生后早期大鼠下丘脑核团的观察

生后早期大鼠下丘脑核团的观察

许多科学家在生物化学得到的早期阶段发现了钠饮盐行为的突变期，可在12.13天生下。动物的盐饮草的行为在这一时期发生了彻底的变化。无论是禁盐、激素注射或肾上腺摘除术后,都只会引起13d龄以上大鼠出现饮盐行为,而12d龄以下则不出现此行为。那么,这一时期是否与摄入行为密切相关的下丘脑在大鼠生后早期发育程度相关呢?本实验利用计算机图像分析系统对生后早期日龄不同的大鼠下丘脑主要核团进行分析,旨为大鼠饮盐行为变化提供具有参考价值的形态学证据。1光镜观察和数据采集选用健康Wistar系雄性幼鼠,分为10、13、16d龄组,每组10只。0.5%戊巴比妥钠腹腔麻醉,开胸暴露心脏,经左心室快速灌注0.9%NaCl溶液,同时剪开右心耳放血,待右心房流出液变浅,再灌注1%多聚甲醛-1.25%戊二醛0.1M磷酸缓冲液固定液固定,取脑制备火棉胶切片(常规酒精脱水、浸胶、包埋、焊块),采用美国产推拉式两用切片机行连续切片,片厚20~60μm。切片经常规尼氏染色,分色、脱水、透明、封固。光镜下采用计算机图像分析系统MIAS2000及MIAS97数据库,测量冠状切片上下丘脑3个显著核团的相关数据,包括平均表面积(S¯S¯)、表面积密度(Sv)、平均体积(V¯¯¯V¯)、体积密度(V)、表面积/体积(Rsv)。在光镜(40倍)下,选定标准面积为49142.67μm2,测量每张切片核团内标准面积里的细胞截面数(压线者亦算在内)作为细胞密度数据。测量结果用x¯±sx¯±s表示,采用t检验,对各年龄组测量结果进行分析。2结果2.1腹内侧核vmh尼氏染色可见各年龄组下丘脑核团边界清晰,弓状核(arcuatehypothalamicnucleus,arc)出现于结节区室周带内,围绕第三脑室底,在正中隆起背侧部,开始呈弓状半环绕第三脑室,继之呈环围绕第三脑室,在垂体柄后上方,由腹内侧核下方向后,伸至乳头前区,细胞密集,着色较深。腹内侧核(ventromedialhypothalamicnucleus,vmh)是结节区最大的核,位于结节区内侧带的腹侧半,外形呈圆或卵圆形,边界为细胞稀少带,中央部细胞也较少,且着色较淡。室旁核(paraventricularhypothalamicnucleus,Pa)位于视上区,内侧靠近室周带处呈长楔状轮廓,前下端在视交叉上方,向后上方斜越背内侧核的背侧至下丘脑沟。2.2各组大鼠核团内细胞密度的比较3个年龄组大鼠的体重比较和脑重比较差别均有显著性差异(P<0.01),随日龄增加,体重和脑重均增加(表1)。13d龄组与10d龄组弓状核比较具有差异(P<0.05),13d龄组较10d龄组大,仅表面积/体积变小;而13d龄组与16d龄组比较,除平均体积、表面积/体积外,其它无差异(P>0.05);13d龄组与10d龄组核团内细胞密度比较有差异(P<0.05),而16d龄组与13d龄组比较有显著性差异(P<0.01),13d龄组大鼠核团内细胞密度比10d龄组增高,而16d龄组比13d龄组增高程度更为明显(表2)。13d龄组与10d龄组腹内侧核比较有差异(P<0.05),其中平均表面积、平均体积、体积密度更有显著性差异(P<0.01),13d龄组均较10d龄组大,仅表面积/体积数据变小;而13d龄组与16d龄组比较无差异(P>0.05);13d龄组与10d龄组核团内细胞密度比较有显著性差异(P<0.01),16d龄组与13d龄组比较也有显著性差异(P<0.01),表明13d龄组大鼠核团内细胞密度比10d龄组明显增高,16d龄组大鼠核团内细胞密度比13d龄组也明显增高(表3)。13d龄组与10d龄组室旁核比较有差异(P<0.05),13d龄组较10d龄组大,仅表面积/体积数据变小;而13d龄组与16d龄组比较差异无显著性(P>0.05),只有体积密度、表面积/体积比较有差异(P<0.05);13d龄组与10d龄组核团内细胞密度比较有差异(P<0.05),16d龄组与13d龄组比较具有显著性差异(P<0.01),表明13d龄组大鼠核团内细胞密度比10d龄增高,而16d龄组大鼠核团内细胞密度比13d龄组增高程度更为明显(表4)。3不同年龄组大鼠神经功能控制需求的差异在正常情况下,大鼠生后早期至断乳前期(约3周)并不表现特别的饮盐行为,但在对生后早期大鼠饮盐行为研究中,有学者发现,出生后13d可能是大鼠饮盐行为的一个临界期,13d龄前后的大鼠会出现截然相反的行为表现,Leshem等与杨振芳等在实验中均发现,禁盐可以使12~13d龄以上幼鼠表现出饮盐行为,而12d龄以下则无饮盐行为出现;Thompson等在观察血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)与醛固酮(ALDO)对生后早期大鼠饮盐行为协同作用中也发现,这种对饮盐行为的协同增强作用只存在于17d龄幼鼠组,而在12d龄组中却无此作用;Zendejas等也报道肾上腺素对新生鼠饮盐行为的抑制作用到12~13d龄会突然消失。在以往文献中曾报道动物性别的差异在脑发育中存在临界期,在大鼠此临界期为生前至生后21d,也即21d是大鼠性别行为变化的临界期。由于钠欲中枢系统是在边缘系统,包括下丘脑、中隔和杏仁核等,而下丘脑是植物神经的皮质下高级中枢,与摄食、饮水、饮盐、睡眠、体温等重要生理功能的调节关系密切。因此本文通过对下丘脑的研究来了解饮盐行为与中枢发育的相关性。Epstein曾提到,大鼠在出生时就有一个复杂但尚不完善的控制各项生理功能的神经系统,它可在生后继续发育成熟,但并不影响其行为,只有在断乳后才表现出行为的改变,即自行控制摄食、饮水、饮盐行为。吸吮和摄食是大鼠两种不同的生理行为,出生仅2~3d的新生鼠离开母鼠后,在至渴条件下可以表现出摄食、饮水行为,若能保持环境温度适宜并且有足够易获得的液体,大鼠早在出生后14~15d即可断奶。生后早期大鼠这种早熟现象表明吸吮、摄食、饮水、饮盐等都是由不同的神经中枢调控的,这些中枢早在哺乳期间可能就已具备雏形,只要当适合因素刺激后即可表现出相应的行为。但这种行为改变也不能排除另一种解释,即哺乳期中出现的这些行为只是一种本能反射的反映,真正的控制中枢需至青春期才能成熟,类似人类婴儿生后6周至4月之前都有反射性迈步能力,也有足够力量去支撑身体,但到4个月后这种能力反而消失了,只有在坐、爬能力具备后才能真正行走。究竟在生后早期这些功能的控制中枢-下丘脑发育状况如何?是否生后13d左右为明显中枢发育期,这是本实验研究的关键所在。本实验以10d龄、13d龄、16d龄分为3组,测量其下丘脑主要核团的体视学参数,通过统计分析了期神经系统发育状况。实验结果显示不同年龄组体重比较和脑重比较均有显著性差异,表明动物随日龄延长在有规律增长。但是三组动物分析发现,13d龄组与10d龄组的各项指标比较均有显著性差异,13d龄组均大于10d龄组;然而13d龄组和16d龄组相比却无显著性差异。从细胞密度分析可以看出,13d龄组与10d龄组和16d龄组均有差异,但与16d龄组存在显著性差异。由此可以认为13d龄组大鼠确实存在一个神经系统的明显改变期。无论体积或表面积均得到大幅度增长,13d以后又进入相对稳定发育中,以至增长趋势不具显著性变化。但16d龄组核团细胞密度远远大于13d龄组,这表明出生后13d正丘脑发基本完善后,机体进入神经系统调理阶段,表现为神经细胞核团形状缩小,而细胞密度增加,形成有明显边界