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目的：探讨不同程度高碳酸血症对大鼠脑短暂缺血再灌注损伤的影响及其可能的机制。
方法：（实验一）大鼠缺血再灌注后的高碳酸血症干预健康雄性Wistar大鼠80只，随机均分为5组(n=16)，假手术组（SH组）、脑缺血再灌注损伤组（IR组）、轻度高碳酸血症组PaC02 60～80mmHg组（P1组）、中度高碳酸血症组PaC0281～100mmHg组（P2组）、重度高碳酸血症组PaC02101～120mmHg组（P3组）。采用夹闭双侧颈总动脉同时合并低血压15min制备前脑短暂缺血再灌注动物模型。P1组、P2组和P3组于再灌注同时吸入C02 2h，使PaC02分别维持在各组相应PaC02允许范围内。SH组仅暴露双侧颈总动脉及股动、静脉置管，其余4组通过股静脉缓慢放血，使MAP降至35mmHg时，夹闭双侧颈总动脉15miN,维持MAP在30～40mmHg。同时双侧颞部头皮插入电极描记脑电波。缺血后开放动脉夹并将血液缓慢回输，即再灌注，同时将大鼠置入自制的密闭容器中吸入02-N2混合气(2:3)维持Fi02 30％，IR组仅吸入上述混合气，P1组、P2组、P3组同时吸入C02使PaC02分别维持在60～80mmHg、81～100mmHg，和101～120mmHg。手术过程中连续监测MAP，再灌注开始后每30min测定1次动脉血气值。颅内压(ICP)测定：将通过侧脑室钻孔将24号留置针置入枕大池，连接压力传感器。
神经缺陷评分：神经缺陷评分于24h和72h进行。SH组于缝合切口后24h和72h行神经缺陷评分，其余4组于再灌注后24h和72h行神经缺陷评分，由不知情的专人评估各组。应用神经功能缺损评分(NDS)[10.J3-J6]，评分包括包括意识，呼吸，嗅觉，视觉和听觉，反射，运动功能，整体活动性，方向和捉获能力。神经功能缺损评分的范围从0到100，0分表示脑功能正常，100分表明脑死亡。
（实验二）探讨高碳酸血症对脑短暂缺血再灌注损伤的影响机制
将神经缺陷评分后的大鼠断头取脑，每组16只用4％多聚甲醛固定液外固定24h后，8只制备脑组织石蜡块，用于观察海马超微结构和TUNEL法检测海马神经元凋亡。取各组中其余8只大鼠的脑组织，分离海马和皮质，用于检测SOD、caspase-3活性和MDA含量的测定。剩下的脑组织用于测定脑水含量，采用干湿重法测定。
结果：（实验一）各组大鼠的月龄、基础体重、基础平均动脉压及基础血气指标Pa02、PaC02,动脉血pH之间差异无统计学意义。与I/R组相比，Pl、P2、P3三组平均动脉压在再灌注后开始明显升高；P1、P2、P3三组组间比较差异没有统计学意义(p>0.05)；与I/R组相比，Pl、P2、P3三组的Pa02及PaC02在再灌注后开始明显升高，动脉血pH (arterial pH)则在再灌注后开始明显降低，并持续至再灌注120min (P<0.01)。各组ICP（颅内压）的基础值没有显著差异；同预测一样，在缺血时，I/R，P1,P2和P3组的ICP和SH组相比有显著降低，而在C02吸入期间，P1,P2和P3组的ICP和I/R组相比有显著升高，再灌注之后的3h，5组之间的ICP没有显著差别。再灌注后的24和72小时，与SH组比较，其余4组神经缺陷评分均升高（P<0.01）；与IR组和P3组比较，Pl组和P2组神经缺陷评分降低（P<0.01），IR组与P3组差异无统计学意义（P>0.05）。
（实验二）与SH组比较，其余4组再灌注24h后超微结构损害加重，SOD活性降低，MDA含量、caspase-3活性升高，caspase-3酶原蛋白表达下调，其裂解片断表达上调，TUNEL阳性细胞数增加，脑水含量增加，AQP4蛋白表达上调(P<0.01)；与IR组和P3组比较，Pl组和P2组神经功能缺陷评分降低，超微结构损害减轻，SOD活性增加，MDA含量、caspase-3活性降低，caspase-3酶原蛋白表达上调，其裂解片断表达下调，TUNEL阳性细胞数减少(P<0.01)；与P1组比较，P2组超微结构损害减轻，SOD活性增加，MDA含量、caspase-3活性降低，caspase-3酶原蛋白表达上调，其裂解片断表达下调，TUNEL阳性细胞数减少（P<0.05）；P3组与I/R组相比无明显差异（P>0.05）。与IR组、Pl组和P2组比较，P3组脑水含量增加，AQP4蛋白表达上调（P<0.01）；与IR组比较，Pl组和P2组AQP4蛋白表达下调（P<0.05）。
结论：PaC02在一定范围内（60～100mmHg）可减轻大鼠脑缺血再灌注损伤，PaC02 81～100mmHg时脑保护作用最强，其机制与减轻氧化应激、降低caspase-3活性从而抑制神经元凋亡有关。PaC02101～120mmHg可加重大鼠脑缺血再灌注损伤，其机制与增加脑水肿有关。