[目的]反式脂肪酸(Trans fatty acids,TFA)是一类化学结构中含有反式构型非共轭双键的不饱和脂肪酸的总称。食物油脂的氢化加工是TFA的主要来源。TFA具有增加食品松脆口感、易于长期保存的特点,被广泛应用于包装和煎炸食品中。研究证实,长期食用含有TFA的食物会造成多种疾病的发生与发展。随着对TFA研究的深入,流行病学调查发现,长期摄入TFA可造成学习记忆功能减退,但其相应的损伤机制尚不清楚。本实验以Wistar大鼠作为研究对象,经口给予TFA,通过检测大鼠脑组织中抗氧化酶、ATP酶、乙酰胆碱酯酶、一氧化氮合酶的活性以及脑组织中必需元素含量,观察海马形态学改变,检测海马细胞凋亡情况,研究和探讨TFA对大鼠神经系统损伤以及作用机制。[方法]1.动物分组与灌胃选择SPF级雄性Wistar大鼠(200±20g)48只,于笼中分开饲养,自由饮水和进食。大鼠适应性喂养1周后,按体重随机分为4组,即对照组(玉米油组)和TFA低、中、高剂量组,各组分别按照0 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg的剂量经口给予TFA-玉米油溶液,每天1次,连续12周。2.动物处理灌胃阶段结束后,每组2只大鼠,4%多聚甲醛心脏灌注,取出脑组织固定于4%多聚甲醛,制作石蜡切片。其余大鼠禁食24 h,称重,断头处死并收集血液,分离血清。立即于冰袋上取出脑组织称重,分离海马和皮层。血清、海马和大脑皮层均存于-80℃,用于后续检测。3.大鼠一般生长发育状况的观察每日观察并记录大鼠活动和精神状况,记录饮水和进食情况。每周称量一次体重,记录数值。脑组织称重,计算脑系数。4.大鼠大脑皮层和血清中抗氧化系统指标的检测取出大脑皮层称重,按质量:体积=1:9加入生理盐水,制备10%匀浆液;血清用生理盐水稀释到合适浓度。按试剂盒步骤测定超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力,以及丙二醛(MDA)含量。5.大鼠大脑皮层ATPase活力的检测取出大脑皮层称重,按质量:体积=1:9加入生理盐水,制备10%匀浆液。按照试剂盒步骤测定大脑皮层中Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase的活力。6.大鼠大脑皮层乙酰胆碱酯酶(AChE)和一氧化氮合酶(NOS)活性的检测取出大脑皮层称重,按质量:体积=1:9加入生理盐水,制备10%匀浆液。按照试剂盒步骤测定AChE和NOS活性。7.大鼠脑组织中必需元素的测定取0.2 g脑组织,微波消解,火焰原子吸收光谱法测吸光度,计算各元素含量。8.大鼠海马形态学观察取出固定的脑组织,脱蜡水合,制成石蜡切片,进行HE染色,切片置于镜下观察。9.大鼠海马细胞凋亡情况的检测将制作的石蜡切片,脱蜡后,按照TUNEL试剂盒说明进行染色,观察细胞凋亡情况。应用RT-PCR法检测Bcl-2和Bax的mRNA表达水平。[结果]1.大鼠一般生长发育状况实验期间,对照组大鼠精神和活动状态良好,饮食和饮水状况正常,大鼠皮毛顺滑有光泽;而TFA组大鼠随着灌胃时间增长,出现饮食不良、精神不佳,皮毛蓬松、暗淡无光泽。随着染毒时间延长,TFA组特别是高剂量组大鼠体重增长明显变缓,终体重也明显低于对照组(P<0.05)。比较各组大鼠脑系数发现,TFA高剂量组大鼠脑系数显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2.TFA对大鼠大脑皮层抗氧化系统的影响结果显示,TFA低、中、高剂量组SOD的活性明显低于对照组,而MDA的含量明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);TFA中、高剂量组GSH-Px的活性明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。3.TFA对大鼠血清抗氧化系统的影响结果显示,TFA中、高剂量组血清中SOD和GSH-Px的活性均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);TFA低、中、高剂量组血清中MDA的含量明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。4.TFA对大鼠大脑皮层中ATPase活力的影响结果显示,TFA低、中、高剂量组Na+K+-ATPase、Ca2+-ATPase的活力均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);TFA中、高剂量组Mg2+-ATPase活性明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。5.TFA对大鼠大脑皮层中AChE和NOS活性的影响结果显示,TFA低、中、高剂量组AChE的活性均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);TFA中、高剂量组NOS的活性明显高于对照组,且差异有统计学意义(P<0.05)。6.TFA对大鼠脑组织中必需元素水平的影响结果显示,TFA低、中、高剂量组Mg和Fe元素含量均显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);TFA中、高剂量组Zn元素含量明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。而Ca、Cu元素的含量在各组之间比较无明显差异(P>0.05)。7.海马结构形态学观察切片镜下观察发现,对照组大鼠海马神经元细胞数目较多、排列紧密。TFA组大鼠海马神经细胞数量和层数均有不同程度的减少,神经细胞排列疏松、紊乱,部分神经细胞出现核固缩、胞浆深染。8.TFA对大鼠海马细胞凋亡情况的影响对照组和TFA摄入组大鼠海马中均未见到明显的凋亡细胞;此外,与对照组相比,TFA组大鼠海马组织中凋亡相关因子Bcl-2,BaxmRNA表达也未见显著改变(P>0.05)。[结论]TFA摄入引起脑组织中抗氧化系统损伤、降低ATP酶活性、影响AChE和NOS活性、引起机体必需元素水平失衡,并且可引起大鼠海马形态学改变,从而导致神经系统损伤。然而,在本实验条件下,未观察到TFA对大鼠海马组织细胞凋亡的影响。