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目的:应用频率8Hz,声压级水平(SPL)90dB、130dB次声作用于SD大鼠,观察次声对大鼠海马各区与学习记忆功能密切相关的部分信使或分子作用的时间效应和空间效应,以及次声是否对大鼠海马细胞凋亡产生影响,以期揭示次声对学习记忆功能影响的部分分子机制,并为研究次声卫生防护提供理论依据。 第一部分 实验一 次声作用对大鼠海马细胞内Ca2+浓度的影响 材料与方法:采用Ca2+荧光探针,在激光共聚焦显微镜下观察8Hz,90dB/130dB次声作用不同时间点大鼠海马细胞内Ca2+浓度的变化。 结果:1.在8Hz,90dB次声作用下,1d组和7d组海马细胞内Ca2+浓度无显著变化(P>0.05);14d组次声作用效应最强,海马细胞内Ca2+浓度显著增高(P<0.01);21d组海马细胞内Ca2+浓度仍维持在较高水平;28d组海马细胞内Ca2+浓度基本恢复正常。经有钙液和无钙液洗涤处理的相同时间点各组海马细胞内Ca2+浓度无显著性差异(P>0.05)。2.在8Hz,130dB次声作用下,经无钙液洗涤处理组:1d组、7d组海马细胞内Ca2+浓度无显著变化(P>0.05);14d组次声作用效应最强,海马细胞内Ca2+浓度显著增高(P<0.01);21d组海马细胞内Ca2+浓度仍维持在较高水平;28d第四军医大学傅士学位论文组海马细胞内C扩+浓度基本恢复正常。经含钙液洗涤处理组:每组细胞内ca2+浓度变化均比经无钙液洗涤的各组变化明显,ld组、7d组、14d组和28d组较相同时间点经无钙液洗涤组细胞内ca2+浓度显著增加(均为尸<0.01);21d组细胞内ca2+浓度由增高到回落与相同时间点无钙液洗涤组相比,下降幅度较大。表明:SHz,13OdB次声作用各时间点海马细胞膜对c扩十通透性均增加,但程度有差别。3.各时间点130dB次声暴露对海马细胞内ca2+浓度的影响比90dB次声作用效应更强。 本实验观察到,SHz,90dB/13odB次声作用所致海马细胞内ca2+浓度升高与其作用时间之间具有时效上的规律性,与其诱导海马细胞凋亡效应亦有时效上的密切相关性(实验结果见后);这种时效规律的一致性说明了神经元内C扩十浓度异常增高或超载在次声所致神经细胞结构和/或功能损伤中是一个关键因素。 实验二次声作用对大鼠海马RyRs和NMOARI表达的影响 材料与方法:应用免疫组织化学方法,分别观察SHz,90dB/130 dB次声作用不同时间点大鼠海马细胞内RyRs及NMDARI表达。 结果:SHz,90dB和1 30 dB次声作用一定时间对海马RyRs的表达均具有明显抑制效应,并且SHz,1 30dB次声作用对海马RyRs表达的抑制效应早于SHz,90dB次声作用,但在对海马RyRs表达抑制程度上,两者总体上无显著差别。无论90dB或1 3OdB次声作用各时间点各区域RyRs表达的变化与实验一中相应SPL次声作用相应时间点海马细胞内ca2+浓度变化均呈显著负相关(P<0.01或尸<0 .05)。 SHz,90dB次声作用对海马各区NMDARI表达的影响呈现非线性变化,14d组海马各区NMDARI表达至峰值。各区域各时间点NMDARI阳性表达的变化与实验一中90dB次声作用各时间点海马细胞内Ca2+浓度变化呈显著正相关(均尸<0.01)。SHz,13OdB次声作用对海马各区NMDARI表达的影响亦呈现非线性变化,14d组海马各区NMDARI表达降至最低点,但各时间点各区域NMDARI阳性表达变化与实验一中13odB次声作用后各时间点海马细胞内ca2+浓度变化均呈显著负相关(均P<0 .01)。第四军医大学博士学位论文 RyRs在海马学习记忆功能中至关重要,SHz,90dB或130dB次声作用可以通过干扰RyRs表达影响海马学习记忆功能;SHz,90dB次声作用14d组海马各区NMDARI高表达可致该时间点海马细胞内ca2+浓度异常增高,并参与该时间点海马细胞结构和功能损伤发生机制;SHz,1 30dB次声作用7d组、14d组和Zld组海马细胞内C扩十浓度显著增高,后者经一定途径可显著抑制相应时间点海马各区NMDARI表达,进而干扰海马学习记忆功能。 实验三次声作用对大鼠海马CaMKll磷酸化水平的影响 材料与方法:应用e翻Kll苏氨酸一256位点磷酸化(pT286一eaMKll)抗体,采用免疫组织化学染色方法,观察SHz,9OdB/130 dB次声作用不同时间点大鼠海马各区pT28“一caMKn磷酸化水平。 结果:SHz,90dB和1 30dB次声作用各时间点大鼠海马各区pT286一Ca入IKn磷酸化水平均呈普遍增高,其变化规律与相应次声SPL相应时间点C扩‘浓度变化均呈显著正相关(均尸<0.01或p<0.05)。 本实验中,次声作用致ca2+浓度增高并促发海马组织caMKH自身磷酸化水平增高,进一步可促进谷氨酸释放,介导c扩十浓度持续增高和损伤效应;另一方面,CaMKll磷酸化作用持续增强可能亦参与次声损伤后海马细胞结构和功能修复机制。第二部分 次声作用对大鼠海马PKA表达和CREB磷酸化水平的影响 材料与方法:采用免疫组织化学方法,观察SHz,90dB/130dB次声作用不同时间点大鼠海马PKA表达及CREB磷酸化水平。 结果:1.经SHz,90dB次声作用,大鼠海马CAI区各时间点PKA表达均上调,相应时间点p一CREB一1(Ser一1 33)磷酸化水平亦上调,两者之间的变化呈显著正相关。CA3区两者之间变化呈显著负相关。DG?