目的:高温高湿是常见应激环境,严重影响人体健康。本研究通过人工气候箱模拟高温高湿环境构建高温高湿应激大鼠模型,从动物、组织、细胞及分子水平等多方面探讨高温高湿应激对大鼠下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)轴及海马结构和功能的影响,并采用糖皮质激素受体拮抗剂和清热利湿中药进行干预,观察药物对应激大鼠的效应,阐明海马在高温高湿应激致HPA轴功能紊乱中的作用机制,为寻找潜在的药物干预靶点提供理论依据。方法:将雄性SD大鼠随机分为对照组、模型组(中温高湿组、高温高湿组)、干预组(西药组、中药组),每组20只,每组又再按实验时间分为3周组和6周组,每组10只。对照组大鼠饲养在温度(24±1)℃和湿度(50±5)%环境中,不给予任何刺激。其余各组分别每天暴露于相对湿度为(85±5)%范围内的人工气候箱模拟的高湿环境,中温高湿组模拟(30±1)℃,高温高湿组、西药组和中药组模拟(35±1)℃,持续4h,其余时间饲养环境与对照组相同,实验时间共计6周。中药组予以黄芩滑石汤灌胃,每只大鼠日用生药量8g/kg;西药组予以米非司酮溶液25mg/kg灌胃,给药容积为1ml/100g。采用Morris水迷宫实验检测空间学习和记忆能力;采用旷场试验检测探索和焦虑相关行为。ELISA法检测大鼠血清CRH、ACTH、CORT水平;HE染色观察肾上腺、垂体、下丘脑的形态学改变;RT-PCR检测下丘脑CRF mRNA基因表达;TUNEL检测海马细胞凋亡情况;免疫组化检测海马MR、GR、11β-HSD1、iNOS、TRPV1蛋白含量;原位杂交检测海马MR、GR、11β-HSD1、iNOS、TRPV1基因表达。结果:1、海马在高温高湿应激致大鼠HPA轴功能紊乱中的作用(1)Morris水迷宫实验3周时,中温高湿组、高温高湿组大鼠游泳总距离、寻找平台潜伏期较对照组明显增加;高温高湿组大鼠进入平台象限次数较对照组及中温高湿组明显减少;6周时,高温高湿组、中温高湿组大鼠游泳总距离、寻找平台潜伏期较对照组明显增加;中温高湿组进入平台象限次数较对照组及高温高湿组明显减少。(2)旷场试验3周时,中温高湿组大鼠静止与运动时间比较对照组明显减少;中温高湿组大鼠站立次数较对照组及高温高湿组增加。6周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠静止与运动时间比较对照组明显减少。(3)ELISA检测3周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠血清CRH、ACTH、CORT水平较对照组明显升高;高温高湿组大鼠血清ACTH较中温高湿组明显升高。6周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠血清中CRH、ACTH、CORT水平与3周时趋势相仿。(4)HE染色观察下丘脑、垂体、肾上腺的形态学改变显示,下丘脑在3周时,中温高湿组有3例小胶质细胞增生,6周时模型组各有2例小胶质细胞增生和神经细胞异常改变。垂体在3周时各组未见明显变化,6周时,高温高湿组空泡变性较明显。肾上腺在3周时,高温高湿组3例皮质细胞肥大、排列紊乱、髓质毛细血管扩张,6周时程度加重。(5)RT-PCR检测3周时,高温高湿组大鼠下丘脑CRF基因表达较对照组明显升高,6周时,其仍表现为相仿趋势。(6)TUNEL检测3周时,高温高湿组大鼠海马细胞凋亡较对照组及中温高湿组明显上升,6周时,其表现趋势仍相仿。(7)免疫组化3周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠海马MR、iNOS蛋白含量较对照组明显升高;高温高湿组大鼠海马GR蛋白含量较对照组明显升高。6周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠海马MR、GR、iNOS蛋白含量较对照组明显升高。大鼠海马TRPV1、11β-HSD1蛋白含量3周时和6周时各组之间均无明显差异。(8)原位杂交3周时,高温高湿组及中温高湿组大鼠海马MR、GR、iNOS、TRPV1基因表达较对照组明显升高。6周时,其仍呈相仿表现趋势。大鼠海马11β-HSD1基因表达3周时和6周时各组之间均无明显差异。2、药物干预对高温高湿应激大鼠的影响(1)Morris水迷宫3周时,中药组大鼠游泳总距离、寻找平台潜伏期较高温高湿组明显减少;西药组、中药组大鼠进入平台象限次数较高温高湿组明显增加;6周时,中药组大鼠游泳总距离、寻找平台潜伏期较高温高湿组明显减少。(2)旷场实验3周时,中药组大鼠中心与外周时间比较高温高湿组明显增加。6周时其仍呈相仿表现趋势。(3)ELISA检测3周时,中药组及西药组大鼠血清CRH、ACTH、CORT水平较高温高湿组明显降低,6周时西药组大鼠血清CRH、ACTH、CORT水平与3周时趋势相仿。(4)下丘脑HE染色,中药组未见明显病变,西药组在3周时有3例小胶质细胞增生。垂体染色主要表现为细胞减少、排列稀疏、紊乱、部分胞质出现空泡,细胞形态较模糊。肾上腺在6周时较3周时病变稍重,主要表现在皮质束状带细胞排列紊乱、变性,炎细胞浸润,髓质毛细血管扩张。(5)RT-PCR检测3周时,西药组大鼠下丘脑CRF mRNA基因表达较高温高湿组明显降低,6周时其表现趋势与3周时相仿。(6)TUNEL检测3周时,中药组及西药组大鼠海马细胞凋亡较高温高湿组减少,但差异无统计学意义;6周时,西药组大鼠海马细胞凋亡较高温高湿组明显减少,差异有统计学意义。(7)免疫组化3周时,中药组及西药组大鼠海马GR蛋白含量均较高温高湿组明显降低,西药组大鼠海马MR、iNOS蛋白含量均较高温高湿组明显降低。6周时,中药组及西药组大鼠海马MR、iNOS蛋白含量均较高温高湿组明显降低,西药组大鼠海马GR较高温高湿组明显降低。大鼠海马TRPV1、11β-HSD1蛋白含量3周时和6周时各组之间均无明显差异。(8)原位杂交3周时,中药组及西药组大鼠海马MR、GR、iNOS基因表达均较高温高湿组明显降低。6周时,中药组及西药组大鼠海马MR、GR、iNOS基因表达与3周时趋势相同,中药组及西药组大鼠海马TRPV1基因表达较高温高湿组明显降低,海马11β-HSD1基因表达3周时和6周时各组之间均无明显差异。结论:1、高温高湿应激对大鼠行为学有明显影响,其改变主要体现在大鼠的学习能力下降、空间记忆力受损以及焦虑增加等方面。2、高温高湿应激导致HPA轴功能紊乱,可能与CRF mRNA基因表达在应激状态下增加相关,CRF表达增加继而导致CRH、ACTH以及CORT的升高,从而引起了异常的应激反应,最终出现HPA轴功能和病理形态学的改变。3、从模型应激后出现的行为学变化,HPA轴功能及病理改变,海马病理形态学改变,海马细胞凋亡增加等一系列变化来看,符合慢性应激致HPA轴持续亢进的特征,高温高湿应激动物模型的建立是成功的。4、海马在高温高湿应激致HPA轴功能紊乱中的作用机制可能是应激导致iNOS升高,NO生成增加,MR、GR失活,NO毒性增强,海马细胞凋亡增加,海马结构功能受损,减弱对HPA轴的负反馈调节,加重HPA轴功能紊乱,11β-HSD1、TRPV1可能不参与高温高湿应激损害。5、高温高湿应激所致HPA轴功能紊乱及海马损伤随时间进展有加重趋势,糖皮质激素受体拮抗剂和清热利湿中药可有效干预并各具优势。