社會環境因素對人類行為生理和健康影響的研究,是目前生命科學與人口健康研究的重要課題之一。隨著社會的高速發展,工作和生活節奏不斷加快,時代對人類的要求也愈來愈高,人類將更多地處于應激之中,應激對人類的危害也將不斷加劇。機體在遭遇緊急情況時,如恐懼、驚嚇、焦慮、創傷或失血等情況,交感神經活動加強,去甲腎上腺素( nora-drenaline,NA) 、腎上腺素 ( adrenaline,A) 的分泌量大大增加。NA、A 作用于中樞神經系統細胞膜受體,激活腺苷酸環化酶,將三磷酸腺苷( ATP) 催化生成環-磷酸腺苷 ( cAMP) ,cAMP 激活蛋白激酶 A( PKA) ,使蛋白質磷酸化,產生細胞反應,從而提高機體的興奮性,使機體處于警覺狀態,反應靈敏,以適應在應急情況下的需要,或使機體發病[1],甚至猝死[2].內皮素( endothelin,ET) 是調節心血管功能的重要因子,對維持基礎血管張力與心血管系統穩態起重要作用。內皮素是迄今為止發現的作用最強的縮血管物質。并且縮血管升血壓效應還可反射性引起心率抑制,造成心肌供血不足、代謝紊亂,內皮素( ET) 與去甲腎上腺素是引起猝死的關鍵因素,在應激損傷過程中具有至關重要的作用。
本文給予中國樹鼩、Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠低頻電刺激,觀察相同刺激對不同種類動物應激反應的程度,探索 NA、ET 在應激損傷中的作用,為法醫病理學研究和應激損傷案例分析提供參考資料。
1 材料和方法
1. 1 材料
1. 1. 1 實驗動物
中國樹鼩( 滇西亞種,Tupaia belangeri chinen-sis[3]) ,90 只,雄性,體重 120 ~125 g,購于中國科學院昆明動物研究所【SCXK( 滇) K2013-0003】。SPF級 Wistar 大鼠,90 只,雄性,體重 200 ~ 210 g.SPF級 BALB/c 小鼠,90 只,雄性,體重 20 ~22 g,大、小鼠均購于甘肅省中醫學院科研實驗中心【SCXK( 甘) 2011-0001】。
1. 1. 2 試劑
利血平: 批號: 130406,廣東邦民制藥廠有限公司生產; 去甲腎上腺素( NA) 、內皮素( ET) 放免檢測試劑盒,北京北免東雅生物技術研究所生產。
1. 1. 3 儀器
GC-1200 γ 計數放免儀: 美國 Picker 公司制造;Dossy-2H 多通路生理參數采集存儲儀: 購于成都達碩生物科技有限公司。
1. 2 實驗方法
1. 2. 1 動物分組
選取中國樹鼩、SPF 級 Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠各 90 只。中國樹鼩在實驗室飼育籠( 250 cm ×150 cm × 150 cm 連接 50 cm × 30 cm × 20 cm 休息室) 內飼養,每籠 5 只; Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠在獨立通氣籠( individual ventilated cages,IVC) 內飼養,自由飲水進食,人工光照 12 h.實驗室溫度 18~ 22℃ ,IVC 內溫度 ( 22 ± 0. 2 ) ℃ ,濕度 55% ~65% ,適應 7 d.每種動物按體重隨機各分為 3 組,每組 30 只。電刺激組( 給予脈沖直流電刺激[4]) .利血平組( 各組在飲水中加入利血平 2mg/100mL,次日給予電刺激,刺激條件同電刺激組) .
1. 2. 2 動物實驗、標本采集和檢測實驗前,每只動物均剃去左側前、后肢體毛各約1. 0 mm × 1. 0 mm,實驗時,將 Dossy-2H 多通路生理參數采集存儲儀皮膚電極片( 面積 0. 7 mm × 0. 7mm) 粘貼于去毛處,外用尼龍帶扎緊。對照組和實驗組分別在實驗( 電刺激) 后 12、24、36 h 各取 10 只動物( 各組采血前禁食 6 h,不禁水) ,用乙醚吸入麻醉,從心臟采血 1 mL,3000 r/min 離心 10 min,分離血清,凍存待測。全部血清用 GC-1200 γ 計數放免儀檢測 NA、ET 水平。
1. 3 統計學分析
實驗數據采用 SPSS 17. 0 軟件進行統計學處理。低頻電刺激對動物血激素水平的影響用百分比表示,組間差異采用單因素方差分析,用均數 ± 標準差( x ± s) 表示,以 P <0. 05 為差異有統計學意義。
2 結果
2. 1 低頻電刺激對中國樹鼩血激素水平的影響
電刺激后12、24、36 h 檢測,電刺激組中國樹鼩血內皮素( ET) 水平比對照組分別升高了 79. 84%、77. 03% 、69. 52% ( P < 0. 01) ; 利血平組( 先給予利血平,再給予相同的低頻電刺激) 中國樹鼩血 ET 水平比電刺激組分別降低了35. 19%、35. 38%、33. 80%( P< 0. 01) ; 電刺激組中國樹鼩血 NA 水平比對照組分別升高了72. 51%、64. 99%、60. 48%( P <0. 01) ,利血平組中國樹鼩血 NA 水平比電刺激組分別降低了65. 38% 、59. 56% 、52. 60% ( P < 0. 01) .見圖 1.
2. 2 低頻電刺激對 Wistar 大鼠血激素水平的影響
電刺激后12、24、36 h 檢測,電刺激組 Wistar 大鼠內皮素( ET) 水平比對照組分別升高了 68. 05%、47. 30% 、24. 28% ( P < 0. 01) ; 利血平組 Wistar 大鼠血 ET 水 平 比 電 刺 激 組 分 別 降 低 了 32. 54%、26. 85% 、14. 28% ( P < 0. 05 ~ 0. 01) ; 電刺激組 Wist-ar 大鼠血 NA 水平比對照組分別升高了 66. 12% 、53. 62% 、44. 39% ( P < 0. 01) ,利血平組 Wistar 大鼠血 NA 水 平 比 電 刺 激 組 分 別 降 低 了 69. 84%、65. 10% 、60. 38% ( P < 0. 01) .見圖 2.
2. 3 低頻電刺激對 BALB /c 小鼠血激素水平的影響
電刺激后 12、24、36 h 檢測,電刺激組 BALB/c小鼠血內皮素 ( ET) 水平比對照組分別升高了67. 39% 、62. 57% 、55. 59% ( P < 0. 01 ) ; 利血平組BALB / c 小鼠血 ET 水平比電刺激組分別降低了20. 44% 、17. 82% 、19. 27% ( P < 0. 05 ~ 0. 01) ; 電刺激組 BALB/c 小鼠血 NA 水平比對照組分別升高了27. 58% 、21. 72% 、14. 83% ( P < 0. 05 ) ,利血平組BALB / c 小鼠血 NA 水平比電刺激組分別降低了17. 25% 、24. 18% 、16. 04% .見圖 3.
3 討論
為了探索社會環境壓力對人們身心健康的影響,很多學者對相關的動物模型進行了長期的研究,發現慢性環境刺激使中國樹鼩血象[5]、血激素水平[6]、生殖系統[7]發生病理性變化。慢性束縛應激能引起大鼠學習記憶能力降低[8]、腸功能紊亂[9],熱刺激造成小鼠肝臟、十二指腸和空腸嚴重損傷[10].反復電刺激清醒狀態下大鼠上矢狀竇[11 ,大鼠出現抑郁的行為。旋轉刺激能引起大鼠血促腎上腺皮質激素( adrenocorticotropic hormone) 、促腎上腺皮質素釋放激素( corticotropin releasing hormone)水平升高[12],激發腎上腺皮質激素的釋放,增進抵抗力。高濃度的 NA 加速內皮細胞合成并釋放內皮素( ET) 和血小板活化因子( platelet-activating fac-tor)[13].升高的 ET 不僅本身有強烈的縮血管作用,而且增強 NA 的縮血管作用[14].睪酮( testoster-one) 水平下降[15],可使大鼠血管內皮受損,ET 釋放增加[16].NA、ET 的過度分泌,在引起血管收縮的同時加劇血小板的激活并釋放血栓素( thrombox-ane) ,活化的血小板因子( PAF) 又可進一步促進內皮細胞釋放 ET,PAF 加速血小板集聚,引起心、腦血管痙攣和血栓形成,造成機體損傷、發病甚至猝死。
本文實驗結果顯示,給予中國樹鼩、Wistar 大鼠、BALB / c 小鼠電刺激后,各組動物血 NA、ET 水平均顯著升高( 均 P <0. 01) .給予利血平后再給予相同的電刺激后 12 h 測定,各組動物 NA、ET 水平比電刺激組明顯降低( P <0. 05 ~0. 01) ,其中 ET 降低程度依 次 為 中 國 樹 鼩 ( 35. 38%) > Wistar 大 鼠( 32. 54%) > BALB/c 小鼠( 20. 44%) .實驗結果表明,在應激反應中,因應激原種類、動物種屬、性別、生理狀態、應激狀態的不同而有所差異; 社會環境刺激能顯著增加機體( 人、動物) 血液中 NA、ET 水平;NA、ET 參與高血壓、心臟病乃至猝死的病理過程;利血平能阻礙體內 NA 的合成和釋放,使交感 - 腎上腺髓質軸和下丘腦-垂體-性腺軸的興奮降低,緩解了機體對應激損傷的反應,對機體有保護作用。
參 考 文 獻
[1] 劉水平,陳玉川,郭 薇,等。 擠壓傷大鼠血漿內皮素含量與心臟損傷的關系[J]. 中山醫科大學學報,2002,23( 1) : 27- 28.
[2] 李軍杰,葉平,駱雷鳴,等。 慢性應激與血清皮質醇、腎上腺素和去甲腎上腺素的關系 [J]. 解放軍醫學院學報,2010,31( 6) : 558 - 559.
[3] 王應祥。 中國樹鼩的分類研究 [J]. 動物學研究,1987,8( 3) : 213 -230.
[4] 俞發榮,連秀珍,張振南,等。 即刻刺激對中國樹鼩體內DA、cMAP、cMGP 水平的影響 [J]. 中國法醫學雜志,2014,29( 6) : 548 - 550.
[5] 連秀珍,張紅梅,謝明仁,等。 慢性環境刺激對中國樹鼩行為方式的影響[J]. 生態科學,2012,31( 6) : 666 -670.
[6] 俞發榮,常青云,連秀珍,等。 生活環境條件對中國樹鼩血激素水平和心理行為的影響 [J]. 中國實驗動物學報 2014,22( 3) : 62 - 66.