低頻電刺激對不同動物血內激素水平的影響

俞發(fā)榮，寧曉希，俞文 ，謝明仁，連秀珍，李登樓，張詩爽

(甘肅政法學院 甘肅省證據(jù)科學技術研究與應用重點實驗室，蘭州 730070)

社會環(huán)境因素對人類行為生理和健康影響的研究，是目前生命科學與人口健康研究的重要課題之一。隨著社會的高速發(fā)展，工作和生活節(jié)奏不斷加快，時代對人類的要求也愈來愈高，人類將更多地處于應激之中，應激對人類的危害也將不斷加劇。機體在遭遇緊急情況時，如恐懼、驚嚇、焦慮、創(chuàng)傷或失血等情況，交感神經活動加強，去甲腎上腺素(noradrenaline，NA)、腎上腺素(adrenaline，A)的分泌量大大增加。NA、A 作用于中樞神經系統(tǒng)細胞膜受體，激活腺苷酸環(huán)化酶，將三磷酸腺苷(ATP)催化生成環(huán)-磷酸腺苷(cAMP)，cAMP 激活蛋白激酶A(PKA)，使蛋白質磷酸化，產生細胞反應，從而提高機體的興奮性，使機體處于警覺狀態(tài)，反應靈敏，以適應在應急情況下的需要，或使機體發(fā)?。?］，甚至猝死［2］。內皮素(endothelin，ET)是調節(jié)心血管功能的重要因子，對維持基礎血管張力與心血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)起重要作用。內皮素是迄今為止發(fā)現(xiàn)的作用最強的縮血管物質。并且縮血管升血壓效應還可反射性引起心率抑制，造成心肌供血不足、代謝紊亂，內皮素(ET)與去甲腎上腺素是引起猝死的關鍵因素，在應激損傷過程中具有至關重要的作用。

本文給予中國樹鼩、Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠低頻電刺激，觀察相同刺激對不同種類動物應激反應的程度，探索NA、ET 在應激損傷中的作用，為法醫(yī)病理學研究和應激損傷案例分析提供參考資料。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物

中國樹鼩(滇西亞種，Tupaia belangeri chinensis［3］)，90 只，雄性，體重120 ～125 g，購于中國科學院昆明動物研究所【SCXK(滇)K2013-0003】。SPF級Wistar 大鼠，90 只，雄性，體重200 ～210 g。SPF級BALB/c 小鼠，90 只，雄性，體重20 ～22 g，大、小鼠均購于甘肅省中醫(yī)學院科研實驗中心【SCXK(甘)2011-0001】。

1.1.2 試劑

利血平:批號:130406，廣東邦民制藥廠有限公司生產;去甲腎上腺素(NA)、內皮素(ET)放免檢測試劑盒，北京北免東雅生物技術研究所生產。

1.1.3 儀器

GC-1200 γ 計數(shù)放免儀:美國Picker 公司制造;Dossy-2H 多通路生理參數(shù)采集存儲儀:購于成都達碩生物科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物分組

選取中國樹鼩、SPF 級Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠各90 只。中國樹鼩在實驗室飼育籠(250 cm ×150 cm × 150 cm 連接50 cm × 30 cm × 20 cm 休息室)內飼養(yǎng)，每籠5 只;Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠在獨立通氣籠(individual ventilated cages，IVC)內飼養(yǎng)，自由飲水進食，人工光照12 h。實驗室溫度18～22℃，IVC 內溫度(22± 0.2)℃，濕度55% ～65%，適應7 d。每種動物按體重隨機各分為3 組，每組30 只。電刺激組(給予脈沖直流電刺激［4］)。利血平組(各組在飲水中加入利血平2mg/100mL，次日給予電刺激，刺激條件同電刺激組)。

1.2.2 動物實驗、標本采集和檢測

實驗前，每只動物均剃去左側前、后肢體毛各約1.0 mm×1.0 mm，實驗時，將Dossy-2H 多通路生理參數(shù)采集存儲儀皮膚電極片(面積0.7 mm × 0.7 mm)粘貼于去毛處，外用尼龍帶扎緊。對照組和實驗組分別在實驗(電刺激)后12、24、36 h 各取10 只動物(各組采血前禁食6 h，不禁水)，用乙醚吸入麻醉，從心臟采血1 mL，3000 r/min 離心10 min，分離血清，凍存待測。全部血清用GC-1200 γ 計數(shù)放免儀檢測NA、ET 水平。

1.3 統(tǒng)計學分析

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 軟件進行統(tǒng)計學處理。低頻電刺激對動物血激素水平的影響用百分比表示，組間差異采用單因素方差分析，用均數(shù)±標準差(±s)表示，以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 低頻電刺激對中國樹鼩血激素水平的影響

電刺激后12、24、36 h 檢測，電刺激組中國樹鼩血內皮素(ET)水平比對照組分別升高了79.84%、77.03%、69.52%(P ＜0.01);利血平組(先給予利血平，再給予相同的低頻電刺激)中國樹鼩血ET 水平比電刺激組分別降低了35.19%、35.38%、33.80%(P＜0.01);電刺激組中國樹鼩血NA 水平比對照組分別升高了72.51%、64.99%、60.48%(P ＜0.01)，利血平組中國樹鼩血NA 水平比電刺激組分別降低了65.38%、59.56%、52.60%(P ＜0.01)。見圖1。

2.2 低頻電刺激對Wistar 大鼠血激素水平的影響

電刺激后12、24、36 h 檢測，電刺激組Wistar 大鼠內皮素(ET)水平比對照組分別升高了68.05%、47.30%、24.28%(P ＜0.01);利血平組Wistar 大鼠血ET 水平比電刺激組分別降低了32.54%、26.85%、14.28%(P ＜0.05 ～0.01);電刺激組Wistar 大鼠血NA 水平比對照組分別升高了66.12%、53.62%、44.39%(P ＜0.01)，利血平組Wistar 大鼠血NA 水平比電刺激組分別降低了69.84%、65.10%、60.38%(P ＜0.01)。見圖2。

圖1 低頻電刺激對中國樹鼩血激素水平的影響Fig．1 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the Chinese tree shrews．

圖2 低頻電刺激對Wistar 大鼠血激素水平的影響Fig．2 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the Wistar rats

2.3 低頻電刺激對BALB/c 小鼠血激素水平的影響

電刺激后12、24、36 h 檢測，電刺激組BALB/c小鼠血內皮素(ET)水平比對照組分別升高了67.39%、62.57%、55.59% (P ＜0.01);利血平組BALB/c 小鼠血ET 水平比電刺激組分別降低了20.44%、17.82%、19.27%(P ＜0.05 ～0.01);電刺激組BALB/c 小鼠血NA 水平比對照組分別升高了27.58%、21.72%、14.83% (P ＜0.05)，利血平組BALB/c 小鼠血NA 水平比電刺激組分別降低了17.25%、24.18%、16.04%。見圖3。

圖3 低頻電刺激對BALB/c 小鼠血激素水平的影響Fig．3 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the BALB/c mice

3 討論

為了探索社會環(huán)境壓力對人們身心健康的影響，很多學者對相關的動物模型進行了長期的研究，發(fā)現(xiàn)慢性環(huán)境刺激使中國樹鼩血象［5］、血激素水平［6］、生殖系統(tǒng)［7］發(fā)生病理性變化。慢性束縛應激能引起大鼠學習記憶能力降低［8］、腸功能紊亂［9］，熱刺激造成小鼠肝臟、十二指腸和空腸嚴重損傷［10］。反復電刺激清醒狀態(tài)下大鼠上矢狀竇［11］，大鼠出現(xiàn)抑郁的行為。旋轉刺激能引起大鼠血促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic hormone)、促腎上腺皮質素釋放激素(corticotropin releasing hormone)水平升高［12］，激發(fā)腎上腺皮質激素的釋放，增進抵抗力。高濃度的NA 加速內皮細胞合成并釋放內皮素(ET)和血小板活化因子(platelet-activating factor)［13］。升高的ET 不僅本身有強烈的縮血管作用，而且增強NA 的縮血管作用［14］。睪酮(testosterone)水平下降［15］，可使大鼠血管內皮受損，ET 釋放增加［16］。NA、ET 的過度分泌，在引起血管收縮的同時加劇血小板的激活并釋放血栓素(thromboxane)，活化的血小板因子(PAF)又可進一步促進內皮細胞釋放ET，PAF 加速血小板集聚，引起心、腦血管痙攣和血栓形成，造成機體損傷、發(fā)病甚至猝死。本文實驗結果顯示，給予中國樹鼩、Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠電刺激后，各組動物血NA、ET 水平均顯著升高(均P ＜0.01)。給予利血平后再給予相同的電刺激后12 h 測定，各組動物NA、ET 水平比電刺激組明顯降低(P ＜0.05 ～0.01)，其中ET 降低程度依次為中國樹鼩(35.38%)＞Wistar 大鼠(32.54%)＞BALB/c 小鼠(20.44%)。實驗結果表明，在應激反應中，因應激原種類、動物種屬、性別、生理狀態(tài)、應激狀態(tài)的不同而有所差異;社會環(huán)境刺激能顯著增加機體(人、動物)血液中NA、ET 水平;NA、ET 參與高血壓、心臟病乃至猝死的病理過程;利血平能阻礙體內NA 的合成和釋放，使交感－腎上腺髓質軸和下丘腦—垂體—性腺軸的興奮降低，緩解了機體對應激損傷的反應，對機體有保護作用。

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