推拉動作對大鼠記憶功能的影響

　摘要 　目的:探討推拉動作后再進行高G值暴露對大鼠記憶功能的影響。方法:24只雄性

SD大鼠隨機分為對照組、+ 10 Gz組和推拉組3組,每組8只。記錄處理后不同時間大鼠記憶功能的變化。結果:推拉組避暗實驗的錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后較對照組顯著增加〔6 h分別為(3. 3±1. 0) 、(2. 3±0. 6) s、vs (0. 0±0. 0) 、(0. 0±0. 0) s ;6 d分別為(0. 3±0. 5) 、(1. 3±0. 9)s、vs(0. 3±0. 5) 、(0. 1±0. 2)s , ( P< 0. 01)〕,較+ 10 Gz組也顯著增加;潛伏期在暴露后則較對照組顯著縮短( P< 0. 01) 。推拉組迷宮實驗的正確率在暴露后即刻為(82. 5±4. 6) % ,2 d為(75. 0±16. 0) % ,分別較對照組的(92. 5±4. 6) %、(100. 0±0. 0) %顯著降低( P< 0. 01) 。反應時在暴露后即刻為(33. 6±12. 9)s , 2 d為(67. 4±32. 9) s , 與對照組及+ 10 Gz組相比較則顯著延長(P< 0. 01) 。結論:推拉動作后再進行+ 10 Gz暴露3 min可導致大鼠嚴重的持續(xù)性記憶功能障礙。

關鍵詞: 　加速度, 　推拉動作, 　推拉效應, 　記憶

　　近年來資料顯示,由于戰(zhàn)斗機機動性能的不斷提高以及空戰(zhàn)中攻擊性動作的需要,推拉動作(push- pull maneuver , PPM)在實際飛行中出現(xiàn)機會逐漸增多〔1～3〕它可以導致飛行員的+ Gz耐力下降,比單純+ Gz作用更易發(fā)生意識喪失,這一現(xiàn)象稱為推拉效應(push - pull effect , PPE)。20世紀90年代以來,發(fā)現(xiàn)一些致死性的A級飛行事故與推拉效應有關。這對飛行安全構成了嚴重威脅。因此,推拉效應逐漸為人們所重視,近年來成為航空醫(yī)學加速度生理領域新的研究熱點。以往的研究表明,高G值暴露可引起大鼠腦缺血、缺氧等,從而導致學習記憶能力降低,推拉運作可使其后的高G值暴露中腦血流量降低更甚,因此,學習記憶能力降低也可能更甚,但目前關于推拉動作后學習記憶功能的改變尚未見報道。本研究旨在探討推拉動作后再進行高G值暴露對大鼠記憶功能的影響。

1　對象和方法

1.1　實驗動物及分組 　　 雄性SD大鼠24只(本校實驗動物中心提供) ,體重(185±10)g ,領回后先飼養(yǎng)1周并使其適應實驗環(huán)境,排除驚嚇、環(huán)境等因素對大鼠記憶和行為的影響。將大鼠隨機分為對照組、+10 Gz組和推拉組3個組,每組8只動物。

1.2　實驗方法

1.2.1　 　動物暴露方法 　采用半徑為2m的動物離心機模擬+ Gz ,大鼠水平固定于離心機的轉臂上,大鼠頭部朝向離心機旋轉軸心。推拉組先進行- 1 Gz暴露1 min ,隨即進行+ 10 Gz暴露,峰值作用時間為3 min。+ 10 Gz組只進行+ 10 Gz暴露,峰值作用時間也為3 min ,加速度增長率均為1 G·s- 1。對照組僅放置于有機玻璃盒中3 min ,但不進行+ Gz暴露。

1.2.2　避暗實驗

以大鼠在明箱中停留的時間超過5 min為學會。學會后記錄在5 min內(nèi)大鼠的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期。學習及記憶測量的時機同Y -型迷宮實驗。

1.2.3　Y -型迷宮實驗以動物連續(xù)10次中有9次(90 %)反應正確定為學會標準。24 h后進行+ Gz暴露,然后于暴露結束后的即刻、6 h、1 d、2 d、4 d和6 d觀察大鼠正確率和完成這10次檢測所需的反應時的改變,每次實驗進行10次檢測。實驗時間為每天上午8 :00～12 :00 (6 h點在暴露當天的下午3 :00～5 :00) ,在同一環(huán)境相似的條件下進行。1.3　統(tǒng)計學處理　所有數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標準差表示,

采用“SPSS 10. 0 FOR WINDOWS”進行隨機單位組方

差分析,兩組間比較用t 檢驗。

2　結果

2.1　各組大鼠避暗實驗的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期的變化　由表1可見,對照組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間隨著測量次數(shù)的增加與基礎值相比無顯著改變; + 10 Gz組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間僅在暴露后6h時較基礎值顯著增加( P< 0. 01) ,較對照組大鼠也有顯著性差異( P< 0. 01) ;推拉組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后6 h及6 d時均較基礎值顯著增加( P< 0. 01) ,同時還較對照組和+ 10 Gz組大鼠顯著增加( P< 0. 01) 。對照組大鼠潛伏期隨著測量次數(shù)的增加較基礎值沒有顯著性改變; + 10 Gz組大鼠潛伏期在暴露后沒有顯著改變,各時間點較對照組均無顯著差異;推拉組大鼠潛伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d時較基礎值顯著縮短( P< 0. 01) ,較對照組和+ 10 Gz組也顯著縮短( P< 0. 01) 。

2.2　各組大鼠迷宮實驗的正確率和反應時的變化對照組大鼠正確率隨著測量次數(shù)的增加較基礎值先降低后升高( P< 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時較基礎值顯著降低( P< 0. 01) ,各時間點較對照組大鼠均無顯著性差異;推拉組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時較基礎值均顯著降低( P< 0. 01) ,較對照組也顯著降低( P< 0. 01) 。對照組大鼠反應時隨著測量次數(shù)的增加較基礎值逐漸縮短( P< 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠反應時在暴露后即

刻與2 d時較基礎值顯著延長( P< 0. 05) ,較對照組顯著延長( P< 0. 01) ;推拉組大鼠反應時在暴露后即刻、2 d及4 d時較基礎值均顯著延長( P< 0. 05) ,同時還較對照組及+ 10 Gz組顯著延長( P< 0. 05,P< 0. 01,) 。

3　討論

　　近年來,戰(zhàn)斗機在機動飛行中做推拉動作有增加的趨勢。據(jù)報道,美國1982～1996年機毀或人亡嚴重G - LOC事故中,12. 5 %事故前很大可能存在推拉動作,29 %有可能存在推拉動作,特技飛行員經(jīng)歷的G - LOC中有47 %明顯與推拉效應 有關。過去考慮人對- Gz 的耐力低,飛機上又沒有專用的抗荷裝備,因此要求飛行員應盡量回避做- Gz動作。現(xiàn)代戰(zhàn)術上要求戰(zhàn)斗機以快速動作奇襲對方,同時為了減少雷達發(fā)現(xiàn)機會,因此推拉動作在實際飛行中是經(jīng)常發(fā)生的。學習與記憶是動物和人類賴以生存所不可缺的重要腦功能,是相互聯(lián)系的神經(jīng)過程,是神經(jīng)系統(tǒng)活動的外在表現(xiàn),可以反映神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。對人類來說,它又是進行智力活動的基礎,學習是指新行為(經(jīng)驗)的獲得和發(fā)展,而通過學習獲得經(jīng)驗的保持和再現(xiàn),這就是記憶。Y -迷宮實驗是用來檢測大鼠視覺及空間位置判斷識別能力的一種方法。本實驗結果表明, + 10 Gz 組大鼠僅在暴露后即刻和2 d時反應時較對照組顯著延長,而在其它時間點與對照組及自身暴露前相比則沒有顯著性差異。從+ Gz暴露后1 d時開始,推拉組大鼠反應時較+ 10 Gz組及對照組顯著延長,而正確率較+ 10 Gz組及對照組顯著降低,直到4 d時還未恢復正常,提示推拉動作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠的記憶能力明顯的持續(xù)性的降低,在2 d時這

種降低最顯著。

　　在避暗實驗中,推拉組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間在暴露后6 h及6 d時較對照組和+ 10 Gz組顯著增多,潛伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d時較對照組和+ 10 Gz組顯著縮短;而+ 10 Gz組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間僅在暴露后6 h時較對照組顯著增多,潛伏期與對照組相比沒有顯著性差異。說明推拉效應加重了+ Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。大量的離心機試驗證實,推拉動作可使其后的+ Gz耐力下降,心率變慢,動脈血壓、基礎阻抗、和總外周阻力反射調(diào)節(jié)均下降,每搏量增加等。分析其原因,可能是在- 1 Gz時,血液向頭部慣性移位,急劇升高的頸動脈血壓引起頸動脈竇、主動脈弓壓力感受器強烈的神經(jīng)反射,使心迷走中樞活動增強,交感中樞抑制,產(chǎn)生心動徐緩,心輸出量大量減少,總外周阻力降低的效應,導致心水平血壓降低。- 1 Gz 結束后,上述效應并不能立即消退,因此在隨后+ 10 Gz作用時,頭水平血壓比沒有預

先- 1 Gz 作用時降低更嚴重。同時由于心迷走中樞活動仍較強,交感中樞仍處于抑制狀態(tài),使頸動脈竇區(qū)壓力感受器對這時低血壓的反射性反應受影響。- 1 Gz不但使隨后+ 10 Gz時的頭水平血壓更加下降,而且損害了人體對+ Gz的代償反應,致使+ 10 Gz時心血管功能的恢復比- 1 Gz時顯著變差,從而使得大鼠腦組織的缺血缺氧更加嚴重,甚至導致腦組織神經(jīng)元缺血性改變等。

　　總之,本研究表明, + 10 Gz 暴露3 min可引起大鼠暫時性記憶功能障礙,而推拉動作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠產(chǎn)生持續(xù)性的、嚴重的記憶功能障礙,說明推拉效應加重了+ Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。