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目的:成年期甲状腺功能减退症(甲减)是一种常见的内分泌疾病,可引起认知功能损伤,其神经机制可能涉及神经元突触可塑性。目前一些研究表明使用常规剂量的T4替代治疗至血清甲状腺激素水平正常时,甲减导致的脑损伤并不能完全恢复。本实验通过建立成年期甲减动物模型,观察单独甲状腺素(Thyroxine,T4)替代治疗以及T4联合多奈哌齐(Donepezil,DON)治疗对成年期甲减大鼠海马以及前额叶突触可塑性相关指标的影响。方法:健康成年期雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠60只,适应性喂养1周后随机分成五组,即对照组、甲减组、多奈哌齐治疗组、甲状腺素治疗组以及甲状腺素联合多奈哌齐治疗组。通过抗甲状腺治疗药物丙基硫氧嘧啶(Propylthiouracil,PTU)加入大鼠饮水中(配成浓度0.05%)建立甲减大鼠模型,周期六周。自第五周起,多奈呃齐治疗组、甲状腺素治疗组和联合治疗组SD大鼠在引用PTU水的情况下,多奈哌齐治疗组SD大鼠同时在饮水中加入多奈呃齐(0.005%(w/v)),甲状腺素治疗组同时每日进行腹腔注射甲状腺素(6μg/100g体重),联合治疗组大鼠同时予甲状腺素腹腔注射并在饮水中加入多奈哌齐,对照组SD大鼠腹腔注射等剂量的生理盐水。造模结束后,腹主动脉采血,冰上取脑,分离海马和前额叶组织。采用放射免疫法评估各组大鼠甲状腺功能状态。采用比色法测定大鼠海马组织内乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)含量和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)活性。免疫组织化学方法观察大鼠海马各区各层内突触结合蛋白-1(Synaptotagmin-1,Syt-1)和突触小体相关蛋白 SNAP-25(Synaptosome-associated protein of 25kD)的表达与分布。透射电镜观察前额叶内神经元、突触、髓鞘超微结构,比色法测定前额叶内ACh含量。结果:(1)体重:造模前,五组大鼠体重水平差异无显著性意义(P>0.05);造模结束后,对照组、甲减组、多奈哌齐治疗组、甲状腺素治疗组及联合治疗组五组大鼠体重较造模前各增加了 49.29%、21.28%、19.53%、31.90%及32.44%。而造模后各组SD大鼠体重显著低于造模后对照组(P<0.05)。(2)甲状腺功能状态:甲减及多奈脈齐治疗组SD大鼠血清T3、T4水平明显低于对照组,TSH水平明显高于对照组(P<0.01);甲状腺素治疗组和联合治疗组大鼠血清T3、T4及TSH水平与对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05)。(3)海马内ACh含量:甲减组ACh含量与对照组相比降低(26.98%)(P=0.027);经过甲状腺素、多奈哌齐及联合治疗后,各组内ACh含量与对照组相比无明显差异(P值分别为0.212,0.860和0.255);与甲减组相比,多奈哌齐治疗组ACh含量升高16.58%,差异无统计学意义(P=0.321);甲状腺素治疗组及联合治疗组ACh含量与甲减组相比分别增加34.07%和54.92%,差异有统计学意义(P=0.046,P=0.002)。(4)海马内AChE活性:与对照组比较,甲减组、多奈哌齐治疗组及联合治疗组大鼠海马中AChE活性分别减少了 34.35,40.13和39.12%,差异有显著意义(P值分别为0.028,0.014和0.016);甲状腺素治疗组AChE活性与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。(5)海马各亚区亚层内Syt-1蛋白表达:甲减组及多奈哌齐治疗组Syt-1免疫反应产物OD值在海马CA1-SO、CA1-SR、CA3-SL、CA3-SR及DG-ML层表达明显低于对照组(P<0.01)。T4替代治疗组Syt-1的免疫反应产物OD值在以上各层仍低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。联合治疗组海马以上各层OD值与对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。与甲减组相比,多奈哌齐治疗组以上各层Syt-1免疫反应产物OD绝对值高于甲减组,差异均无统计学意义(P>0.05);T4替代治疗组Syt-1免疫反应产物OD值在海马CA1-SO,CA1-SR,CA3-SL,CA3-SR层均明显高于甲减组,差异有统计学意义(P<0.05);联合治疗组海马CA1-SO,CAl-SR,CA3-SL,CA3-SR以及DG-ML层均明显高于甲减组对应层,,差异有统计学意义(P<0.01)。联合治疗组以上各层OD值与T4治疗组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。(6)海马各亚区亚层内SNAP-25蛋白表达:甲减组及多奈哌齐治疗组SNAP-25免疫反应产物OD值在海马CA3-SO,CA3-SR及CA1、DG各层表达明显高于对照组(P<0.01)。T4替代治疗组中SNAP-25的OD值在CA1所有层和CA3-SO层仍明显高于对照组(P<0.01)。与对照组比较,联合治疗组SNAP-25阳性颗粒产物OD值差异无显著意义(P>0.05)。与甲减组相比,多奈哌齐治疗组以上各层SNAP-25免疫反应产物OD绝对值低于甲减组,差异均无统计学意义(P>0.05);T4替代治疗组SNAP-25免疫反应产物OD值在海马CA3-SR以及DG-ML,DG-PL层均低于甲减组,差异有统计学意义(P<0.05);联合治疗组海马CA1-SO,CA1-SR,CA1-SLM,CA3-SO,CA3-SR以及DG-ML,DG-PL层均明显低于甲减组对应层,差异有统计学意义(P<0.05)。联合治疗组以上各层OD值与T4治疗组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。(7)前额叶超微结构:甲减组大鼠前额叶内神经元、突触及髓鞘出现明显的退行性改变,甲减组大鼠神经元染色质边集、核浓缩,胞浆明显减少,其内游离核糖体、溶酶体等细胞器明显减少,线粒体表现为肿胀,断裂,嵴变短退化,明显空泡变性,内质网明显扩张。突触前后膜融合,突触小泡数量明显减少,几乎不见清亮型突触囊泡,突触前膜中部分线粒体呈小空泡状。髓鞘结构明显变化,表现出明显的分层损伤,厚度变薄,轮廓变得不规则。电镜下观察到,甲状腺素以及多奈哌齐治疗后,上述神经元、突触及髓鞘超微结构改变有所改善,仍表现出轻微的结构破坏,而联合治疗组神经元、突触及髓鞘的超微结构形态与对照组基本相似。(8)前额叶内ACh含量:甲减组ACh水平与对照组相比降低(29.83%)(P=0.030);经过甲状腺素、多奈哌齐及联合治疗后,各组内ACh含量与对照组相比无显著差异(P值分别为0.237,0.291和0.524);与甲减组相比,多奈哌齐治疗组、甲状腺素治疗组及联合治疗组ACh含量分别增加20.98%,22.26%和30.95%,差异无统计学意义(P值分别为0.274,0.946和0.581)。结论:1.成年期甲减可致SD大鼠海马及前额叶内ACh含量下降,海马内AChE活性降低,T4替代治疗2周ACh含量及AChE活性均恢复至对照组水平。2.成年期甲减可致SD大鼠前额叶内神经元、突触以及髓鞘的超微结构发生明显的改变,T4替代治疗2周以上改变是可逆的,T4联合多奈哌齐治疗组恢复更接近对照组水平。3.成年期甲减致海马内突触蛋白Syt-1水平下降,SNAP-25升高,T4替代治疗2周以上突触蛋白的表达未能完全恢复,T4联合多奈哌齐治疗组突触蛋白均恢复至对照组的水平。