锰(Mn)是人体必需微量元素,是某些正常细胞动态平衡金属酶的必需辅酶。然而,长期吸入较高浓度的锰烟尘可引起中毒,出现帕金森病(PD)样临床表现。磁共振成像(MRI)和氢质子磁共振波谱(1H-MRS)研究发现,锰暴露工人苍白球锰蓄积明显,丘脑及其邻近基底核GABA-感兴趣区(VOI)γ-氨基丁酸(GABA)水平明显升高。锰暴露可改变动物纹状体及其所在基底核的GABA浓度改变,改变脑内GAD、GABA-T活性及GABA受体与转运载体的mRNA及蛋白表达。我室的较早系列研究显示,对氨基水杨酸钠(PAS-Na)有促排锰作用,可使染锰4周的大鼠轻度受损的神经细胞病理改变恢复正常,PAS-Na对锰致海马神经元损害有拮抗作用。广西医科大学纪淑琴等率先在临床上应用PAS-Na治疗锰中毒患者取得较好疗效(临床表现基本恢复正常或改善、尿锰排泄增加、不良反应较少等),贵州、江西、包头、上海和重庆也有类似的临床报道。但是,PAS-Na防治锰中毒机制尚未清楚。因此,本研究旨在探讨PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠GABA能神经元损伤是否有拮抗作用,以期为锰中毒防治提供科学依据。目的：探讨PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠生长发育、学习记忆、基底核超微结构、GABA能神经递质及其有关代谢过程的影响。材料与方法：1.动物分组及处理：雄性SD大鼠适应性喂养1周后,①短期实验：随机分为染锰组、低、高剂量PAS-Na (L-、H-PAS)治疗组和正常对照组(对照组),共4组。观察期为7周(染锰4周+PAS治疗3周)或10周(染锰4周+PAS治疗6周),每期每组15只大鼠(后同)。染锰、PAS治疗组腹腔注射(ip) MnCl2·4H2015mg/kg,对照组ip等容量生理盐水,每日1次,每周5天,连续4周。然后,PAS治疗组大鼠背部皮下注射(sc)PAS-Na100或200mg/kg,其余组背部sc等容量生理盐水,每日1次,连续3周或6周。②亚慢性实验：随机分为对照、染锰、PAS-Na预防性干预(预防组)和低、中、高剂量PAS-Na (L-、M-、H-PAS)治疗组,观察期为4、8、12、18周。给染锰、预防、PAS治疗组ip MnCl2·4H2015mg/kg,对照组ip等容量生理盐水,每日1次,每周5天,连续4、8、12周,其中预防组在染锰的同时,每天背部sc PAS-Na200mg/kg(每周3天),连续8、12周。然后,给L-、M-、H-PAS治疗组分别sc PAS-Na100、200、300mg/kg,其余组背部sc等容量生理盐水,每日1次,连续6周。2.实验指标测定：①生长发育指标检测：每周末称动物体重1次；实验结束时,处死动物,取心、肝、脾、肺、肾、睾丸等脏器,并称其重量,算其脏体比；②学习记忆能力检测：实验结束前1周,每组10只动物进行Morris水迷宫实验以测试其学习记忆能力改变；③基底核超微结构观察：实验结束时,每组取5只动物进行2%多聚甲醛、2.5%戊二醛混合固定液经心脏内灌注固定,后分离基底核,进行透射电镜观察基底核超微结构改变；④GABA能神经递质改变检测：实验结束时,每组取10只动物,处死动物,取基底核迅速于液氮速冻,并于-80℃冰箱保存,高效液相色谱荧光检测法检测GABA、Glu、Gln、Gly氨基酸类神经递质含量,高效液相色谱法及荧光分光光度计法检测其GAD与GABA-T活性；实时荧光定量PCR(RT-PCR)与蛋白免疫印迹(WB)检测GABA转运载体(GAT-1)及GABA受体(GABAAR) mRNA与蛋白表达。结果：1. PAS-Na对锰暴露大鼠生长发育的影响(1)锰暴露第一至第四周、第八周、第十周,大鼠体重比对照组轻,差异具统计学意义；预防组大鼠在第一致第三周较染锰组重,差异具统计学意义。(2)观察期4周,染锰组脾脏与睾丸脏体比比对照组大,差异具统计学意义；观察期8周,染锰组脾脏脏体比比对照组大,差异具统计学意义；观察期12周,染锰组脾脏与肝脏脏体比比对着组大,预防组脾脏与肝脏脏体比比染锰组小,差异均具统计学意义；观察期18周,L-与H-PAS组肝脏脏体比比染锰组小,脾脏脏体比比染锰组大,差异均具统计学意义。2. PAS-Na对锰暴露大鼠学习记忆能力的影响(1)学习能力的影响：在观察期4、10、12、18周,染锰组大鼠的逃避潜伏期和或游泳路程均比对照长。锰暴露4或12周后,给予PAS-Na为期6周的治疗,各治疗剂量组均可恢复锰暴露所延长了的逃避潜伏期及游泳路程。(2)记忆能力的影响：观察期7周,染锰大鼠平台所在象限时间或路程除总时间或路程均比对照组长；高-PAS组平台所在象限时间或路程除总时间或路程均比染锰组短。观察期8周,平台所在象限时间或路程除总时间或路程染锰组与对照比较减少,PAS-Na预防组与染锰组比较增多。3. PAS-Na对锰暴露大鼠基底核超微结构的影响：短期或亚慢性锰暴露可损伤大鼠脑基底核的神经元、神经毡及星形胶质细胞,使得其神经元出现变性、凋亡及坏死等现象,神经元树突、轴突终末肿胀,星形胶质细胞增生、凋亡退变,且随染锰期限的延长,其损伤越发严重；此外,即使终止染锰这些损伤仍在继续,且随时间的延长而越发严重。与锰中毒病人的临床表现相一致。PAS-Na对染锰大鼠所致的基底核改变都有一定的拮抗作用,会使得神经元变性、凋亡、坏死现象得到好转,突触间隙重变清晰,但对于染锰12周大鼠的基底核改变,改善作用不是特别明显。4. PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响(1)短期及亚慢性锰暴露对大鼠基底核GABA能神经递质的影响：观察期4周,Glu、Gln与GABA含量,GAD活性及GABAAR mRNA表达均升高。观察期7周,Gly含量减少,GABAAR蛋白表达升高；观察期10周,Glu、Gln与Gly含量,GABAAR与GAT-1mRNA表达均降低。观察期8周,Glu/GABA比值及GABAAR mRNA表达均降低。观察期12周,GABA-T活性及GABAAR蛋白表达升高；观察期18周,基底核Glu、Gln、与GABA含量及GABAAR mRNA表达均降低,而GAD与GABA-T活性及GAT-1mRNA表达均升高。(2)PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的预防或治疗效果：①治疗效果观察：观察期10周,L-PAS与H-PAS组的Glu、Gln含量及GAT-1mRNA表达与H-PAS组Gly含量比染锰组升高；观察期18周,M-PAS及H-PAS组的GAD活性与H-PAS组的GABA-T活性及GAT-1mRNA表达降低。②预防效果观察：观察期8周,预防组的Glu/GABA比值与GABAAR mRNA表达比染锰组升高；观察期12周,预防组的GABAAR蛋白表达比染锰组降低。结论：(1)短期及亚慢性锰暴露使大鼠生长发育迟缓,体重增加较少,脾脏、睾丸及肝脏脏器系数增加,提示锰具生长发育及器官整体毒性,PAS-Na对锰所致的生长发育及器官整体毒性具一定拮抗作用。(2)短期及亚慢性锰暴露均可影响大鼠的学习能力,其记忆功能的改变仅出现在亚慢性的锰暴露。PAS-Na治疗或预防均可拮抗锰暴露所致的学习及记忆功能改变。(3)短期及亚慢性锰暴露均可对大鼠基底核超微结构产生影响,PAS-Na预防和/或治疗对其病理改变具有一定的拮抗作用,使其改变得到一定的恢复,表现为早期治疗效果较佳,且预防效果优于治疗效果。(4)短期及亚慢性锰暴露对大鼠基底核Glu、Gln、Gly与GABA含量,GAD与GABA-T活性,GABAAR mRNA与蛋白表达及GAT-1mRNA表达均有影响。PAS-Na预防及治疗对不同期限锰暴露所致的以上改变均有一定的拮抗作用,PAS-Na对亚慢性锰暴露致GABAAR mRNA或蛋白表达改变有预防性干预作用,对锰致大鼠基底核Glu、Gln及Gly含量、GAD活性与GAT-1mRNA表达改变有治疗性干预作用。