急性温度应激对北方山溪鲵脑内c-Fos和5-HT1A受体表达的影响

论文摘要

温度作为体温调节的一个重要因素,对于动物生存来说,较其他环境因子更能产生巨大的影响。通常说来,恒温动物如哺乳动物、鸟类,在周围环境温度波动下,都能通过自主和行为调节来维持体温。大多数体温调节的生理学知识都是通过哺乳动物如老鼠的研究而知。但是想要全面的了解体温调节的机制,还需研究鱼类、两栖类、爬行类这些主要通过行为调节体温的变温动物。变温动物作为研究体温调节机制的一种模型已经引起了人们的极大关注,因为他们主要依靠行为来调节体温。这有助于我们从广泛的多样性试验数据中得出更多完整的对于体温调节机制（升温和降温）的认识。北方山溪鲵（Batrachuperus tibetanus）隶属于两栖纲（Amphibia）,有尾目（Caudata）,小鲵科（Hynobiidae）,山溪鲵属（Batrachuperus）,是一种水栖型两栖动物,长期生活于高海拔低温环境下。本实验采用温度梯度装置来测量北方山溪鲵的最适温度、临界最高逃避非致死温度、临界最低逃避非致死温度。结果显示,北方山溪鲵最适温度范围较宽,其适宜温度范围为6～18℃,其逃避最高温与逃避最低温的平均温度分别为21.2℃和0.6℃。然后采用HE染色法观察其脑结构,结果表明北方山溪鲵进化上的原始性和脑结构机能上的简单性。采用免疫组织化学法测定其在急性高温和急性低温应激下各脑区c-Fos表达的变化和5-HT1A受体表达的变化。随机将其分为3组,置于11.5℃（对照组）、0.6℃（低温组）、21.2℃（高温组）下应激2个小时。以初步探讨北方山溪鲵在急性温度应激下各脑区的神经元活性变化,以及5-HT1A受体在参与其体温变化时的作用和其与恒温动物相比神经系统体温调节的能力。结果如下:1.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,端脑Fos免疫阳性神经元与对照组相比均明显下降,表明端脑在急性温度应激后神经元活性下降,提示急性温度应激不管是高温还是低温可能对其产生刺激抑制了其端脑神经元的活动。2.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,间脑Fos免疫阳性神经元均多于对照组,均有显著性差异,说明间脑在体温调节中起重要作用。高温应激组较低温应激组与对照组相比差异极显著,说明北方山溪鲵长期生活在高海拔低温环境下,经过长期的适应,更适宜在低温环境下生活,对急性高温较急性低温敏感,提示北方山溪鲵间脑可能具有热敏性。3.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,中脑Fos免疫阳性神经元与对照组相比无显著性变化,提示北方山溪鲵中脑在体温调节中可能不起重要作用。4.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,延脑Fos免疫阳性神经元在高温应激组中与对照组相比没有明显变化,而低温应激组有所下降,表明急性高温应激后,延脑神经元活性没有改变,而低温应激对神经元活性起到抑制作用。提示可能是该种和恒温动物的热敏单元除下丘脑外其余单元各不相同。5.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,端脑5-HT1A受体免疫阳性神经元与对照组相比,急性高温应激后端脑5-HT1A受体明显上升,急性低温应激后5-HT1A受体无明显变化,说明5-HT1A受体与两栖动物体温调节相关,主要起降温作用,和5-HT1A受体在哺乳动物体温调节中的实验结果相一致。6.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,间脑5-HT1A受体免疫阳性神经元与对照组相比高温应激组明显上升,差异极显著,说明5-HT1A受体的降温作用,这也与c-Fos免疫实验结果相对应,进一步说明北方山溪鲵的间脑在体温调节时起重要的作用。7.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,中脑5-HT1A受体免疫阳性神经元与对照组相比均无明显变化。提示5-HT1A受体在中脑对体温调节不产生明显的作用。中脑在两栖类体温调节中所起的作用,还有待于进一步的研究和讨论。8.北方山溪鲵在急性高温和急性低温应激后,延脑5-HT1A受体免疫阳性神经元与对照组相比,急性高温应激后延脑5-HT1A受体明显上升,急性低温应激后5-HT1A受体无明显变化,提示延脑在体温调节中也起一定的作用。急性高温应激后,5-HT1A受体的增多,进一步说明5-HT1A受体在北方山溪鲵体温调节中的降温作用。总之,北方山溪鲵间脑对急性高温更敏感,提示其可能具有热敏性。说明北方山溪鲵在进化上适应了低温环境,对高温形成了热敏性。北方山溪鲵中脑在体温调节中可能不起重要的作用。急性温度应激使北方山溪鲵端脑和延脑神经元活动受到抑制,其具体机制有待于进一步的研究和讨论。5-HT1A受体与两栖动物体温调节有关,可能起降温作用。5-HT1A受体可能主要在间脑起作用来调节体温。5-HT1A受体的变化是温度应激反应和体温调节的一个重要的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 变温动物的体温调节
• 1.1.1 体温调节中枢
• 1.1.2 参与体温调节的神经递质和激素
• 1.1.3 研究方法
• 1.1.4 体温调节的机制
• 1.2 应激对水生生物的影响
• 1.3 北方山溪鲵研究进展
• 1.3.1 概况
• 1.3.2 小鲵科的神经系统
• 第2章 实验报告
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 数据处理
• 2.2.1 北方山溪鲵热适应性参数测定
• 2.2.2 免疫组化结果分析
• 第3章 实验结果
• 3.1 北方山溪鲵热适应性参数的结果
• 3.1.1 西藏山溪鲵的最适温度
• 3.1.2 北方山溪鲵的逃避温度
• 3.2 c-Fos的实验结果
• 3.2.1 高温应激组
• 3.2.2 低温应激组
• 3.2.3 各脑区比较结果
• 3.3 5-HT1AR的实验结果
• 3.3.1 高温应激组
• 3.3.2 低温应激组
• 3.3.3 各脑区比较结果
• 3.4 HE染色结果
• 3.4.1 端脑
• 3.4.2 间脑
• 3.4.3 中脑
• 3.4.4 小脑
• 3.4.5 延脑
• 第4章 讨论
• 4.1 北方山溪鲵的热适应特性
• 4.2 c-Fos结果讨论
• 4.3 5-HT1A受体结果讨论
• 4.4 HE结果讨论
• 第5章 总结
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果