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目的:随着现代工业、交通的发展,噪声污染已被认为是世界7大公害之首。噪声对机体各个系统如神经、心血管、消化、内分泌等都有影响,特别对听觉系统具有特异性损伤。噪声性听觉损伤(noise induced heating loss,NIHL)的发病机制尚未完全明了,目前主要归纳为机械性、血管性和代谢性3个方面学说,三者相互联系、相互影响。在过去近半世纪里,国内外学者对NIHL的发病机制及防治进行了大量的研究工作,虽然取得了一定成绩,但并不尽人意。近10年来,随着研究的深入,发现噪声造成的耳蜗内环境改变所导致的一氧化氮生物活性变化也与听觉损伤的机制有关,许多生理学证据支持NO/cGMP途径调节耳蜗微循环,起到扩张微血管的作用。西地那非为一种有效的5型磷酸二酯酶(PDE5)抑制剂,而PDE5能够分解环鸟苷酸(cGMP)进而影响一氧化氮(NO)的合成。西地那非被广泛应用于治疗阴茎勃起功能障碍,同时,人们还研究并探讨了其在心血管系统、肺动脉、呼吸系统、视觉方面的影响。本文从宏观、显微和超微等方面通过观察西地那非作用前后豚鼠听脑干反应(ABR)及耳蜗毛细胞结构的变化,希望为临床治疗噪声性听觉损伤提供理论依据,并为扩展西地那非在临床方面的应用提供参考。
方法:采用听脑干反应、扫描电镜及光学显微镜分别观察西地那非腹腔注射前后豚鼠ABR值、Ⅰ波潜伏期(peaklatency PL)、耳蜗螺旋器毛细胞超微结构及外毛细胞损伤的情况。具体步骤如下:1 实验动物的选择:选择耳廓反射正常、耳镜检查排除中耳疾患的健康白色雄性豚鼠30只,体重250~300g。2 实验分组及处理:按原始体重由小至大编号后,随机分为正常组(NG)、致聋+生理盐水组(NNG)及致聋+Sildenafil组(NSG)三组,每组10只(20耳)。其中NG组10只豚鼠作为电镜及光镜观察的正常对照标本,无需任何处理;NNG,组:该组实验豚鼠在行白噪声暴露后1周,腹腔注射生理盐水4ml/kg.d,连续4周。将实验动物置于自制密闭隔音盒内,由听力计发出掩蔽白噪声(强度110dB),噪声暴露每天1.5小时,连续1周;NSG组:该组实验豚鼠在行白噪声暴露后1周,腹腔注射西地那非10mg/kg.d,噪声暴露同对照组,连续4周。3听脑干反应(ABR)测试:实验开始前1天,测试豚鼠听脑干反应,噪声暴露后1周及给予西地那非开始第1、2、4周分别测试ABR阈值及80dB HL下Ⅰ波潜伏期一次。听脑干反应测定,采用Keyponit型4通道脑干听觉诱发电位测试仪,测定豚鼠清醒状态下的听脑干反应。记录电极置于颅顶部,参考电极和接地电极分别置于同侧和对侧乳突部,观测所有波形,以Ⅲ波刚刚出现时的短声刺激强度的dB值作为ABR的阈值,并记录80dB HL下ABR Ⅰ波出现时的时间。4扫描电镜标本制作及观察:从3组中各选择5只豚鼠,取其左耳耳蜗作为观察对象。在每只豚鼠完成最后给药及ABR测试后(实验开始后5周)立即断头,迅速在解剖显微镜下取出听泡,刺破圆窗膜,取出镫骨,蜗尖钻孔,2.5%戊二醛固定液行蜗内灌注并固定,10%EDTA脱钙15天,4℃条件下在解剖显微镜下用分离针剥除耳蜗骨壳,再用2.5%戊二醛液固定4h,然后用0.1mol/L磷酸缓冲液中漂洗3次,每次10min,于1%锇酸中固定1h,再经乙醇梯度脱水和干燥,金属镀膜,用扫描电镜观察耳蜗螺旋器毛细胞的结构变化。5光镜标本制作及观察:断头处死后立即取出听泡,蜗尖钻孔,10%福尔马林溶液灌流并固定,按改良耳蜗基底膜硬铺片术铺片,光镜下以高倍视野(400×)为单位,从基底膜起始端起顺次记数20个视野内外毛细胞数,计算外毛细胞损伤率。6 应用SAS 6.12版统计分析软件进行分析处理。数据采用(-x±s)表示,数据比较采用t检验、单因素方差分析及x 2检验,p<0.05认为差异有显著性。
结果:1ABR阈值及Ⅰ波潜伏期改变。受试豚鼠经110dB白噪声连续暴露1周后给予药物干预,观察其ABR阈值及潜伏期的改变,发现NG组无明显听觉损伤,NNG组和NSG组均有听觉损伤,表现为ABR阈值升高及Ⅰ波潜伏期延长,其中以NNG最为明显,NSG组较轻。经统计学比较,给予药物干预后的第1周、2周、4周,NSG组ABR阈值及潜伏期与NNG组相比,均有非常显著性差异(P<0.05),均有不同程度的降低或缩短。2 扫描电镜观察:NG组豚鼠耳蜗螺旋器内、外毛细胞形态正常、界限清楚、排列整齐、偶有缺失。NNG组豚鼠耳蜗内毛细胞(inner hair cells,IHCs)及3排外毛细胞(outer hair cells,OHCs)损伤严重,可见听毛紊乱、融合及缺失,毛细胞表面有团状物,缺失毛细胞为支持细胞填充。NSG组豚鼠耳蜗损伤相对较轻,内外毛细胞形态结构基本趋于正常,听毛仅有轻微倾倒及融合现象,与正常对照组豚鼠耳蜗差异不大。3 光镜观察:经药物干预4周后,NG组外毛细胞未见明显缺失,NSG组和NNG组较NG组外毛细胞数均有显著缺失(P<0.05),但NSG组外毛细胞缺失率与NNG组比较无显著性差异(P>0.05)。
结论:通过本实验发现西地那非能够促进噪声刺激导致的早期耳蜗毛细胞损伤的恢复、能够降低噪声所致ABR阈值的升高及缩短Ⅰ波潜伏期,但不能使坏死毛细胞再生。可见西地那非对噪声性听觉损伤有一定的治疗作用,可能是通过NO/cGMP途径;另外本研究也为扩展西地那非在改善耳蜗微循环方面的应用提供参考。