的直径d1, d2, …, dn都可用图象分析仪测得。体密度 VV为单位体积细胞质内的颗粒体积VV=(n)/(i=1Axi)/(n)/(i=1Ari)(Axi为第i张照片上钙颗粒的截 面面积,Ari为第i张照片上参照系的截面面积)。 二维图象上的面积通过图象处理仪很容易测得。收集资料时,在H-600透射电镜下观察, 放大倍数6 000倍左右。动物共分三组:正常组、对照组和保护组。其中对照组又分为DHCA结 束、再灌60分钟和术后8小时,保护组分为再灌60分钟和术后8小时.。每组约拍6张照片,共获 40张左右。电镜照片通过摄像机输入显示屏。我们通过Ca2+细胞化学技术能使细胞内Ca2+原位 沉淀,在电镜下可见到高电子密度的Ca2+颗粒,图象处理仪很容易分辨。通过二值图分割,留 下感兴趣的钙离子颗粒,由德国产IBAS图象处理系统进行分析计算,从而获得颗粒直径、颗粒 平均面积、颗粒的最大径和最小径等参数。再通过计算求得数密度和体密度,结果见表1,并 用t检验求出各组t值,得出各组间的参数差异程度。
结 果
一、细胞的超微结构改变 在透射电镜下可见正常组神经细胞内钙颗粒分布较少, 细胞器结构正常。见图1。对照组 在经DHCA 2小时后,神经细胞破坏明显,线粒体肿胀,嵴断裂,胞质与线粒体内均可见到较 多黑色圆形钙颗粒,大小不等、分布不均,呈单个沉着,见图2。DHCA 2小时再灌注60分钟, 致密颗粒呈簇状聚积于线粒体,粗面内质网与高尔基复合体中,细胞器破坏明显,见图3。特
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