老龄大鼠范文（精选3篇）
老龄大鼠 第1篇
1 材料与方法
1.1 材料
选用 (20～24) 月龄健康Wistar雄性大鼠, 体重300 g～400 g, 由山西医科大学生理教研室提供。CaN活性测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所;胶原酶Ⅰ购自北京宝赛生物技术有限公司, 新生胎牛血清购自杭州四季青生物制品所;BL-410生物机能实验系统、HX-300动物呼吸机 (泰盟电子 浙江龙湾医疗器械厂) , FACSCalibur 流式细胞仪 (美国BD公司) , Biofuge 离心机 (德国Heraeus公司) , CsA购自Novartis Pharma AG, Switzerland, 分装批准文号:国药准字H20020228。
1.2 模型建立
参见文献[6]方法改进, 用4%的乌拉坦0.4 ml/100 g腹腔注射麻醉, 麻妥后, 仰卧固定四肢, 备皮, 消毒, 将针形电极插入四肢皮下, 连接多功能监护仪记录Ⅱ导心电图;气管切开插管, 接小型动物呼吸机进行机械通气, 呼吸频率60/min, 潮气量2 mL/100 g。沿胸骨左缘2～4肋间行纵切口, 逐层进胸, 在第4肋间隙插入扩胸器撑开肋骨, 轻推肺叶, 暴露心脏, 剪开心包膜, 于左心耳下方1 mm～2 mm处结扎左冠状动脉前降支, 结扎开始左心室心尖部即由红色变暗, 且ST段即刻抬高, 结扎30 min后松开结扎线, ST段随即下降1/2以上, 成功再灌注3 h为模型成功。 其中sham组只穿线, 不结扎, 30 min后取相应心肌检测。
1.3 实验分组
将老龄大鼠随机分为3组:伪手术组 (sham组) , 缺血再灌注组 (I/R组) 、环孢素A (cyclosperin A, CsA) 干预+缺血再灌注组 (CsA干预组) 。其中sham组和I/R组生理盐水腹腔注射3 mL/ (kg·d) , 连续10 d。 CsA干预组CsA腹腔注射, 连续10 d, 10 mg/ (kg·d) , 10 d后行缺血再灌注处理, 方法同前。再灌注3 h后快速取结扎线以下的心肌组织100 mg, -80 ℃冰箱保存, 留待测CaN活性;同时取新鲜组织100 mg行流式细胞仪检测心肌细胞凋亡率。用CaN活性测定试剂盒测CaN活性。 流式细胞仪测心肌细胞凋亡率。
1.4 统计学处理
数据以均数±标准差
2 结 果
2.1 模型的成功建立
I/R组和CsA干预组大鼠动脉结扎后, 即刻出现ST段抬高, 结扎30 min后松开结扎线, ST段下降1/2以上, 成功灌注3 h, 证明缺血再灌注模型成功, 其中sham组只穿线, 不结扎。
2.2 CaN活性
I/R组的CaN活性显著高于sham组 (0.501 7±0.028 9) , 并有统计学意义 (P<0.05) 。CsA干预组CaN活性与I/R组比较显著下降 (P<0.05) , 而与sham组比较无统计学意义 (P>0.05) 。同一种环境下, CsA干预组CaN活性明显下降, 结果提示, CsA能显著抑制缺血再灌注诱导的心肌细胞的CaN活性 (见表1) 。
2.3 缺血再灌注后缺血区心肌细胞凋亡率的变化
与sham组比较, I/R组心肌细胞凋亡率明显增加, CsA干预组凋亡率与I/R组比较明显降低, 但仍高于sham组 (P<0.05) 。详见表1。
2.4 老龄大鼠心肌缺血再灌注后的CaN活性与心肌细胞凋亡率的关系
相关分析显示, 老龄大鼠心肌缺血再灌注后的CaN活性与心肌细胞凋亡率之间存在正相关 (r=0.891 7, P<0.05 ) 。
3 讨 论
细胞内钙离子 ( [Ca2+]i) 浓度变化是触发细胞信号转导的始动因素[7], 亦是心肌细胞凋亡的重要信号分子。细胞内Ca2+超载在MIRI所致心肌细胞凋亡的发病机制中起主导作用, 可以推断阻断CaN通路有可能影响MIRI所致心肌细胞凋亡率的变化。
在耳蜗胞核神经元的传入神经阻滞诱导实验中, CaN-NFAT通路诱导耳蜗胞核神经元凋亡。其通过介导凋亡基因FasL诱导神经细胞凋亡而实现[8]。而Kakita发现内皮素-1 (ET-l) 能抑制氰化应激所致的心肌细胞凋亡[4]。亦有学者[9]提出, 环磷腺苷酸依赖性蛋白激酶A和CaN与A激酶锚蛋白相连接, 协同控制神经元基质的磷酸化状态, 三者之间存在复杂的相互调节机制。因此, CaN在细胞凋亡方面的作用及具体机制尚有待于进一步研究。
本实验结果显示, 老龄大鼠在体MIRI过程中, CaN活性升高, 心肌细胞凋亡率升高, 给予CsA干预后, CaN活性下降, 心肌细胞凋亡率亦随之下降, 且CaN活性与心肌细胞凋亡率呈正相关。CsA作为CaN特异性抑制剂, 其逆转心肌细胞凋亡的机制主要源于对CaN活性的抑制[10]。CsA与其胞内受体Cyclophilin (CyP) 结合, 形成CsA-CyP复合物, 后者可结合并抑制CaN的活性。本实验发现CsA干预可使心肌细胞凋亡率下调, 提示MIRI期间可能通过钙调磷酸酶这一中间环节发挥对心肌细胞凋亡的调控作用。此结果表明, CaN依赖的信号转导途径参与了心肌缺血再灌注心肌细胞凋亡的过程, 而CsA能通过抑制此通路活化达到抑制心肌细胞凋亡。其可能的机制为:①CaN是一种Ca2+依赖的磷酸酶, 在胞内受Ca2+和CaM活化, 而MIRI导致Ca2+超载致CaN活化, 活化的CaN作用于其底物促凋亡蛋白Bad, 使其去磷酸化后线粒体易位[4,11], 细胞色素C (cytochrome C) 释放, 从而扳机凋亡级联反应促使细胞凋亡;②活化的CaN可使转录因子NF-AT3去磷酸化, 致使NF-AT3的构型发生改变, 暴露出核定位序列 ( NLS) , 使NF-AT3得以转位入核, CaN-NFAT通路通过凋亡基因FasL诱导心肌细胞凋亡[8]。CaN促进凋亡的进一步机制, 尚待深入探讨研究。
老龄大鼠 第2篇
1 材料和方法
1.1 实验动物及动物运动和限食模型
雄性17月龄SD大鼠24只 (北京维通利华实验动物技术有限责任公司提供) , 体重620-650g, 随机分为4组, 分别为对照组 (Control, n=6) 、限食组 (Caloric-Restricted, n=6) 、运动组 (Exercise, n=6) 和限食加运动组 (Caloric-restricted and Exercise, n=6) 。
训练方案
采用Bedford渐增负荷跑台跑运动模型[4]。运动采用递增负荷跑台运动的第二级负荷 (相当于64%VO2max) , 第一次运动15分钟, 第二次30分钟, 第三次45分钟, 从第四次开始每次运动60分钟, 共运动12周, 每周5次。
限食方案
单笼喂养, 自由饮水, 于正式实验前每天称量限制摄食组及限食加运动组动物实际饲料摄入量, 连续记录20天, 限食动物食物摄入为自由摄食时的60%。每天记录投食量和次日剩余量, 调整限食组的投食量。
主要试剂
PMSF为Sigma公司产品, , Tris为Santacruz公司产品, 其余试剂均为国产分析纯。
1.2 骨骼肌线粒体的提取
麻醉取材, 迅速分离相应骨骼肌。用介质Ⅰ (0.12M KCl, 20m M Hepes, 5m M Mg Cl2, p H 7.4) 冲洗肌组织两遍, 剔除脂肪及结缔组织、置于盛有适量介质Ⅰ的小烧杯中, 用剪刀剪碎, 加100毫升介质I, 分成4-5份, 电动匀浆器匀浆1200转/分钟, 上下三次, 加40毫升介质I, 0-4℃离心, 600g离心10分钟, 弃沉淀, 上清用两层薄纱布过滤以去除脂肪, 滤过液于17000g离心10分钟, 沉淀用5毫升介质Ⅰ悬浮, 混匀, 加入20毫升介质Ⅰ, 7000g离心10分钟, 沉淀悬浮在20毫升介质Ⅱ (0.3M Sucrose, 2.0m M Hepes, 0.1m M EDTA, 2mg脱脂BSA/ml, p H 7.4) 中, 3500g离心10分钟, 沉淀悬浮于1毫升介质Ⅱ中。以上操作均在冰浴中进行。
1.3 线粒体膜蛋白定量
线粒体蛋白含量用考马斯亮蓝法测定, 用280nm下校正的BSA作标准。室温下测试。
1.4 线粒体态3、4呼吸速率的测定
采用中科院动物研究所细胞室建立的极谱法, 测定态4呼吸速率 (state 4) 、态3呼吸速率 (state 3) 。
采用Clark[5]氧电极测定密闭反应体系中氧饱和度的变化, 以确定线粒体耗氧速率。反应体系3ml, 25℃恒温, 以固定速度搅拌。以25℃时空气饱和蒸馏水校定测氧仪为100%。反应介质分别为:130m M KCl, 10m M Hepes, 1m M EDTA, 2.5m M KH2PO4, 1.5mg脱脂BSA, p H 7.4。骨骼肌线粒体蛋白浓度为1mg/ml。加入0.1mmol/L苹果酸和1mmol/L谷氨酸启动态4呼吸。平稳后加入200nmol ADP启动态3呼吸。ADP耗尽后重又回到态4呼吸。记录仪记录耗氧曲线。由此可算出state4、state3呼吸, 如图1所示。
1.5 线粒体ATP合成活力检测
采用荧光素-荧光素酶发光法, 用20/20n型发光仪测定。反应温度为25℃, 在0.5ml反应体系中含有0.5mmol/L ED-TA, 10mmol/L Hepes, 5mmol磷酸缓冲液, 2.5mmol/L Mg Cl2, 6mmol/L malate, 4μmol ADP。记录以上体系中发光强度为本底, 加入线粒体后启动反应, 记录发光强度。
1.6 数据处理
实验数据由SPSS统计软件处理, 计算平均值和标准差 (X+SD) , 组间分析采用单因素方差分析的LSD法。显著性标准为P<0.05。
2 结果
2.1 耐力训练及限食对老年大鼠骨骼肌线粒体RCR (respiratory control ratio;RCR) 的影响
注:“*”代表与C组相比, *:P<0.05. (n=8) “▲”代表与CR相比, ▲:P<0.05. (n=8) ;“△”代表与E组相比.△:P<0.05. (n=8) ;C:安静组;CR:限食组;E:运动组;CR+E:运动加限食组
结果显示:大鼠骨骼肌线粒体态3呼吸、态4呼吸及RCR (Respiration control ratio, RCR) , 与对照组比较, 线粒体态3呼吸CR组和CR+E组显著降低, E组明显增高, E组比较CR组和CR+E组明显增高;态4呼吸CR组显著降低, E组和CR+E无明显变化, E组和CR+E较CR组显著增高;呼吸控制比CR组、CR+E组显著降低显著降低, E组明显升高, E组比较CR组及CR+E组显著增加。结果提示耐力训练能明显提高线粒体RCR, 改善了线粒体呼吸链的功能, 限食引起线粒体呼吸功能显著下降, 表现为态3呼吸、呼吸控制比显著下降。
2.2 耐力训练及限食对老年大鼠骨骼肌线粒体ATP合成活力的影响
注:“*”代表与C组相比, *:P<0.05.“▲”代表与CR组相比.▲:P<0.05.“△”代表与E组相比.△:P<0.05. (n=6) ;C:安静组;CR:限食组;E:运动组;CR+E:运动加限食组
结果显示:线粒体ATP合成活力E组较C组显著增高, CR组及CR+E组无明显变化, E组较CR组和CR+E组显著增加, 提示耐力训练能增加线粒体ATP合成活力。
3 讨论
线粒体是一切生物进行生命活动的动力之源, 是合成ATP的场所, 被认为是细胞内的“发电厂”[6], 在线粒体呼吸时, 底物NADH或FADH2在脱氢酶的作用下向呼吸复合体传递电子的同时泵出质子建立起跨膜质子势能, 质子回流经过复合体Ⅴ-ATP合成酶将ADP合成ATP。线粒体的这个氧化磷酸化过程需要经过消耗氧, 后者和H+结合生成水才能产生ATP, 因而线粒体氧耗和能量产生存在偶联关系, 氧耗被认为是一个经典的评价线粒体能量平衡或能量消耗的指标[7]。线粒体结构完整, 功能正常, 底物充分, 电子传递形成的质子梯度不断被消耗, 电子得以顺畅传递, 氧气快速消耗, 其耗氧率大, 为态3呼吸, 是线粒体在ADP存在时的快速摄氧速率, 代表ADP对氧化磷酸化刺激效应;ADP耗竭, 质子梯度不能消耗, 阻碍电子传递, 氧气消耗减少, 为态4呼吸, 是ADP耗尽后的摄氧速率在消耗氧的同时, 不伴有磷酸化过程和ATP的合成, 反应质子漏状况, 是一种无效的氧耗过程, 呼吸控制比 (respiratory control ratio;RCR) , 又称呼吸调节比, 是指态3的呼吸速率与态4的呼吸速率之比, 反应线粒体结构完整性和氧化磷酸化的偶联成程度[8]。
大量研究表明, 随着生物年龄的增加, 不仅线粒体损伤增加和线粒体功能下降, 如:电子传递活性下降, 态3呼吸、态4呼吸下降, 细胞色素氧化酶活性下降;同时, 线粒体生成的活性氧, 如超氧阴离子, 过氧化氢等生成速率以及线粒体DNA变异程度都相应增加。陈彩珍等[9]研究发现, 与5月龄小鼠比较, 20月龄的老年小鼠脑线粒体数量减少、体积增大, 线粒体呼吸控制率减小, 张运海等[10]对老龄大鼠心肌及肝脏的研究也表明, 衰老线粒体呼吸控制率明显下降, 氧化磷酸化功能衰退, 生物在增龄和衰老过程中, 由于线粒体DNA氧化损伤不断积累而导致线粒体生物合成机制和调节机制的损伤, 由此引起正常键康的线粒体的减少或变异线粒体的增多必然也会是造成器官在增龄退行性改变和衰老的一个原因。
有研究显示, 耐力训练可以恢复线粒体的氧化磷酸化能力, 提高衰老机体的抗氧化防御能力以及运动适应性[11], 因此适量运动具有一定抗衰老作用, 而且有利于清除运动中产生的内源性ROS。葛耀君等[12]研究发现, 经过12周耐力训练后的雄性Wistar大鼠腓肠肌线粒体态3呼吸及呼吸控制比显著高于安静组, 刘艳环等[13]通过12周跑台训练发现, 耐力训练组肝脏线粒体态3呼吸、RCR及ATP合成活力均显著高于安静组。与本实验结果一致, 运动组骨骼肌线粒体态3呼吸、RCR及ATP合成活力显著增高, 表明耐力训练改善了大鼠骨骼肌线粒体呼吸链的电子传递效率, 提高了线粒体呼吸功能, 增强了氧化磷酸化能力, 同时, 研究发现, 限食作用使态3呼吸、RCR均降低, 表明限食对能量需求较小, ATP生成减少, 但态4呼吸明显降低, 说明限食作用并没有增加无效氧耗, RCR的降低并不是氧化磷酸化脱偶联所致, 相反, Kevork Hagopian等[14]研究发现, 在大鼠肝脏线粒体中, 长期的限食作用减少了质子漏, 有利于电子传递, 产生ATP, 进一步表明, 限食作用对在低消耗水平下对线粒体呼吸功能有着良性影响。
4 总结及展望
线粒体通过氧化磷酸化产生ATP, 提供主要的生命所需能量, 同时, 线粒体也是机体生理及病理条件下细胞内ROS和自由基的主要发生部位, 通常认为线粒体功能的紊乱以及ROS产物的增加是衰老过程中重要的影响因素。本研究表明耐力训练改善了大鼠骨骼肌线粒体呼吸链的电子传递效率, 提高了线粒体呼吸功能, 增强了氧化磷酸化能力, 限食对能量需求较小, ATP生成减少, 在低消耗水平下对线粒体呼吸功能有着良性影响。
同时, 本小组已有研究表明, 耐力训练明显提高机体的抗氧能力, 使细胞机能节省化, 耗氧量相对下降而减少了自由基的产生, CR减弱了机体的氧化应激, 减少了自由基的产生, 阻止了脂质过氧化, 同时CR动员一系列的适应的网络防御机制, 增加了抗氧化水平, 加强了防御。耐力训练在机体抗氧化能力上明显强于限食作用, 而耐力训练与限食的协同作用对某些抗氧化酶的影响强于其单独作用的影响。而耐力训练与限食对线粒体DNA的修复是本小组接下来需要解决的问题。
摘要：目的:观察长期耐力训练及限食对老龄大鼠骨骼肌线粒体功能的影响, 比较其单独及协同作用, 探讨耐力训练及限食的线粒体机制。方法:32只17月龄雄性SD大鼠分为4组:安静组 (Control, C) 、限食组 (Caloric-Restricted, CR) 、运动组 (Exercise, E) 和限食加运动组 (Caloric-restricted and Exercise, E+CR) , 训练方式为跑台运动, 中等运动强度 (64%VO2max, 15m/min, 60分钟/天, 每周5天) , 限食摄入的标准为正常摄入组的60%, 共训练及限食12周, 相同月龄对照组正常饲养。12周后于末次训练后取大鼠骨骼肌进行线粒体呼吸功能测定。结果:态3呼吸CR组和CR+E组显著降低, E组明显增高 (P<0.05) ;态4呼吸CR组显著降低 (P<0.05) , E组和CR+E无明显变化;呼吸控制比CR组和CR+E组显著降低, E组明显增高 (P<0.05) ;ATP合成活力E组显著增加 (P<0.05) , 而CR组和CR+E组无明显变化, 结论:耐力训练改善了大鼠骨骼肌线粒体呼吸链的电子传递效率, 提高了线粒体呼吸功能, 增强了氧化磷酸化能力, 限食对能量需求较小, ATP生成减少, 在低消耗水平下对线粒体呼吸功能有着良性影响。
老龄大鼠 第3篇
关键词：七氟醚,脑,术后认知功能障碍,老年人,白细胞介素类
术后认知功能障碍 (POCD) 是老年患者术后常见并发症, 可影响其预后。本课题组前期研究表明七氟醚预处理可降低老龄大鼠术后认知功能障碍[1], 而其机制目前仍不明确。大脑海马神经元作为与学习记忆有关神经元, 其发生炎性反应与POCD有密切联系[2]。本研究拟评价七氟醚预处理对老龄大鼠术后认知功能障碍的影响及海马区炎性因子含量在其中的作用, 以探讨其降低术后认知功能障碍的机制, 为临床相关研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 一般资料:
健康成年雄性S D大鼠1 3 8只, 1 8个月龄, 体质量400~450 g, 购自河北医科大学实验动物中心, 安静环境饲养, 自由摄食和饮水。采用随机数字表法, 将其分为3组 (n=46) :对照组 (C组) 、手术组 (O组) 和七氟醚预处理组 (Sev组) 。
O组腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg麻醉后, 参照文献[3,4]介绍的方法, 腹部备皮、消毒, 经腹部正中切口3 cm、用镊子钝性分离肌肉显露腹膜、解剖剪剪开腹膜暴露腹腔, 应用探查针依次探查肝脏、脾脏、胃、小肠及大肠, 手术时间共30 min, 缝合伤口, 粘贴透气防水伤口贴膜, 腹腔注射16 U/kg青霉素;C组仅腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg, 不进行手术;Sev组将大鼠置于有机玻璃麻醉箱内, 以纯氧为载体气体, 进气端连接Vapor 2000七氟醚挥发罐 (Dräger公司, 德国) , 出气端连接5350型麻醉气体监测仪 (Datex-Ohmeda公司, 美国) , 维持七氟醚 (批号:OX27, Maruishi Pharmaceutical公司, 日本) 浓度为2.4%, 箱底部铺设少量钠石灰吸收二氧化碳, 维持二氧化碳浓度<0.5%, 持续30 min后吸入空气, 吸入空气30 min后处理同O组。
1.2 水迷宫实验:
随机取10只大鼠, 于术前30 min、术后第1、3、5、7天时行Morris水迷宫实验:首先进行定位航行实验, 将大鼠面向池壁从不同象限放入池中, 大鼠从入水到找到平台所需的时间为逃避潜伏期, 每次实验以60 s为限, 如果60 s内未找到平台, 则引导大鼠到平台上停留15 s, 成绩记为60 s。实验前训练4 d, 实验时每天测定2次, 取2次逃避潜伏期的平均值作为当天成绩。空间探索实验:训练结束后1 d, 撤去平台, 将大鼠从同一象限面向池壁放入池中, 记录原平台象限停留时间及穿越原平台次数。
于术前30 min及术后1、7 d时, 随机取10只大鼠, 腹腔注射50 mg/kg戊巴比妥钠麻醉后处死, 取海马组织, 采用流式细胞术测定海马神经元凋亡率, 胞质Ca2+离子浓度 ([Ca2+]i) ;采用ELISA法测定TNF-α、IL-1β及IL-6浓度, 并计算其海马中含量。
称取海马组织100 mg左右置于200目铜网上剪碎并用镊子轻搓过滤, 纱网过滤, 滤液1000转/min (离心半径10 cm) 离心5 min, 弃上清, 加入500μL buffer缓冲液制备浓度为1×106/L单细胞悬液, 磷脂结合蛋白Ⅴ (AnnexinⅤ) /联合碘化丙锭 (PI) 标记, 避光孵育5 min, 应用Epics2XLⅡ型流式细胞仪 (Beckman Coulter公司, 美国) 测定荧光强度分析细胞凋亡率。
称取海马组织100 mg左右置于200目铜网上剪碎并用镊子轻搓过滤, 纱网过滤, 滤液1000转/分 (离心半径10 cm) 离心5 min, 弃上清, 加入3 m L DMEM培养基制备浓度为1×106/L单细胞悬液, 加入钙离子荧光探针 (Fura-3, AM) 终浓度5μmol/L, 3μL, 37℃恒温负载30 min, DMEM清洗2次, DMEM液悬浮, 37℃负载15 min, 采用流式细胞仪测定荧光强度, Fura-3, AM的激发波长为488 nm, 发射波长为525 nm, 以荧光指数反映胞质钙离子浓度。
称取海马组织30 mg左右, 加入预冷生理盐水制成10%海马组织匀浆, 4℃下3000转/min (离心半径10 cm) 离心10 min, 取上清液, 采用ELISA法测定TNF-α、IL-1β及IL-6浓度, 并计算其海马中含量。
1.3血气及体温测定:
随机取6只大鼠, 腹腔注射40 mg/kg戊巴比妥钠麻醉, 对大鼠左心室处皮肤备皮、消毒, 采用小儿一次性静脉输液留置针于大鼠左心室处穿刺并置管以用来采集动脉血样, 于术毕即刻, 采集动脉血样, 采用ABL80型血气分析仪行血气分析, 并记录体温。
1.4统计方法:
采用SPSS13.0统计学软件进行分析, 计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 组间比较采用单因素方差分析, 组内比较采用重复测量设计方差分析和单因素方差分析, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1与术前30 min时比较, O组术后各时点逃避潜伏期延长、平台象限停留时间缩短和穿越原平台次数减少, 术后第1、7天时海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 海马神经元凋亡率、胞质钙离子浓度 ([Ca2+]i) 降低升高 (P<0.05) , Sev组术后第1、3、5天时逃避潜伏期延长、平台象限停留时间缩短和穿越原平台次数减少, 术后第1天时海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 海马神经元凋亡率、胞质钙离子浓度 ([Ca2+]i) 降低升高 (P<0.05) 。见表1~3。
2.2与C组比较, O组术后各时点逃避潜伏期延长、平台象限停留时间缩短和穿越原平台次数减少, 术后第1、7天时海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 海马神经元凋亡率、胞质钙离子浓度 ([Ca2+]i) 升高 (P<0.05) , Sev组术后第1、3、5天时逃避潜伏期延长、平台象限停留时间缩短和穿越原平台次数减少, 术后第1天时海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 海马神经元凋亡率、胞质钙离子浓度 ([Ca2+]i) 升高 (P<0.05) 。见表1~3。
2.3与O组比较, Sev组术后逃避潜伏期缩短、平台象限停留时间延长和穿越原平台次数增多, 海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 海马神经元凋亡率、胞质钙离子浓度 ([Ca2+]i) 降低 (P<0.05) 。见表1~3。3组大鼠术毕时血气分析各指标和体温均在正常范围内, 组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表4。
3 讨论
研究表明, 吸入2.4%七氟醚预处理30 min或1 h可改善局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠空间学习记忆能力[5,6], 且1 MAC七氟醚为临床常用浓度, 大鼠七氟醚1 MAC浓度大约为2.4%, 所以本研究七氟醚的浓度选择2.4%。参照预实验及血气结果, 本研究采用七氟醚对老龄大鼠预处理30 min, 保证大鼠处于麻醉状态且不至于死亡, 吸入空气30 min可保证大鼠完全苏醒且状态恢复至吸七氟醚前。
Morris水迷宫实验是评价啮类动物空间学习记忆功能的经典方法, 其可反映动物获取空间信息记忆能力和记忆存储能力[7]。Morris水迷宫实验结果表明, 与术前30 min时比较, O组术后各时点逃避潜伏期延长, 平台象限停留时间缩短, 穿越原平台象限次数减少, 提示POCD模型制备成功。
研究表明手术创伤诱发海马区促炎因子TNF-α、IL-1β及IL-6表达上调与术后认知功能障碍有着密切的联系[8,9]。所以本研究炎性因子指标选择为TNF-α、IL-1β及IL-6。ELISA为动物实验及临床试验中测定炎性细胞因子经典方法。所以本研究结合水迷宫实验结果, 采用ELISA法于术前30 min及术后第1、7天测定海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量。
本研究结果表明, 与O组比较, Sev组术后各时点逃避潜伏期缩短, 平台象限停留时间延长, 穿越原平台象限次数增多, 术后第1、7天时海马TNF-α、IL-1β及IL-6含量降低, 提示七氟醚预处理可能通过降低海马区TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 改善老龄大鼠术后认知功能。其具体机制目前仍不明确。研究表明, 七氟醚预处理可抑制NF-kappa B、p38 MAPK的活化及下游促炎性信号传导级联反应, 降低炎性细胞因子表达, 减少局灶性缺血再灌注大鼠脑缺血面积[10]。本研究七氟醚预处理可能通过上述机制降低大鼠海马区TNF-α、IL-1β及IL-6含量, 减少上述细胞炎性因子引起的神经毒性物质释放, 降低海马神经元胞质钙离子浓度降低神经元凋亡率, 减轻其对海马神经元的损伤, 改善老龄大鼠术后认知功能。
综上所述, 2.4%七氟醚预处理可减轻老龄大鼠术后认知功能障碍, 其机制与降低海马区TNF-α、IL-1β及IL-6含量有关。
注:与术前30 min时比较, aP<0.05与C组比较, bP<0.05与O组比较, cP<0.05
注:与术前30 min时比较, aP<0.05与C组比较, bP<0.05与O组比较, cP<0.05
注:与术前30 min时相比, aP<0.05与C组相比, bP<0.05与O组相比, cP<0.05
参考文献
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