间歇性缺氧对幼年大鼠大脑皮层电活动的影响

1、间歇性缺氧对幼年大鼠大脑皮层电活动的影响                        作者：罗斌;陈燕 赵春玲，罗礼容【摘要】  目的 观察间歇性缺氧损伤后幼鼠前额叶皮层电活动的变化。方法 SD雄性大鼠60只，20±2日龄，随机分为6组：正常2周组、正常4周组、正常6周组、间歇性缺氧2周组、间歇性缺氧4周组、间歇性缺氧6周组，每组10只。正常(U

2、C)组正常饲养，间歇缺氧(IH)组建立间歇性缺氧损伤模型。用金属电极记录皮层放电活动。结果 间歇性缺氧2周后，大鼠前额叶皮层波、波所占比例较正常组增多，波、波所占比例较正常组减少，有显著性差异(P<0.05);而间歇性缺氧4周和6周后，虽然大鼠前额叶皮层波、波所占比例较正常组有所增多，波、波所占比例较正常组有所减少，但均未达到显著性差异(P>0.05)。结论 随着幼鼠年龄的增加，神经系统发育成熟，从而使间歇性缺氧所造成的脑损伤得到一定的修复，脑损伤程度减轻，最终使前额叶皮层电活动发生的异常变化逐渐减弱。 【关键词】  间歇性缺氧;发育;脑电图;阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合

3、征;脑损伤;GAP-43Abstract Objective To observe the electrical activity changes of the prefrontal cortex of the neonate rats after intermittent hypoxia. Methods 60 SD male rats, 20±2 days old, were randomly divided into 6 groups: unhandled control 2-week group, unhandled control 4-week group, unhandl

4、ed control 6-week group, intermittent hypoxia 2-week group, intermittent hypoxia 4-week group and intermittent hypoxia 6-week group, 10 rats in each; normal feeding was given to the rats in the unhandled groups while the models of intermittent hypoxia injury were set up in the intermittent hypoxia g

5、roups; mental electrodes were used to record the electrical activity of the cortex.Result After 2 weeks of intermittent hypoxia, the proportions of and wave in rate prefrontal cortex in intermittent hypoxia groups were bigger than those in unhandled control groups while the proportions of and wave w

6、ere smaller than those in unhandled control group, there existed a difference of significance (P<0.05), and after 4 and 6 weeks of intermittent hypoxia, the proportions kept existing but the difference was not significant (P<0.05).Conclusions With the growth of the neonate rats, their nervous

7、system became mature, which leads to certain repair of the brain injury caused by intermittent hypoxia; the improvement of brain injury finally makes the abnormal changes of electrical activity of the prefrontal cortex reduce gradually.KEYWORDS intermittent hypoxia growth electroencephalogram( EEG)o

8、bstructive sleep apnea-hyponea syndrome (OSAHS) brain injury GAP-43阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hyponea syndrome，OSAHS)是以睡眠结构紊乱和反复发作夜间低氧血症为特征的一种睡眠障碍性疾病，蔡凯晋等1认为：这种慢性缺氧/再氧合过程，类似缺血/再灌注的损伤，可产生大量氧自由基，导致氧化应激状态，是造成各种器官及系统损害的最重要的病理生理机制。其中，脑功能损害以认知功能障碍最常见3 讨 论本实验建立了幼年大鼠慢性间断性缺氧模型，与临床上阻塞性睡眠障碍、慢性阻塞性肺

9、病等的缺氧特征相似。该模型复制成功率高，死亡率低，方法简便易行，可重复性强。此外，本研究选用大鼠作为研究对象，大鼠和人类在心脑血管反应性方面非常相似，且大鼠寿命较短，与人类相对应的生物年龄阶段也较短，使疾病病程相应缩短，病理变化易于诱导，所以本模型具有很强的代表性。目前在阐述脑缺血后神经元死亡的形态学、生化及循环变化机制方面，已有较多资料，但对脑缺血后脑电活动的系统变化方面的研究较少，大多数关于脑电方面的文章为脑缺血当时或再灌注早期脑电活动的变化。此外，额叶皮层是感觉运动的核心调节中枢之一，生长活跃，对损伤敏感4。文献报道大鼠出生后第2125日龄大致相当于人类认知发育的幼儿期。因此，本实验选取

10、20日龄幼年大鼠前额叶皮层进行间歇性缺氧后脑电活动的观察。脑电图是一种比较全面评价脑功能发育水平的电生理指标。EEG背景活动的异常，是脑损伤的标志，而且背景波对预后有很好的预见价值5。据文献报道，20世纪30年代，人们就已认识到脑缺血时脑电图的表现为：活动减少;和活动增加;正常的波节律背景消失;全脑波幅降低6。本实验发现，20±2日龄的大鼠缺氧2周后，其前额叶皮层波、波所占比例较正常组增多，波、波所占比例较正常组减少，有显著性差异(P<0.05)，我们可以根据前额叶的这种皮层电活动变化，认为间歇性缺氧此时对大鼠造成了较显著的脑损伤;然而随着幼鼠年龄的增加，当间歇性缺氧延长至4周

11、和6周后，虽然大鼠前额叶皮层波、波所占比例较正常组有所增多，波、波所占比例较正常组有所减少，但均未达到显著性差异(P>0.05)，我们可以认为，此时的间歇性缺氧对大鼠造成的脑损伤，由于大鼠的成长和神经系统的发育成熟，得到了一定的修复，从而使脑损伤程度减轻。目前国内外关于急性、慢性缺氧的研究较多，但大多数都是研究缺氧对成年大鼠造成的脑损伤，而对从幼年发育期到成年期的大鼠的脑损伤却少见报道，本实验所得结果与缺氧对成年大鼠造成的脑电图变化不一致，即：随着缺氧时间的延长，波活动减少;和波活动增加;正常的波节律背景消失;全脑波幅降低。推测造成这一结果的可能原因：一是随着幼鼠年龄的增加，其神经系统发

12、育逐渐成熟，从而使间歇性缺氧所造成的脑损伤得到一定的修复;二是有研究显示缺血缺氧性脑损伤后，神经干细胞激活、增生、迁移并分化为神经元79;三是大量研究表明，GAP-43作为神经元再生和可塑性的分子标志物10，在神经系统的生长，发育，再生，修复和突出可塑性中起着重要作用;Storemer11等发现大鼠脑缺血损伤区周围的皮质中GAP-43表达上调，且存在一定的时空分布特点，其表达与运动功能的恢复时间存在相关性。最终使前额叶皮层电活动发生的异常变化逐渐减弱。这为幼年大鼠间歇性缺氧过程中，研究前额叶皮层神经元电活动变化提供了一定的理论依据。【参考文献】  1 蔡凯晋，曾奕明，邱建龙.慢性缺氧

13、/再氧合小鼠脑皮质Nip3表达及其与神经细胞凋亡的关系J.中华神经医学杂志，2007，6(11)：1114-1117.2 刘军祥.nCPAP对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者治疗前后认知功能的临床分析J.中国药物与临床， 2006，6(8)：627-628.3 杨 宇，谭胜玉，张新民，等.间歇性缺氧对大鼠认知功能和海马CA1区超微结构的影响J.中国神经免疫学和神经病学杂志，2007，14(3)：157-163.4 刘 玲，陈燕惠，陈达光.早期干预对宫内缺氧缺血大鼠脑电波及存活神经元数目的影响J.中华妇幼临床医学杂志(电子版)，2007，3(2)：91-93.5 John RH 著.马仁飞译.临床实

14、用脑电图学M.北京：人民卫生出版社，1997,172-176.6 吴建宁，黄力宇，王 珏. 脑电分析在脑缺血缺氧早期诊断和监护中的应用J.中国康复理论与实践，2005，11(3)：182-184.7 Iwai M，Sato K，Omori N，et al.Three steps of neural stem cells development in gerbil dentate gyrus after transient ischemiaJ.J Cereb Blood Flow Metab，2002，22(4)：411-419.8 Zhang RL，Zhang ZG，Zhang L，et al

15、.Proliferation and differentiation of progenitor cells in the cortex and the subventricular zone in the adult rat after focal cerebral ischemiaJ.Neurosci，2001，105(1)：33-41.9 Li Y，Chen J，Chopp M.Cell proliferation and differentiation from ependymal subependymal and choroids plexus cells in response to stroke in ratJ.J Neural Science，2002，193(2)：137-146.10CARULLI D，BUFFO A，STRATA P.Reparative me