论文摘要
目的动物急性（短期）暴露于寒冷环境中，即开始产生冷应激反应，可引起学习记忆、行为、情绪等高级功能障碍。在机体所有器官中，中枢神经系统（CNS）对应激反应最为敏感。牛磺酸（Tau）对脑发育和脑功能的维持起重要作用，而锌（Zn）是公认的脑功能保护剂，并已明确锌有抗疲劳作用。本研究通过观测牛磺酸锌（TZC）对冷应激大鼠脑体功能、皮层和海马结构NOS活力、nNOS蛋白和基因表达及HIF-1a mRNA表达的影响，研究TZC对冷应激大鼠脑体功能保护作用及其相关机制。方法取健康雄性体重（105±15）g Wistar大鼠80只（天津实验动物中心），随机分为4组（n=20）：正常对照组、正常水温组、单纯冷浴组、TZC冷浴组（饮0.34g／L TZC水，普通饲料），喂养30d。复制大鼠冷应激模型，在冷应激结束后2h，采用“Y”迷宫和斜板实验测试大鼠学习记忆能力及运动耐力，NADPH-d组织化学、ABC免疫组织化学和RT-PCR方法测定大鼠脑组织NOS的活性、nNOS蛋白和基因表达水平以及HIF-1a基因表达水平。结果1．脑体功能测试结果（1）体重增量：冷浴前各组大鼠体重增量比较无显著性差异（P＞0.05）。在冷浴后2h和4h，TZC冷浴组和单纯冷浴组体重增量较正常对照组和正常水温组均明显降低（P＜0.05），在冷浴后6h，只有单纯冷浴组较正常对照组和正常水温组明显降低（P＜0.05）。在冷浴后8h，各组间比较均无显著性差异（P＞0.05）（2） Y-迷宫实验：单纯冷浴大鼠迷宫实验正确率较正常对照大鼠明显下降，差异有显著性（P＜0.05），同时其正确率较正常水温组和TZC冷浴组也明显下降（P＜0.05）；而正常对照组、正常水温组、TZC冷浴组之间两两比较，均无显著性差异（P＞0.05）。（3）斜板实验：在冷浴后2h、4h，单纯冷浴大鼠与正常对照组比较，斜板实验角度明显降低（P＜0.05），同时较正常水温组和TZC冷浴组也明显下降（P＜0.05）；TZC冷浴组与正常对照组比较，只在冷浴后2h斜板实验角度明显降低（P＜0.05）；在冷浴后其它时间点各组间均无显著性差异（P＞0.05）。2、NADPH-d组织化学和nNOS免疫组织化学实验结果冷应激后，各实验组大鼠皮层和海马结构内NADPH-d、nNOS神经元细胞形态和分布模式与正常对照组无明显区别。单纯冷浴组大鼠与正常对照组相比，皮层和海马CA1区NADPH-d、nNOS阳性神经元数量明显增多，差异有显著性（P＜0.05），同时较正常水温组和TZC冷浴组也明显增多（P＜0.05）；而正常对照组、正常水温组、TZC冷浴组之间比较，均无显著性差异（P＞0.05）。在海马CA3区和DG，各组大鼠NADPH-d、nNOS阳性神经元数量未见明显变化。3、RT-PCR结果（1）牛磺酸锌对冷应激大鼠nNOS mRNA表达的影响：单纯冷浴组大鼠皮层nNOS产物电泳条带相对较强，产量较高，其光密度值较正常对照组明显升高（P＜0.05），同时较正常水温组和TZC冷浴组也明显升高，差异有显著性（P＜0.05）；而正常对照组、正常水温组、TZC冷浴组之间比较，均无显著性差异（P＞0.05）。（2）牛磺酸锌对冷应激大鼠HIF-1a mRNA表达的影响：正常对照组和正常水温组无HIF-1a mRNA表达，而冷浴后TZC冷浴组和单纯冷浴组大鼠脑组织HIF-1a mRNA相对含量较正常对照组和正常水温组均明显升高（P＜0.05）；其中TZC冷浴组电泳条带最亮，吸光度值最高，HIF-1a mRNA相对含量较单纯冷浴组也明显增多（P＜0.05）。结论冷应激能导致大鼠皮层、海马神经元和学习记忆及体能受损。牛磺酸锌具有确切拮抗冷应激所致脑体功能障碍的作用，其机制与降低NOS活性、nNOS蛋白和基因表达及增加HIF-1a基因表达有关。