主堡丛塑匿堂皇壶氢匡匡堂苤查!!!垒生!!旦筮望鲞筮i塑曼生!』盟!坐坚!i鱼旦zE!尘坚坠型:Q!!!坠竺;!!垒:∑!!:垄:盟!:i・367・.论著高压氧治疗对急性一氧化碳中毒大鼠行为学和脑组织抗氧化能力的影响李蓉岳荣【摘要J迪力达尔李娅薛莉谢小萍暴军香李金声王文岚目的探讨高压氧对急性一氧化碳(c0)中毒大鼠行为学变化和脑组织抗氧化能力的影响。方法66只sD大鼠按照随机数字表法分为对照组、cO组和高压氧(HBO)组。通过旷场实验和高架十字迷宫实验观察大鼠行为学变化,通过分光光度法分别测定各组大鼠脑组织总超氧化物歧化酶(T.SOD)、铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果c0组大鼠在旷场实验中15min内区路程[(134±87)em]与对照组[(33±31)cm]和高压氧治疗组[(22±21)cm]相比,均显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);区停留时间[(26±13)S]与对照组[(7±7)s]和HBO组[(4±3)S]相比,均显著延长,差异有统计学意义(P<0.05)。CO组在高架十字迷宫中5min内开臂滞留时间[(30.46±17.33)s]和开臂路程[(14.91±10.59)cm]与对照组[(66.07±27.68)S]和[(32.58±7.95)am]相比明显缩短,差异有统计学意义(P<0.05),与HBO组[(76.21±32.05)S]和[(35.29±20.64)cm]相比明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。CO中毒组脑组织的T.SOD和CuZnSOD均显著低于对照组和HBO组(P<0.05),CO中毒组脑组织MDA含量明显升高(P<0.05),HBO治疗后脑组织MDA含量降低(P<0.05)。结论HBO治疗可改善由CO中毒所致的行为学异常。急性CO中毒后抗氧化能力降低,而给予HBO治疗后,脑组织的抗氧化能力显著提高。【关键词】急性一氧化碳中毒;高压氧;氧化应激;抗氧化能力;行为学基金项目:国家自然科学基金(81101466);陕西省科学技术研究发展计划项目(2011K14-07—12)EffectsofhyperbaricoxygenoncognitivefunctionandantioxidantcapacityofthebrainsintheratsLiRong+,YneRong,DiliDaer,LiYa,XueLi,XieXiaoping,+TeachingwithacutecarbonmonoxidepoisoningBaoJunxiang,LiJinsheng,WangWenlan.Office,AeronauticalHygiene,AeronauticalMedicalDepartment,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xian710032,ChinaCorrespondingauthor:WangWenlan,Email:ypwl821@fmmu.edu.cnTo【Abstract】0bjectivethebrainsintheratswithmaleratsacuteexploretheeffectsofHBOoncognitivefunctionandantioxidantcapacityofSixty—sixSprague—Dawley(SD)carbonmonoxide(CO)poisoning.Methodswererandomlydividedinto3groups:thenormalcontrolgroup,theCOintoxicationgroupandthecrossHBOgroup.Openfieldtestandelevatedmazewereusedforthemonitoringofthechangesinbehavioralactivity.ThelevelsofT—SOD.CuZnSODactivityandMDAcontentinthebraintissuesofvariousgroupsweredetectedbyspectrophotometry.ResultsHBOtheAscomparedwiththoseofthecontrolzonegroup[(33±31)cm]andthegroup[(22±21)cm],thegroup(134±87)emdistancecoveredinthecentralwaswithin15minutesintheopenfieldtestbybenoted,whenCOsignificantlylonger,andstatisticalsignificancecouldzonecomparisonsweremadebetweenthem(P<0.05).ThedurationofstayinthecentralfortheCOgroupandtheHBOcontrolgroup(26±13)Swassignificantlyprolonged,whencomparedwiththoseofthecontrolwithstatisticalgroup(7±7)Softhegroup(4±3)S,alsosignificance(P<0.05).ComparedandtheHBOwiththose(66.07±27.68)Sand(32.58土7.95)cmgroup(76.21±32.05)Sand(35.29±DOI:10.3760/crna.j.issn.1009—6906.2016.05.010作者单位:710032西安,第四军医大学航空航天医学系航空航天卫生学教研室(李蓉、李娅、薛莉、谢小萍、暴军香、李金声、王文岚);维吾尔自治区人民医院高压氧科(岳荣、迪力达尔)通信作者:王文岚,电子信箱:ypwl821@fmmu.edu.cn万方数据20.64)am,theopentimestay(30.46±17.33)Sandopentimedistance(14.91±10.59)cmwereobviouslyshortened,alsowithstatisticalgroupweresignificance(P<0.05).T—SODactivityandCuZnSODactivityintheCOallsignificantlylowerthanthoseofthecontrolgroupandtheHBOgroup(P<0.05).MDAlevelfortheratsoftheCOgroupwassignificantlyincreased。whilethelevelofHBOgroupwasdecreased(P<HBOtherapycouldimprove0.05).ConclusionstheabnormalbehavioroftheantioxidantcapacityoftheratsinducedbyacuteCOantioxidantpoisoning:AcuteCOintoxicationcoulddecreasetherats,butthecapacitycouldobviouslybeimprovedfollowingHBOtherapy.【Keywords】Acutecarbonmonoxidepoisoning;Hyperbaricoxygen;Oxidativestress;Antioxidantcapacity;CognitivefunctionFundProgram:FoundationProgram:NationalNaturalScienceFoundationofChina(81101466);ScienceandTechnologyResearchandDevelopmentProgram,ShanxiProvince(2011K14—07—12).急性一氧化碳(CO)中毒脑损伤的发生与自由基损伤和氧化应激关系密切。1。3J。人体内存在一套完备的抗氧化防御系统,可以分为酶性和非酶性两部分H。5j。酶性主要有超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD),各种过氧化物酶,如三、急性一氧化碳中毒大鼠模型的建立参照文献№o复制急性CO中毒大鼠模型。四、HBO治疗方案使用DWC450—1150型动物实验高压氧舱进行HBO治疗。动物进舱后,以纯氧连续洗舱10min,谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase用20rain加压至0.25MPa(2.5ATA),在高压下停留60min后用20min减至常压,动物出舱。HBOenzyme,GSH—PX),过氧化氢酶(catalase,CAT)和其他血红素蛋白过氧化物酶等。5J。但机体自身的抗氧化系统在病理情况下不足以清除缺血缺氧所产生的自由基HJ,从而导致脂质过氧化,氧化终产物为丙二醛(malondialdehyde,MDA)。基于以上,本组于染毒后立即给予HBO治疗,前3d每日2次,后4d每日1次,共7d。五、高架十字迷宫将sD大鼠从格面向闭合臂放入迷宫,记录5min内活动情况;2只前爪进入开臂才算进入开研究采用急性CO中毒大鼠模型,观察高压氧(hyperbaricoxygen,HBO)对急性CO中毒大鼠行为臂,记录开臂滞留时间,距开放臂的距离,开臂进入次数。用行为轨迹分析系统分析数据。六、旷场实验学和脑组织抗氧化能力的影响,探讨HBO保护急性CO中毒脑损伤的抗氧化机制。材料与方法旷场实验装置由旷场反应箱和数据自动采集和记录系统两部分组成。实验室背景噪音控制在65一、实验动物及分组雄性健康SD大鼠66只,鼠龄8周,体质量(200±20)g,由第四军医大学实验动物中心提供(实验室动物号为:)。将66只大鼠按照随机数字表法分为对照组、CO组和HBO组,对照组6只,CO组和HBO组各30只。其中CO组和HBO组又各分为1、3、7、14和21d组5个亚组,每组6只。所有动物均dB以下。实验动物放人箱内底面中心,同时进行摄像和计时。观察15rain后停止摄像,记录总路程,平均速度,运动距离,格停留时间。七、大鼠脑组织抗氧化能力测定1.样品处理:将已定量的组织(100mg)按1:9比例加入0.9%氯化钠冷溶液,在冰浴中制成组织匀浆液,离心10min(22.T.SOD、CuZnooor/min)后,取上清液待测。在相同条件下饲养。二、仪器与试剂1.仪器:ELx808型酶标仪(美国Biotech公司),722型分光光度计(上海第三分析仪器厂),DWC450—1SOD和MDA活性测定:分别参照T.SOD、CuZnSOD和MDA检测试剂盒说明书检测和计算。八、统计学处理数据以均数±标准差(元±s)表示,运用SPSS17.0进行统计分析,组间采用单因素方差分析进行显著性检验,两两比较采用LSD—t检验。检验标准理=0.05,以P<0.05表示差异有统计学意义。150型动物实验高压氧舱(上海七。一所杨园医用氧舱厂)等。2.试剂:T.SOD、CuZnSOD和MDA检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)等。万方数据结果一、T—SOD检测结果脑组织T-SOD活性,CO组各时间点(1、3、7、14、21d)与对照组相比明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),给予HBO治疗后,3、7、14、21d时间点明显较CO组升高,差异有统计学意义(P<0.05),而HBO1d与CO1d对比差异无统计学意义(尸>0.05),见表1。二、CuZnSOD检测结果脑组织CuZnSOD活性,CO组各时间点(1、3、7、14、21d)与对照组相比明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),给予HBO治疗后,7、14、21d时间点明显较CO组升高,差异有统计学意义(P<0.05),HBO1d和3d组分别与CO1d、3d组对比差异无统计学意义(P>0.05),见表l。三、MDA检测结果脑组织MDA含量,CO组3、7和14d与对照组对应时间点对比明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),给予HBO治疗后,3、7和14d时间点明显较CO组降低,差异有统计学意义(P<0.05),而HBO1d和21d组分别与CO1d、21d对比差异无统计学意义(P>0.05),见表1。表1各组大鼠脑组织T-SOD、CuZnSOD、MDA活性的比较(凡=6,元±s)注:CO组为一氧化碳染霉组;HBO组为高压氧治疗组;T—SOD为总超氧化物歧化酶,CuZnSOD为铜、锌超氧化物歧化酶,MDA为丙二醛。与对照组比较8P<0.05;与CO组比较6P<0.05四、旷场实验结果1.总体活动情况CO组在旷场实验中15min内总路程(3540±592)em,与对照组(2271±551)cm相比明显增加,万方数据差异有统计学意义(P<0.05),给予HBO治疗后,其15min内总路程(2866±795)em与CO组比较差异有统计学意义(P<0.05)。CO组平均速度(4.3±0.5)em/s,与对照组(2.5±0.6)em/s和HBO组(3.2±0.9)cm/s相比明显加快,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。2.区活动情况CO组在15min内区路程(134±87)cm,与对照组(33±31)em和HBO组(22±21)em相比明显增加,差异有统计学意义(P<0。05)。CO组区停留时间(26±13)s,与对照组(7±7)s和HBO组(4±3)S相比明显增加,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。表23组大鼠旷场实验结果(元±s)注:CO组为一氧化碳染毒组;HBO组为高压氧治疗组;与对照组比较8P<0.05;与CO组比较6P<O.05五、高架迷宫实验结果CO组的开臂滞留时间(30.46±17.33)S与对照组(66.07±27.68)S相比明显缩短,差异有统计学意义(P<0.05),开臂路程(14.91±10.59)em,与对照组(32.58±7.95)cm相比明显减少,差异有统计学意义(P<0.05),开臂进入次数(9±2)次,与对照组(16±5)次相比明显减少,差异有统计学意义(P<0.05)。给予HBO治疗后,开臂滞留时间(76.21±32.05)s,显著大于CO组,差异有统计学意义(P<0.05),开臂路程(35.29±20.64)em,显著大于CO组差异有统计学意义(P<0.05),开臂进入次数(22±7)次,显著大于CO组,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。表33组大鼠高架迷宫实验结果(元±s)注:CO组为一氧化碳染毒组;HBO组为高压氧治疗组;与对照组比较8P<0.05;与CO组比较6P<0.05讨论HBO治疗是急性CO中毒最经典、最有效的治疗方法。建立急性CO中毒大鼠模型后,通过旷场实验,观察到CO组的总路程、平均速度、区路程和区停留时间较对照组显著升高,给予HBO治疗后,其总路程,平均速度、区路程和区停留时间较CO组显著降低。旷场实验设计的原理是基于大鼠的趋避性,即大鼠畏惧开阔、未知、可能存在潜在危险的场所,因而其有“贴墙”活动的天性o7。。旷场实验中对趋避性的研究可帮助研究者判断其行为学的改变悼o。趋避性是以大鼠在旷场周边区活动的总时间来评价的旧J。周边活动的总时间等于旷场活动总时间与区活动时间的差值。CO后其趋避性明显较对照组降低,给予HBO治疗后,其趋避性明显改善。高架十字迷宫的设计原理是面对开臂大鼠会有好奇心理去探索,但其又有嗜暗的天性,会主动靠近闭臂旧1。本实验通过观察其进入开臂的次数、开臂路程、开臂滞留时间来判断其活跃程度。CO后其进入开臂次数、开臂滞留时间、开臂路程较对照组明显减少,其活跃性降低,给予HBO治疗后,其进入开臂次数、开臂滞留时间、开臂路程较CO组明显增加,其活跃性增强。结合旷场实验和高架十字迷宫实验,且笔者在之前的研究中通过Morris水迷宫实验观察到HBO治疗可明显改善CO中毒所致的大鼠空间学习能力下降,笔者认为:HBO治疗可以显著改善CO后SD大鼠的行为学能力。本研究在利用上述模型观察行为学指标的基础上,进一步观察HBO治疗后大鼠脑组织T—SOD活性、CuZnSOD活性和MDA含量变化,探讨HBO对急性CO中毒大鼠脑组织抗氧化能力的影响。CO组脑组织的T—SOD活性和CuZnSOD活性较对照组显著降低。CO中毒造成组织损伤的主要机制是氧化应激H0|。氧化应激导致大量ROS的产生,SOD作为主要的抗氧化酶会大量消耗,因此笔者推测CO组脑组织的T—SOD活性和CuZnSOD活性较对照组显著降低,是由于SOD的大量消耗。有研究报道Keapl—Nrf2一ARE(Kelch—likeECH—associatedprotein1一nuclearfactor—erythroid2p45一relatedfactor2-antioxidantresponseelement)通路是机体重要的抗氧化通路,在氧化应激时,该通路下游的超氧化物歧化酶1(SODl),超氧化物歧化酶2万方数据(SOD2)mRNA的表达均会增加‘1卜12J,SODl基因编码CuZnSOD¨“,SOD2基因编码MnSOD。经过HBO治疗后,其脑组织的T-SOD活性和CuZnSOD活性较CO组显著升高,笔者推测可能与Keapl.Nrf2.ARE通路的激活这一代偿机制有关,对于这一推测,目前笔者正在做进一步研究。本研究发现CO组MDA含量较对照组明显升高,提示CO组的脂质过氧化强于对照组。急性CO中毒后,如上所述,ROS大量产生,从而促进了脂质过氧化。给予HBO治疗后,其MDA的含量明显较CO组降低。笔者推测可能是HBO治疗后,机体SOD活性升高,而且笔者在之前的研究中观察到CO中毒大鼠经过HBO治疗后,其脑组织的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性显著升高,由于这些抗氧化酶活性的升高,对抗自由基,从而减轻了脂质过氧化。HBO治疗过程中虽然可增加组织内氧自由基的生成,但其同时可以提高CO后脑组织T—SOD和CuZnSOD等抗氧化酶的活性,降低MDA的含量,从而提高脑组织的抗氧化能力,改善行为学异常。参考文献[1]AkyolS,ErdoganS,IdizN,eta1.Theroleofreactiveoxygenspeciesandoxidativestressincarbonmonoxidetoxicity:anin~depthanalysis[J].RedoxRep,2014,19(5):180—189.DOI:10.1179/1351000214Y.OOooO00094.[2]WangP,ZengT,ZhangCL,eta1.Lipidperoxidationwasinvolvedinthememoryimpairmentofcarbonmonoxide—induceddelayedneurondamage[J].NeurochemRes,2009,34(7):1293-1298.DOI:10.1007/s11064一008—9908—1.[3]ZhangJ,PiantadosiCA.Mitochondfialoxidativestressaftercarbonmonoxidehypoxiaintheratbrain[J].JClinInvest,1992,90(4):1193—1199.DOI:10.1172/JClll5980.[4]ValkoM,LeibfritzD,MoncolJ,eta1.Freeradicalsandantioxidantsinnormalphysiologicalfunctionsandhumandisease[J].IntJBiochemCellBiol,2007,39(1):44—84.DOI:10.1016/j.biocel.2006.07.001.[5]LubranoV,BalzanS.Enzymaticantioxidantsysteminvascularinflammationandcoronaryarterydisease[J].WorldJExpMed,2015,5(4):218—224.DOI:10.5493/wjem.v5.i4.218.[6]ThemSR,BhopaleVM,FisherD,eta1.Delayedneuropathologyaftercarbonmonoxidepoisoningisimmune—mediated[J].ProcNatlAcadSciUSA,2004,101(37):13660—13665.DOI:10.1073/pnas.0405642101.虫釜照查匡兰量直氢匡匡堂苤查垫!!生!!旦笙垄鲞筮i塑曼!!!』盟!坐坠!i量婪zP!生!!坚鲤:Q!!!!!!!!!i:∑!!:!i:盟!:i・371・[7]MarcheiP,DiverioS,FaloeciN,eta1.Breeddifferencesin[11]HitchlerMJ,DomannFE.RegulationofCuZnSODanditsredoxbehaviouraldevelopmentinkittens[J].PhysiolBehav,2009,signalingpotential:implicationsforamyotrophiclateralsclerosis96(4—5):522—531.DOI:10.1016/j.physbeh.2008.11.015.[J].AntioxidRedoxSignal,2014,20(10):1590—1598.[8]王维刚,刘震泽,吴文婷,等.小鼠动物实验方法系列专题DOI:10.1089/ars.2013.5385.(七)旷场实验在小鼠行为分析中的应用[J].中国细胞生物[12]HybertsonBM,GaoB,BoseSK,eta1.Oxidativestressin学学报,2011,33(11):1191-1196.healthanddisease:thetherapeuticpotentialofNri2activation[9]RoyV,ChapillonP,JeljeliM,eta1.Freeversusforced[J].MolAspectsMed,2011,32(4-6):234—246.DOI:10.exposuretoanelevatedplus—maze:evidencefornewbehavioral1016/j.mam.2011,10.006.interpretationsduringtestandretest[J].Psychopharmacology(收稿日期:2016—03—03)(Bed),2009,203(1):131—141.DOI:10.1007/s00213-008—(本文编辑:彭润松)1378-2.[10]McCordJM,FridovichI.Superoxidedismutase.Anenzymicfunctionforerythmeuprein(hemocuprein)[J].JBiolChem,1969,244(22):6049—6055.◆◆●◆●●●●●●●●◆◆◆●●◆●●●●i●●●●I●●●●●●I●●◆●I●◆◆◆●I◆◆◆I◆●(上接第352页)军舰艇近10年上呼吸道感染年发病率波动在心张在文.美海军舰艇1988至1994年疾病谱改变分析93%一110%,本调查也第1次明确了近10年整个[J].海军医学杂志,2003,24(4):381—383.DOI:10.3969/海军舰艇呼吸系统疾病的具体构成情况,及上j.issn.1009—0754.2003.04.059.口孙涛,李欣.海军疾病谱的变迁[J].医学杂志,呼吸道感染在海军各舰队的具体发病率数据,而且2012,37(4):269—272.这个年发病率数据可能低估,因为相当一部分上呼H1J杨朋,杨志强,陈高明,等.2004年出海艇员非传染性疾病吸感染患者发病时未至卫生队或医院就诊l7I。发病情况调查分析[J].海军医学杂志,2006,27(4):343—美国资料提示误工40%是由上呼吸道感染所致,上344.DOI:10.3969/j.issn.1009—0754.2006.04.030.呼吸道感染每年可造成2000万天的误工旧J,海军瞪杨军,王伟,杨帅,等.南方某舰艇官兵2007—2010年疾病谱调查分析[J].海军医学杂志,2012,33(5):299.舰艇近10年上呼吸道感染人次高达200万,据300.现行数据初步推算,影响舰艇值勤天数超过№钱钢,刘胜,陈森林,等.某舰连续两次执行护航任务期间200万天,提示笔者在海军舰艇呼吸系统疾病舰员就诊疾病谱分析[J].中华航海医学与高气压医学杂的防治工作中,上呼吸道感染的防治是重点。志,2012,19(2):108—110.DOI:10.3760/cma.j.issn.1009综上所述,呼吸系统疾病是海军舰艇疾病—6906.2012.02.015.谱中占比最多的疾病,且近年来其构成比还不断上口刘晓荣,陈国良,吴俊生,等.某舰艇官兵门诊服务需要及利用调查分析[J].预防医学杂志,2006,24升,其中上呼吸道感染为呼吸系统疾病中构成比最(2):107.109.DOI:10.3969/j.issn.1001—5248.2006.02.大的疾病,重视呼吸系统疾病尤其是常见病的防治009.具有积极意义。隅HeikkinenT,JrvinenA.Thecommoncold[J].Lancet,2003,361(9351):51—59.DOI:10.1016/S0140—6736(03)12162参考文献—9.(收稿日期:2015—05—03)[1]周宗华,闫凤青,曹敏,等.海军1951—1996年疾病谱(本文编辑:林永丽)分析[J].海军医学杂志,2001,22(1):54-56.万方数据