关于睡眠剥夺对大鼠神经内分泌功能变化的影响

关于睡眠剥夺对大鼠神经内分泌功能变化的影响

【摘要】目的探讨睡眠剥夺(sleepdeprivation，SD)对大鼠神经内分泌功能变化的影响。方法将60只Wistar雄性大鼠随机分为6组(每组10只)：空白对照组（C组）、AS对照组(AS组)、ASSD1天组（SD1d组）、ASSD3天组（SD3d组）、ASSD5天组（SD5d组）、ASSD7天组（SD7d组）。5组建立AS模型后，其中4组再建立，SD模型，分析各组大鼠心电图变化、生理及行为改变，测定各组大鼠血清中促肾上腺皮质激素（adrenocorticotropichormone，ACTH）及皮质醇（cortisol，CORT）的含量。结果SD后AS大鼠精神状态逐渐转差，反应变迟钝、变虚弱，随着SD时间的延长，AS大鼠呈先兴奋，然后激惹，最后衰竭的变化趋势。随着SD的时间延长，AS大鼠心率呈先增快后减慢的波动性变化。心电图ST-T逐渐上抬，T波高耸直立。ACTH及CORT水平呈先增高后下降的波动性变化。结论SD造成的应激性刺激，能够激活HPA轴，从而引起AS大鼠神经内分泌功能发生变化。【关键词】睡眠剥夺动脉粥样硬化神经内分泌【Abstract】ObjectiveToobservedthefluctuationsofthechangesofneuroendocrinefunctioninatheroscleroticratsaftersleepdeprivation.Methods60Wistarmaleratswererandomlypidedinto6groups（10each）:Thecontrolgroup、ASgroup、SD1dgroup、SD3dgroup、SD5dgroupandSD7dgroup.After5groupswereestablishedASmodel，4groupswereestablishedsleepdeprivationmodel.ObservedthephysiologicalandbehavioralchangesinASrats，observedtheirelectrocardiogramperformanceandtestedcontentofACTHandCORTinseruminASratsafterSD.ResultsThementalstateofASratswasgraduallydeteriorated，responsedull，variableweak，WiththetimeofSD，ASratswasfirstexcited，thenirritated，atthelastfailure.ThechangesofheartratesofASratsinvolatilityoffastatfirstthenslowdownwiththetimeofSD.WiththetimeofSD，ST-Tofelectrocardiogramelevatedgradually，Twavetallandupright.ThelevelsofACTHandCORTinASratswereinthevolatilityofchangesafterSD.Witchisincreasedatfirstandthendeclined.Conclusion:StressstimulationcausedbySDcanactivatetheHPAaxissothatitcaninfluencetothechangesofneuroendocrinefunctioninatheroscleroticrats.睡眠剥夺(sleepdeprivation，SD)具体指人因环境或自身原因丧失了所需要睡眠量的一种过程和状态。SD影响了机体固有的生物节律，使机体处于应激状态。本研究以神经内分泌系统所产生的促肾上腺皮质激素（adrenocorticotropichormone，ACTH）及皮质醇（cortisol，CORT）为切入点，通过测定其在大鼠血清中的表达量在不同SD时间情况下的波动情况，分析各组大鼠神经内分泌功能状态，并结合各组大鼠心电图变化、生理及行为改变来反映SD对大鼠神经内分泌功能变化的影响。1材料与方法1.1分组60只Wistar雄性大鼠（由中山大学动物实验中心提供），体重（250±10）g。随机分为6组：空白对照组（C组）10只、大平台对照组（A组）10只、ASSD1d组（SD1d组）10只、ASSD组3d组（SD3d组）10只、ASSD5d组（SD5d组）10只、ASSD7d组（SD7d组）10只。1.2建立大鼠AS模型参照文献[1]方法，50只大鼠在腹腔注射维生素D3(60万u/kg)后，给予高脂饲料（3%胆固醇，0.5%胆酸钠，0.2%丙基硫氧嘧啶，5%白糖，10%猪油，81.3%基本饲料）喂养8周可形成典型的AS病变。1.3建立AS大鼠睡眠剥夺模型以“改良多平台水环境SD法”制备SD模型[2]。将4组大鼠，每组各放在一个装有15个小平台的水槽中饲养（主要是利用大鼠怕水及在水中无法进入睡眠的生活习性，通过在盛水的水槽中放置平台，让大鼠站立在平台上，大鼠在平台上可自由进食饮水，并可在平台间自由活动。因平台直径足够小（直径6.5cm)，若其睡眠，会因全身肌张力降低引起节律性低头、触水或落入水中惊醒，来达到SD的目的），以此建立起ASSD模型。SD1d组为持续SD1天，SD3d组为持续SD3天，SD5d组为持续SD5天，SD7d组为持续SD7天。为排除隔离及水环境造成的影响，将A组10只大鼠放置在大平台上饲养，采用与SD组大小一样的水箱，但在其底部放置的平台大小为30cm×18cm×8cm，大鼠在平台上有一定活动空间，可以自由睡眠，用以形成与SD各组相似的环境，其他环境与实验组相同。C组采用正常笼养，自然昼夜光照，喂基础饲料。实验前1周将实验所需大鼠放至一只笼中饲养，熟悉适应环境1周。1.4观察各组大鼠生理及行为改变观察各组大鼠的精神状态、反应能力以及行为表现的变化。1.5各组大鼠心电图监测将大鼠用20%乌拉坦0.8ml/kg注射麻醉，约5min待大鼠安静后，在小动物实验台上仰卧固定大鼠。接通RM-6000多通道生理仪电源，打开机器，将针电极（注射器针头连于电极）分别向心刺入大鼠四肢皮下，电极连线分为红色（R）右上肢、黄色（L）左上肢、黑色（RF）右下肢、绿色（LF）左下肢。描记标准导联II导联体表心电图并进行分析，记录心率及ST段位移值。描记条件为：标准电压：为20mm/mV，描记速度为50mm/s。通过观察心电图ST位移值（ST段位移值变化以QRS波群起点连线为基线，测量点取J点后0.02s）可反映心肌缺血程度。心电图形及间期测量方法按徐叔云等[3]方法进行。1.6各组大鼠血清ACTH及CORT含量测定各组大鼠在相应时间点用10%水合氯醛（0.3m1/100g体质量）大鼠腹腔注射麻醉，用毛细玻管眶内静脉取血2ml，EDTA抗凝，静置0.5h后4℃，3000r/min离心10min，取血浆1ml，保存在-70℃的冰箱中，以备待测ACTH和CORT的含量。用放射免疫分析法统一测定ACTH和CORT含量，按试剂盒说明书进行操作。ACTH及CORT试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。1.7统计学方法采用SPSS13.0统计软件，计数资料以_X±s表示，组间均数比较采用完全随机设计单因素方差分析，多组间两两比较采用LSD检验，P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1各组大鼠生理及行为改变SD后大鼠精神状态逐渐转差，反应变迟钝，食欲不振，身体渐消瘦、变虚弱，皮毛变粗糙、蓬乱而没有光泽。SD初期，大鼠精神亢奋，对声音、气味、光线等刺激的反应较敏捷。行为兴奋性提高，较为活跃。到SD第3天时，SD3d组中所有大鼠出现磕睡、节律性垂头现象，并常因鼻子浸入水中或掉入水中而惊醒。到SD第5天时，SD5d组中所有大鼠表现烦躁、易怒、相互之间喜撕咬、打斗。至SD第7天时，SD7d组中所有大鼠均表现为呼吸加快，精神萎靡，而对声音、气味、光线等刺激的敏感性下降。低头驼背，蜷缩颤抖，不喜动，活动能力明显减退。进食少，身体极度虚弱。2.2各组大鼠心率变化SD后大鼠心率变化较大。SD刚开始时大鼠心率先是极度增快，于SD1d时心率最快达到最高值，与SD5d组及SD7d组相比较，差异具有统计学意义（P＜0.001）。随着SD时间的延长，心率逐渐减慢。（见表1，图1-6）表1各组大鼠心率变化（_X±s）与C组比较，ap＜0.01；与AS组比较，bp＜0.01；与SD1d组比较，cp＜0.01；与SD3d组比较，dp＜0.01；与SD5d组比较，ep＜0.01。2.3各组大鼠心电图ST-T改变C组大鼠心电图ST-T改变与SD3d组、SD5d组及SD7d组比较，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。A组与SD5d组及SD7d组比较，均有显著性差异（P＜0.001）。SD1d组与SD5d组及SD7d组比较，差异均具有统计学意义（P＜0.001）。SD3d组与SD5d组及SD7d组间两两比较，均有显著性差异（P＜0.001）。随着SD的时间延长，大鼠心电图ST-T逐渐上抬，T波高耸直立。（见表2，图1-6）表2各组大鼠心电图ST-T改变（_X±s）2.4大鼠血清ACTH含量变化C组、A组、SD1d组三组之间相互两两比较无显著性差异（P＞0.05）。该三组分别与SD3d组、SD5d组、SD7d组间相互两两比较差异均有显著性（P＜0.001）。随着SD时间的延长，大鼠血清ACTH含量，先呈现升高的趋势，并在SD3d时大鼠血清ACTH含量达到最高值，与SD5d组、SD7d组间比较差异均具有统计学意义（P＜0.001）。之后大鼠血清ACTH含量呈明显的下降趋势，至SD7d时，其ACTH含量最低，与SD5d组比较差异具有统计学意义（P＜0.001）。（见表3）表3各组大鼠血清ACTH含量变化（_X±s）与C组比较，ap＜0.01；与AS组比较，bp＜0.01；与SD1d组比较，cp＜0.05，dp＜0.01；与SD3d组比较，ep＜0.01；与SD5d组比较，fp＜0.01。2.5大鼠血清CORT含量变化