鎂對大鼠噪聲性聽力損失的防護(hù)作用

鄢開勝，崔萬明，邱小雯，秦玉紅

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉科，遼寧大連 116011)

鎂對大鼠噪聲性聽力損失的防護(hù)作用

鄢開勝，崔萬明，邱小雯，秦玉紅

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉科，遼寧大連 116011)

目的 觀察鎂對大鼠噪聲性聽力損失的防護(hù)作用。方法 雄性SD大鼠24只隨機(jī)分成3組，分別為低鎂組100 mg/kg，適量鎂組507 mg/kg及高鎂組1 000 mg/kg，采用對喂法(pair-fed)喂養(yǎng)鎂含量不同的人工半合成飼料，20 d后將大鼠暴露于強(qiáng)度為105 dB SPL，中心頻率為4 kHz的倍頻程噪聲3 h后，檢查其聽性腦干反應(yīng)(auditory brainstem response，ABR)和畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射(distortion product otoacoustic emissions，DPOAE)。結(jié)果 ABR閾移低鎂組為14.2 ±1.7，適量鎂組為24.3 ±3.1，高鎂組為4.6 ±1.7，3 組間閾移值差異有顯著性意義(P＜0.05)，3組 DPOAE 在噪聲暴露前后幅值改變分別為低鎂組19.0±3.8～20.0±4.5 dB，適量鎂組12.0±3.0～14.5±3.5 dB，高鎂組3.5±0.8～4.0±1.0 dB，3組間幅值改變差異有顯著性意義(P＜0.05)。結(jié)論 適量鎂能降低大鼠對噪聲暴露后的敏感性，對噪聲性聽力損失有防護(hù)作用。

噪聲性聾;鎂;大鼠

噪聲可引起耳蝸的缺血缺氧，長期接觸噪聲可引起噪聲性聽力下降。鎂對缺血缺氧性腦損傷有保護(hù)作用［1］，鎂對噪聲的損害作用是否有防護(hù)作用還不確定。本實(shí)驗(yàn)通過檢測膳食鎂含量不同的大鼠在噪聲暴露后的ABR和DPOAE，來探討鎂對噪聲損害的防護(hù)作用。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選用耳廓反射靈敏的健康雄性SD大鼠24只(由大連醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心提供)，體重均為100 g左右，均用電耳鏡及ABR 檢測以排除中耳及聽力學(xué)異常。隨機(jī)分為 3組，每組 8只，采用對喂法(pair-fed)喂養(yǎng)鎂含量不同的人工半合成飼料［2-3］，分組情況見表 1。

表1 3組大鼠飼料中鎂含量Tab 1 The different dietary Magnesium of each group

人工半合成飼料(見AIN-93 purified diets for lab)的成分組成及其鎂含量見表2，每個(gè)成分的鎂含量均經(jīng)過火焰原子吸收光譜法測量。

表2 人工半合成飼料的各成分組成及其鎂含量Tab 2 The man-made dietary composition and its Magnesium content

3組飼料除鎂含量不同外，其他各種成分均一致。3組大鼠均自由飲用含氯化鈉0.14 g/L的去離子水溶液。

1.2 方 法

將大鼠按照上述方法喂養(yǎng)20 d后置于通風(fēng)良好的暴露箱內(nèi)進(jìn)行噪聲刺激。噪聲由噪聲發(fā)生器(B＆k 1405)產(chǎn)生，經(jīng)功率放大器(FJG6001)后，輸入揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器置于箱內(nèi)側(cè)壁和頂壁，噪聲中心頻率為4 kHz的倍頻程噪聲，強(qiáng)度為105 dB SPL，刺激時(shí)間為3 h。

1.3 檢測指標(biāo)

所有大鼠在暴露噪聲前和暴露噪聲后24 h進(jìn)行聽力學(xué)檢測。

采用10%水合氯醛0.3 mL/100g作腹腔注射麻醉，在隔音的電屏蔽室內(nèi)行ABR測試(美國Nicolet公司spiritTM誘發(fā)電位儀)。記錄電極置于雙側(cè)外耳道連線的顱頂正中皮下，參考電極置于記錄側(cè)耳垂，公共電極置于鼻尖部皮下。刺激聲為0.10 ms交替短聲(click)，帶通濾波100～3 000 Hz，掃描時(shí)間10 ms，刺激聲重復(fù)率11次/s，疊加300次，極間電阻＜5 kΩ。以ABRⅢ波來判定反應(yīng)閾閾值。

DPOAE測試采用otodynamic公司生產(chǎn)的ILO92型耳聲發(fā)射儀，測試DPOAE時(shí)將其探頭插入被測大鼠外耳道內(nèi)，盡量對合嚴(yán)密。運(yùn)行探頭校準(zhǔn)程序，確認(rèn)探頭放置良好后開始測試。兩初始純音頻率比為 f2/f1=1.22，f2分別為 1、2、4 和 6 kHz，初始音強(qiáng)度L1=65 dB SPL，L2=55 dB SPL，疊加 150次，DPOAE的幅值以大于本底噪聲3 dB作測出反應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，記錄各頻率2f1-f2處的DPOAE幅值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 ABRⅢ波反應(yīng)閾

3組大鼠的ABRⅢ波反應(yīng)閾閾移見表3。3組之間的組間差異具有顯著性意義(P＜0.05)。

2.2 DPOAE 在 f2為 1、2、4、6 kHz時(shí)2f1-f2的幅值

噪聲暴露前后3組大鼠的DPOAE幅值出現(xiàn)差異，在測試的各個(gè)頻率上低鎂組的差異值范圍是19.0±3.8 ～20.0 ±4.5 dB，適量鎂組是 12.0 ±3.0 ～14.5 ±3.5 dB，而高鎂組是 3.5 ±0.8 ～4.0 ±1.0 dB，低鎂組和適量鎂組暴露前后的差異具有顯著性意義(P＜0.05)，而高鎂組暴露前后無明顯差異(P＞0.05)。比較各組間暴露前后DPOAE幅值的改變，3組之間差異具有顯著性意義(P＜0.05)，見圖1。

3 討 論

噪聲危害已成為當(dāng)今世界各國主要的危害之一，噪聲性耳聾的發(fā)病率也居高不下，噪聲性耳聾的防治已成為各國學(xué)者關(guān)注和研究的重要課題。謀求增加受噪者自身潛在的抗擊噪聲危害的能力和減低對人耳最有害噪聲刺激，從而進(jìn)行預(yù)防是各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

表3 3組大鼠噪聲暴露前后發(fā)生的ABRⅢ波反應(yīng)閾閾移Tab 3 The threshold shift of ABRⅢ wave in rats after noise exposure (dB SPL，±s)

表3 3組大鼠噪聲暴露前后發(fā)生的ABRⅢ波反應(yīng)閾閾移Tab 3 The threshold shift of ABRⅢ wave in rats after noise exposure (dB SPL，±s)

1)與適量鎂組和高鎂組比較，P＜0.05;2)與高鎂組比較，P＜0.05

ABR噪聲暴露前 噪聲暴露后 閾移適量鎂組 8 32.7 ±2.1 46.9 ±1.9 14.2 ±1.72)組別 例數(shù)(只) 閾值(dB SPL)33.8 ±2.6 38.4 ±1.5 4.6 ±1.7低鎂組 8 34.3 ±2.9 58.6 ±3.1 24.3 ±3.11)高鎂組8

圖1 3組大鼠噪聲暴露前后發(fā)生的DPOAE的幅值改變Fig 1 The DPOAE amplitude change of each group after noise exposure

本研究發(fā)現(xiàn)，大鼠膳食中鎂含量不同時(shí)，穩(wěn)態(tài)噪聲對其聽力的損害結(jié)果不一樣。無論是ABR還是DPOAE結(jié)果均顯示低鎂組聽力受損較高鎂組明顯。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，大鼠在喂養(yǎng)不同鎂含量膳食后聽力并不受影響。這說明膳食中鎂含量的下降并不能損傷聽力，但是能增加大鼠對噪聲的敏感性。

已有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)噪聲可引起內(nèi)耳血管收縮，導(dǎo)致內(nèi)耳微循環(huán)改變，還可引起耳蝸核和大腦皮層不同區(qū)域的血流減少，引起組織缺血和缺氧［4-5］。Puel等［6-8］觀察到在缺血、缺氧、噪聲刺激等條件下，表現(xiàn)為興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸在耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞與傳入神經(jīng)間的突觸中過度堆積，產(chǎn)生興奮性毒性，導(dǎo)致內(nèi)毛細(xì)胞及其后突觸、傳入神經(jīng)纖維空泡形成、腫脹、變性。研究表明，谷氨酸的神經(jīng)毒性作用主要是因突觸后膜上的谷氨酸類受體被過度激活所致，AMPA受體及KA受體與鈉通道耦合，過度激活A(yù)MPA受體及KA受體引起Na+大量內(nèi)流，Cl-被動(dòng)內(nèi)流，滲透壓失衡，細(xì)胞外液進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞腫脹，細(xì)胞膜破裂，最終可導(dǎo)致細(xì)胞死亡;過量Glu過度激活突觸后膜NMDA受體，Ca2+通道病理性開放，引起大量Ca2+內(nèi)流;通過AMPA/KA受體耦合通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Na+增加，使膜持續(xù)去極化，啟動(dòng)電壓依賴性Ca2+通道開放，Ca2+內(nèi)流增加，代謝庫中的Ca2+也釋放，細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載，加重對內(nèi)耳的損害。

在體內(nèi)，鎂離子對聲損傷的保護(hù)性作用可能與以下機(jī)制有關(guān):(1)鎂離子是鈣離子的天然拮抗劑［9-10］。鎂調(diào)節(jié)細(xì)胞膜對鈣攝入，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣的濃度，并可與鈣競爭蛋白激酶上的結(jié)合位點(diǎn)，從而影響鈣介導(dǎo)的介質(zhì)釋放。(2)細(xì)胞內(nèi)鎂離子被認(rèn)為是一種內(nèi)源性的NMDA受體拮抗劑［10］。它以電壓依賴方式通過阻斷NMDA偶聯(lián)的離子通道，防止Na+、Ca2+內(nèi)流，K+外流。谷氨酸和鎂都可調(diào)節(jié)NMDA受體的活性，如果谷氨酸增加或者鎂濃度下降，NMDA受體的活性上升;如果鎂濃度增高，谷氨酸下降，NMDA受體的活性就下降。NMDA受體激活后，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的通道開放。(3)鎂離子能維持細(xì)胞膜的通透性。有實(shí)驗(yàn)證明缺鎂增加細(xì)胞膜滲透性。細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)成分改變，鎂、鉀減少，而鈣、鈉增加。細(xì)胞內(nèi)離子濃度的變化既增加離子轉(zhuǎn)運(yùn)率又增加耗能。加之，噪聲刺激也能增加耗能，致使能量耗竭，毛細(xì)胞損傷［12-13］。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明缺鎂增加噪聲造成的聽力損失，適當(dāng)補(bǔ)充鎂能對這種損害起防護(hù)作用。但是本實(shí)驗(yàn)的樣本量較小，在大樣本是否存在這一趨勢，有待于適當(dāng)增大樣本數(shù)來進(jìn)一步認(rèn)證。怎樣在暴露噪聲時(shí)給予鎂預(yù)防和治療聽力損失，暴露噪聲后耳蝸毛細(xì)胞有哪些微觀改變，以及聽力損失后給予鎂治療是否可恢復(fù)病變的毛細(xì)胞功能，這些問題也都有待進(jìn)一步研究探討。

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Preventive effects of Magnesium on noise-induced hearing loss in rats

YAN Kai-sheng，CUI Wan-ming，QIU Xiao-wen，QIN Yu-hong
(Department of Otolaryngology，the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University，Dalian116011，China)

［Abstract］ObjectiveTo investigate the preventive effects of magnesium on noise-induced hearing loss in rats.MethodsTwenty-four Sprague Dawley male rats were divided into three groups，8 each and fed with man-made dietary.The rates in the first group were fed Mg deficient diet(100 Mg mg/kg diet)，in the second group were fed Mg adequate diet(507 Mg mg/kg diet)，while in the third group fed Mg excess diet(1000 Mg mg/kg diet).After 20 days adaptation to pair-fed，a acoustic trauma experiment was carried on.All rats were exposed to octave band noise with a central frequency of 4 kHz，105 dB SPL，for 3 h.Auditory brainstem response(ABR)，distortion product otoacoustic emissions(DPOAE)was recorded.ResultsComparing the ABR threshold，the change of DPOAE of the third group with those of the first group and the second group after exposing to noise，the difference between them were all significant statistically.ConclusionMg deficiency could increase the susceptibility of rats to noise damage.

［Key words］noise-induced hearing loss;Magnesium;rat

R764.43

A

1671-7295(2013)02-0127-03

鄢開勝，崔萬明，邱小雯，等.鎂對大鼠噪聲性聽力損失的防護(hù)作用［J］.大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35(2):127 -129，153.

10.11724/jdmu.2013.02.07

鄢開勝(1973-)，男，湖北黃梅人，主治醫(yī)師。E-mail:yks2001@hotmail.com

秦玉紅，主任醫(yī)師。E-mail:dryuhong@sina.com

2012-12-25;

2013-01-28)