不同劑量慢性染氟對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶行為的影響期工程

摘要: 目的:探討不同劑量慢性染氟對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響。方法:選用Wistar大鼠46只,隨機(jī)分為對(duì)照組、低氟組、高氟組3組,分別飲用自來水(對(duì)照組) ,100 mg/ L(低氟組) ,200 mg/ L(高氟組)的氟化鈉溶液,5個(gè)月后用Y—迷宮實(shí)驗(yàn)觀察慢性氟中毒對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶行為的影響。結(jié)果:與對(duì)照組大鼠Y—迷宮實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)所需次數(shù)(58183±25112)相比,低氟組(73195±9177)和高氟組(77137±8169)的大鼠學(xué)會(huì)所需次數(shù)明顯增加( P< 0105) ,且隨染氟劑量的增加學(xué)會(huì)所需次數(shù)亦增加,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P> 0105) 。結(jié)論:提示慢性氟中毒對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力有顯著的影響。

 

關(guān)鍵詞: 氟中毒;學(xué)習(xí)記憶; Y—迷宮,氟(fluorine , F)是維持人體生命所必需的微量元素,長(zhǎng)期高氟攝入對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生一定的危害,但關(guān)于氟對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶功能的影響研究報(bào)道較少。為了進(jìn)一步明確氟對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶功能的確切影響,本實(shí)驗(yàn)首先通過大鼠長(zhǎng)期自飲不同濃度的氟化鈉溶液(100 mg/ L和200 mg/ L) ,觀測(cè)慢性氟中毒對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的變化。為進(jìn)一步探討慢性氟中毒對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)影響的機(jī)理研究提供確切資料。

 

材料和方法

 

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和分組

選用6周齡的Wistar大鼠,體重(25±3)g ,由天津市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。共46只隨機(jī)分為3組,即對(duì)照組(n= 6) ;低氟組( n= 21) ,自由飲100 mg/L的氟化鈉溶液;高氟組(n= 19) , 自由飲200 mg/L的氟化鈉溶液,飼養(yǎng)期為5個(gè)月。

 

2 主要試劑和儀器

氟化鈉試劑(天津市化學(xué)試劑三廠) 、MAZE型三等分輻射迷宮(Y -迷宮) (張家港市生物醫(yī)學(xué)儀器廠) 。

 

3 測(cè)定指標(biāo)和方法

Y -迷宮實(shí)驗(yàn)即將大鼠放入迷宮適應(yīng)60 s后打開光源(有光處無電刺激,無光處有電刺激) ,待其進(jìn)入有光處開始計(jì)時(shí),60 s 后切換光源。每次切換光源使大鼠學(xué)習(xí)1次,每天每只大鼠如此切換20次,連續(xù)4 d ,其中連續(xù)9次直接從無光處跑到有光處者為學(xué)會(huì)。記錄大鼠達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)所需的次數(shù)即學(xué)會(huì)次數(shù)。

 

4 統(tǒng)計(jì)方法

采用sp ss11 . 0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各組大鼠的Y -迷宮實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)次數(shù)進(jìn)行單因素方差(o ne way ANOVA)分析。

 

結(jié)   果

在Y -迷宮實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)照組大鼠對(duì)光電刺激均反應(yīng)敏感,達(dá)到安全區(qū)潛伏期短,達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)所用的次數(shù)明顯少。但與對(duì)照組相比,不同劑量染氟組大鼠對(duì)光電刺激的反應(yīng)明顯遲鈍,達(dá)到安全區(qū)潛伏期較長(zhǎng)。為了更準(zhǔn)確反映染氟對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶功能的影響,本研究加大了染氟大鼠Y -迷宮的檢測(cè)例數(shù),結(jié)果顯示(見表1) ,低氟組和高氟組與對(duì)照組比學(xué)會(huì)次數(shù)明顯增多( P< 0105) ,且隨染氟劑量的增加學(xué)會(huì)所需次數(shù)亦增加,但尚無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異( P> 0105) 。說明氟中毒能顯著降低大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

 

表1 實(shí)驗(yàn)大鼠迷宮實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)次數(shù)比較( …x ±s)

組別 動(dòng)物數(shù)( n) 學(xué)會(huì)次數(shù)

對(duì)照組 6 58. 83 ±25. 12

100mg/ L氟化鈉組 21 73. 95 ±9. 773

200mg/ L氟化鈉組 19 77. 37 ±8. 693    注: 3與對(duì)照組比較, P< 0. 05

 

討   論

學(xué)習(xí)和記憶是人和大多數(shù)動(dòng)物賴以生存的必不可少的重要神經(jīng)功能,也是神經(jīng)系統(tǒng)所具有的基本功能之一,屬于腦的高級(jí)功能。因此,氟中毒導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的損傷會(huì)引起學(xué)習(xí)記憶的改變。Y -迷宮實(shí)驗(yàn)實(shí)際上就是利用大鼠喜暗的習(xí)性,通過電刺激使大鼠獲得一種操作式條件反射,大鼠達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)所需的訓(xùn)練次數(shù)也就反映出了它們學(xué)習(xí)記憶的能力。在本實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn),染氟組與對(duì)照組相比,學(xué)會(huì)次數(shù)明顯增加;而且隨著染氟濃度的增大,其學(xué)會(huì)次數(shù)也在增加,表明,氟中毒對(duì)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力有明顯的損傷作用。這與孫增榮等人的報(bào)道一致。氟是一種原生質(zhì)毒物,氟離子可以通過血細(xì)胞或其他組織的細(xì)胞壁和原生質(zhì)結(jié)合,進(jìn)而影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正�；顒�(dòng)。孫增榮等通過對(duì)長(zhǎng)期飲高氟水的小鼠大腦海馬組織超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)小鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)纖維、神經(jīng)突觸及血腦屏障受到顯著損傷。而正常情況下,腦組織的氟含量遠(yuǎn)低于其他軟組織,但有實(shí)驗(yàn)表明隨著氟染毒劑量的增加,腦組織中的氟含量也逐漸增加,所以多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氟可以通過血腦屏障進(jìn)入腦組織,同時(shí)又反過來損傷血腦屏障。

 

長(zhǎng)期過量攝入氟可引起動(dòng)物大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下區(qū)脫髓鞘和小腦蒲金野氏細(xì)胞數(shù)目減少,電鏡下可見神經(jīng)細(xì)胞中線粒體腫大,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,突觸數(shù)目減少,而且線粒體嵴斷裂或消失,這些損傷可能導(dǎo)致神經(jīng)元的聯(lián)系減少及突觸功能異常,繼而影響到大腦的功能。然而,大腦皮質(zhì)、小腦、海馬都是腦組織內(nèi)參與學(xué)習(xí)記憶的重要結(jié)構(gòu)。它們結(jié)構(gòu)功能的改變或損傷必定對(duì)學(xué)習(xí)記憶能力帶來影響,從而使大鼠在宏觀行為上表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶等高級(jí)神經(jīng)行為受損。

 

當(dāng)然,氟中毒影響動(dòng)物高級(jí)神經(jīng)行為的機(jī)制十分復(fù)雜,已有學(xué)者認(rèn)為氟對(duì)機(jī)體的損傷并不是單一的結(jié)果,氟中毒除機(jī)體內(nèi)含氟量增高外,還存在酶、維生素及微量元素等多種生化指標(biāo)的改變,值得我們進(jìn)一步研究。