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1、目的:持續(xù)性正加速度(+Gz)可使血液向下半身轉(zhuǎn)移,引起腦組織缺血缺氧,飛行員意識(shí)喪失(+Ginducedlossofconsciousness,G-LOC)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,+Gz暴露可引起大鼠認(rèn)知功能損害,但由于G值參數(shù)的不統(tǒng)一,評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)和記憶的實(shí)驗(yàn)方法不同,得出的結(jié)論也不一致。因此我們很難評(píng)價(jià)+Gz暴露后認(rèn)知功能。故在本實(shí)驗(yàn)中,我們結(jié)合前期的實(shí)驗(yàn)確定的G值參數(shù),采用Morris水迷宮探討+10Gz/5min暴露對(duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的
2、影響。
方法:16只雄性SD大鼠隨機(jī)分為兩組+1Gz/5min對(duì)照組(Sham),+10Gz/5min暴露(n=8)。兩組動(dòng)物于暴露后2h,采用Morris水迷宮進(jìn)行空間搜索實(shí)驗(yàn)和定位航行實(shí)驗(yàn),自動(dòng)視頻分析系統(tǒng)記錄大鼠逃避潛伏期(EscapeLatency),游泳距離(Pathlengthtotheplatform),游泳速度(SwimmingSpeed),目標(biāo)象限所占時(shí)間百分比(Percentageoftargetquadr
3、ant),穿越站臺(tái)的次數(shù)(Numberofcrossingtheplatform)。
結(jié)果:Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:①.定位航行實(shí)驗(yàn)中,+Gz組逃避潛伏期及游泳路程于第二﹑第三天較Sham組明顯延長(zhǎng)。逃避潛伏期及游泳路徑[F(1,14)=4.98,P<0.01],[F(1,14)=5.93,P<0.01],游泳速度兩組之間無明顯統(tǒng)計(jì)差異[F(1,14)=1.95,P>0.05];②.空間探索實(shí)驗(yàn)中,+Gz組大鼠目標(biāo)象限
4、的百分比較Sham組相比明顯縮短(44.15±2.35V27.45±1.65,P<0.01),跨越原平臺(tái)位置的次數(shù)較對(duì)照組相比也明顯減少(4.25±0.67V1.73±0.75,P<0.01)。
結(jié)論:Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)可以用來作為評(píng)價(jià)+Gz暴露后學(xué)習(xí)和記憶的實(shí)驗(yàn)方法,該測(cè)試方法穩(wěn)定可靠。+10Gz/5min暴露并不影響大鼠的運(yùn)動(dòng)能力,但可以造成大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力障礙。
實(shí)驗(yàn)二:電針預(yù)處理對(duì)+Gz暴露大鼠學(xué)習(xí)和記
5、憶的影響
目的:采用電針刺激“百會(huì)穴”預(yù)處理,探討電針預(yù)處理是否能夠改善正加速度(+Gz)造成的大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力損傷。
方法:40只雄性SD大鼠隨機(jī)分為5組(n=8)+1Gz對(duì)照組(Sham)、戊巴比妥鈉(Con)組、電針預(yù)處理組(EA)、+Gz(+Gz)組和電針預(yù)處理-+Gz(EA-+Gz)組。除Sham組和+Gz組外其余各組動(dòng)物每只均腹腔注射(ip)2%戊巴比妥鈉40mg/kg麻醉,連續(xù)5d;+1Gz對(duì)照組僅給
6、予+1Gz/5min;EA組電針刺激百會(huì)穴30min/d,連續(xù)5d,最后一次預(yù)處理后24h給予+1Gz/5min;Con組和+Gz暴露組給予+10Gz/5min暴露;EA-+Gz組接受電針刺激百會(huì)穴30min/d,連續(xù)5d,最后一次預(yù)處理后24h給予+10Gz/5min。所有動(dòng)物于暴露后2h,采用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)探討大鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶的變化情況。視頻自動(dòng)分析系統(tǒng)記錄空間搜索實(shí)驗(yàn)和定位航行實(shí)驗(yàn),記錄如實(shí)驗(yàn)一中各項(xiàng)指標(biāo)。
7、結(jié)果:定位航行實(shí)驗(yàn)中,五組大鼠逃避潛伏期和路程[F(4,35)=5.98,P<0.01],[F(4,35=6.32,P<0.01]。Sham組、EA組無明顯統(tǒng)計(jì)差異,與上述兩組相比,+Gz組及Con組的逃避潛伏期及游泳路徑于暴露后第二天及第三天明顯延長(zhǎng)(P<0.05),而EA-+Gz組大鼠的逃避潛伏期及游泳路徑較+Gz組有所縮短,但仍然長(zhǎng)于其余兩組(P<0.05);五組之間游泳速度相似,無統(tǒng)計(jì)差異[F(4,35)=1.65,P>0.05
8、]。②.空間探索實(shí)驗(yàn)中,+Gz組及Con組大鼠的目標(biāo)象限活動(dòng)的時(shí)間百分比占總時(shí)間百分比明顯下降,顯著低于Sham組(P<0.01)。EA-+Gz組與+Gz組相比時(shí)間有所增加,但仍低于Sham組((P<0.05)。+Gz組穿越站臺(tái)的次數(shù)較Sham組也明顯減少,EA-+Gz組較+Gz組有所增加,但仍低于Sham組和EA組(P<0.05)。
結(jié)論:連續(xù)5天,每天30min電針“百會(huì)穴”預(yù)處理可以在一定程度上改善+Gz暴露所造成的學(xué)習(xí)
9、和記憶能力障礙;僅給予連續(xù)5天電針預(yù)處理及戊巴比妥鈉不會(huì)影響大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力。
實(shí)驗(yàn)三:電針預(yù)處理抑制+Gz暴露后神經(jīng)元細(xì)胞凋亡改善大鼠認(rèn)知功能障礙
目的:探討凋亡及相關(guān)分子在電針預(yù)處理改善+Gz暴露后大鼠學(xué)習(xí)和記憶中的作用。
方法:45只雄性SD大鼠隨機(jī)分為3組(n=15):+1Gz對(duì)照組(Sham)、+Gz組(+Gz)和電針預(yù)處理-+Gz暴露組(EA-+Gz)。Sham組僅給予+1Gz/5min作為對(duì)
10、照;+Gz組給予+10Gz/5min暴露;EA-+Gz組接受電針刺激百會(huì)穴30min/d,連續(xù)5d,最后一次預(yù)處理后24h給予+10Gz/5min。選取暴露后不同時(shí)間點(diǎn)(6h,12h,24h)進(jìn)行HE和TUNEL染色分析大鼠海馬CA1區(qū)細(xì)胞形態(tài)及凋亡情況,并通過檢測(cè)凋亡共同通路下游分子Caspase-3活性驗(yàn)證神經(jīng)元凋亡,通過免疫組化,RT-PCR,WesternBlotting檢測(cè)凋亡上游分子P53情況,從而進(jìn)一步驗(yàn)證形態(tài)學(xué)觀察的可靠
11、性。
結(jié)果:+Gz暴露后的早期階段(6-12h)海馬錐狀神經(jīng)元細(xì)胞主要以水腫為主,胞漿淺染,有極少數(shù)細(xì)胞核深染的凋亡細(xì)胞;暴露后24h,凋亡細(xì)胞及形態(tài)改變細(xì)胞數(shù)目增多,主要分布在海馬CA1區(qū)。給予電針預(yù)處理后,可以減少神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。除此之外,+10Gz/5min可以誘導(dǎo)海馬CA1區(qū)Caspase-3活性升高,6h較為顯著,并持續(xù)到12h。而電針預(yù)處理可以減少Caspase-3活性升高。通過免疫組化,RT-PCR,Wester
12、nBlotting發(fā)現(xiàn)電針預(yù)處理還可顯著減少+Gz暴露引起的P53mRNA及蛋白表達(dá)升高。
結(jié)論:電針預(yù)處理可以有效減輕海馬神經(jīng)元病理損害,減少海馬CA1區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞凋亡,減少+Gz暴露后Caspase-3活性增加以及P53mRNA及蛋白表達(dá)上調(diào),改善+Gz暴露后大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力。
實(shí)驗(yàn)四:電針預(yù)處理對(duì)+Gz暴露后大鼠腦紅蛋白表達(dá)的影響
目的:探討電針“百會(huì)穴”預(yù)處理對(duì)+Gz暴露后腦紅蛋白的表達(dá)影響。
13、r> 方法:15只雄性SD大鼠隨機(jī)分為3組(n=5):+1Gz對(duì)照組(Sham)、+Gz組(+Gz)和電針預(yù)處理-+Gz暴露組(EA-+Gz)。Sham組僅給予+1Gz/5min作為對(duì)照;+Gz暴露組給予+10Gz/5min暴露;EA-+Gz組接受電針刺激百會(huì)穴30min/d,連續(xù)5d,最后一次預(yù)處理后24h給予+10Gz/5min。所有動(dòng)物于暴露后24h處死,利用免疫組化,間接免疫熒光,以及WesternBlotting等方法觀察電
14、針預(yù)處理后,+Gz暴露后大鼠腦組織不同區(qū)域腦紅蛋白(NgB)表達(dá)及分布情況。
結(jié)果:+Gz暴露后24h,頂葉梨狀皮質(zhì)NgB蛋白表達(dá)升高,不同區(qū)域升高不同;海馬NgB表達(dá)下降;丘腦NgB表達(dá)類似顱頂,但部分細(xì)胞形態(tài)改變較大。電針預(yù)處理可以進(jìn)一步增強(qiáng)皮層NgB的表達(dá)升高,但對(duì)海馬區(qū)域NgB影響不大。
結(jié)論:+Gz暴露本身能夠上調(diào)NgB蛋白的表達(dá),而電針預(yù)處理進(jìn)一步升高該蛋白的表達(dá),推測(cè)電針通過上調(diào)NgB表達(dá)減少+Gz暴露
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