睡眠是大脑的高级功能,充足的睡眠是健康的基本条件,是机体复原、整合和巩固记忆的重要环节,是健康不可缺少的组成部分。睡眠剥夺(sleep deprivation, SD)是研究睡眠障碍性疾病的重要实验方法,指限制研究对象的睡眠时间至正常需要量以下。SD作为一种强烈的应激原,可对机体造成多方面的影响。SD可影响学习、记忆能力,可引起生理功能变化和行为异常,可引起中枢神经递质系统的紊乱以及激素水平的异常。SD可影响机体多个系统功能,对心血管系统影响主要表现在：可升高血压,兴奋交感神经,扰乱内分泌及代谢变化,增加炎症介质释放等。睡眠障碍可促使心血管疾病危险因素发生和(或)发展。在流行病学调查和病例对照研究中发现,自诉睡眠时间缩短和睡眠障碍的患者心血管病发病率增加。也时常有因过劳、睡眠不足引起猝死的报道。SD又分为完全睡眠剥夺(total sleep deprivation, TSD)和部分睡眠剥夺(partial sleep deprivation, PSD)。PSD是指在特定时间出现的睡眠缺失或整个睡眠过程中某些睡眠时相的特异性减少,从而使总睡眠时间减少。PSD与现实生活中常见的睡眠障碍形式非常接近,所以PSD的研究结果更具有应用价值。本研究通过建立PSD大鼠模型,并观察PSD对大鼠体质量、心电活动、炎症及生化指标、血管内皮功能及心肌组织超显微结构的影响,从而为SD促使冠心病发生和(或)发展的机制提供更多线索。本课题主要分为两个部分：一、PSD大鼠模型的制备与评估。根据国内外的相关研究资料,PSD大鼠模型的建立有多种方法,其中将实验大鼠单独放入水深1.5cm塑料盒(有铁丝网盖住顶部,大鼠不能逃脱且可以自由进食饮水)内制造PSD大鼠模型的方法简单、易行,且操作简便。并利用强迫负5%自身体质量力竭游泳时间评估PSD大鼠模型。二、模型建立后,探讨PSD对大鼠体质量、心电活动、炎症及生化指标、血管内皮功能及心肌组织超显微结构的影响。观察PSD对大鼠体质量、体表心电图动态变化,并通过血清相关检验评价短期PSD是否产生炎症反应以及对血糖和血脂代谢、血管内皮功能、心肌组织超显微结构的影响。为PSD是否引起心电变化及心肌细胞损伤提供更多证据。第一节部分睡眠剥夺大鼠模型的制备与评估目的：制备PSD大鼠模型及模型的评估。方法：6w雄性Sprague-Dawley大鼠18只,适应性饲养8w至体质量380g-450g,将大鼠随机分为实验组和对照组,每组均为9只(n=9)。具体方法为每日12：00将实验组大鼠单独放入水深1.5cm塑料盒(有铁丝网盖住顶部,大鼠不能逃脱且可以自由进食饮水)内。于次日8：00将其取出,放入干燥笼子内,让其休息,并提供足够食物与水,当日12：00再次放入上述塑料盒内,每日PSD 20h,连续10d。对照组大鼠不给予任何干预措施。于PSD前一天、PSD后1d、PSD后3d、PSD后5d、PSD后7d、PSD后9d 8：00将大鼠放在水深50cm、水温24±2℃的游泳桶中负5%自身体质量重物行1次力竭游泳,并记录时间(从大鼠接触水面开始计时,至大鼠鼻尖沉没于水面下10s结束)。结果：随PSD时间延长,实验组大鼠负重力竭游泳时间逐渐降低,对照组无明显变化。实验组PSD后5d (P=0.013)、PSD后7d (P=0.001)、PSD后9d(P=0.001)负重力竭游泳时间与PSD前比较存在统计学差异。PSD后1d(t=-3.703, P=0.002)、PSD后3d (t=-5.124, P=0.000)、PSD后5d(t=-4.274,P=0.001)、PSD后7d(t=-6.192, P=0.000)、PSD后9d(t=-8.154,P=0.000)两组比较存在统计学差异。结论：在室温22～26℃,相对湿度65%,明暗交替12h的条件下,将大鼠单独放入水深1.5cm塑料盒(有铁丝网盖住顶部,大鼠不能逃脱且可以自由进食饮水)内,每日持续20h,连续10d,可制备PSD大鼠模型。在水深50cm,水温24±2℃,用负重(负5%自身体质量重物)力竭游泳时间评估PSD大鼠模型可行。第二节部分睡眠剥夺对大鼠体质量、心电活动、炎症及生化指标、血管内皮功能及心肌组织超显微结构的影响实验一：PSD对大鼠体质量的影响。目的：观察PSD对体质量的动态变化。方法：6w雄性Sprague-Dawley大鼠18只,适应性饲养8w至体质量380g-450g,将大鼠随机分为实验组和对照组,每组均为9只(n=9)。具体方法为每日12：00将实验组大鼠单独放入水深1.5cm塑料盒(有铁丝网盖住顶部,大鼠不能逃脱且可以自由进食饮水)内。于次日8：00将其取出,放入干燥笼子内,让其休息,并提供足够食物与水,当日12：00再次放入上述塑料盒内,每日PSD 20h,连续10d。对照组大鼠不给予任何干预。于PSD前、PSD后1d、PSD后4d、PSD后7d、PSD后10d 8：00进行体质量测量。结果：实验组：与PSD前比较,PSD后1d(P=0.043)、PSD后4d(P=0.000)、PSD后7d (P=0.000)、PSD后10d(P=0.000)体质量逐渐减轻并存在统计学差异。对照组：与PSD前比较,PSD后1d (P=0.003)、PSD后4d(P=0.001)、PSD后7d (P=0.000)、PSD后10d(P=0.000)体质量逐渐增加并存在统计学差异。PSD后4d (t=-4.347, P=0.000)、PSD后7d (t=-4.765, P=0.000)、PSD后10d(t=-5.336,P=0.000)两组比较存在统计学差异。结论：PSD可使大鼠体质量降低。实验二：PSD对大鼠心电活动的影响。目的：观察PSD对大鼠体表心电图(surface electrocardiogram, S-ECG)的影响。方法：建立PSD大鼠模型同“实验一”。于PSD前一天、PSD后1d、PSD后4d、PSD后7d、PSD后10d 8：00进行S-ECG检查。检查前用3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,取仰卧位固定后,将三个电极分别插入左下肢、右下肢、右上肢皮下,描记标准肢体Ⅱ导联体表心电图,通过专用软件对数据进行记录及分析。分析指标为：RR间期、心率(heart rate, HR)、P波时限、P波振幅、PR间期、QRS波群时限、T波振幅、ST段高度、QT间期、校正QT间期(QTc间期,QTc间期=QT间期／(?))、QT离散度(QT dispersion, QTd, QTd=QTmax间期-QTmin间期)、校正QT间期离散度(corrected QT dispersion, QTcd, QTcd=QTcmax间期-QTcmin间期)。结果：实验组S-ECG数据发生明显改变：与PSD前比较,实验组PSD后lOd QRS波群增宽(P=0.012),QT间期(P=0.000)、QTc间期(P=0.001)延长,QTd (P=0.020)、QTcd (P=0.030)增加,P波振幅(P=0.021)增高,ST段(P=0.003)压低。于PSD后10d,实验组大鼠出现室性期前收缩。结论：PSD对心电活动产生明显影响,并使心电活动趋于不稳定,甚至导致室性心律失常的发生。实验三：PSD对炎症及生化指标的影响。目的：观察PSD对大鼠血清葡萄糖、总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、肌酸激酶(creatin kinase, CK)、肌酸激酶-MB同工酶(creatin kinase-MB, CK-MB)、超敏C反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein, Hs-CRP)的影响,了解部分睡眠剥夺对大鼠血糖、血脂代谢影响以及炎症指标的影响。方法：建立PSD大鼠模型同“实验一”。于PSD后10d,两组大鼠禁食24h,3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后腹主动脉取血,离心后获取上清血清,采用雅培AEROSET C8000全自动血液生化测定仪检测血清葡萄糖、TC、TG、HDL-C、LDL-C、CK、CK-MB;采用西门子BN prospec特定蛋白分析仪检测Hs-CRP.结果：与对照组比较,实验组血葡萄糖降低(t=-2.974, P=0.009), TG降低(t=--2.934,P=0.01)。余TC、LDL-C、CK、CK-MB变化无统计学意义。Hs-CRP浓度变化无差异。结论：短期PSD可能不会引起应激性炎症反应,但可消耗机体能量,使葡萄糖、脂肪及蛋白质分解增加。实验四：PSD对血管内皮功能的影响及心肌组织超显微结构的改变。目的：观察PSD对血管内皮相关指标的影响及观察其对心肌超显微结构产生的改变。方法：用“实验三”的方法获取上清血清后,用ELISA法检测血管性血友病因子(von Willebrand factor, vWf)、内皮素-1(endothelin-1,ET-1)、E-选择素浓度；比色法检测一氧化氮(nitric oxide, NO)浓度。采血完成后,马上打开大鼠胸腔,暴露并游离心脏,切除小块心肌组织后迅速固定、脱水、包埋、切片、染色后,于电子显微镜下观察并采集照片。结果：两组vWf、ET-1、E-选择素、NO浓度无明显变化。电子显微镜下观察发现PSD对心肌组织造成损伤。结论：PSD可对心肌组织造成损伤。但PSD对健康大鼠的血管内皮功能的影响尚缺乏证据。