龔嘎藍(lán)孜,次仁央珍,李 樂,索朗德吉,阿旺旦增*

(1.西藏大學(xué)醫(yī)學(xué)院,西藏 拉薩850000;2.拉薩市人民醫(yī)院 心內(nèi)科，西藏 拉薩850000)

高原特有的低氧環(huán)境會(huì)對(duì)低海拔移居人群造成一系列不能克服高原環(huán)境的影響，包括神經(jīng)、內(nèi)分泌、血液、消化等系統(tǒng)的不適癥狀，當(dāng)此類反應(yīng)加重時(shí)會(huì)出現(xiàn)高原肺水腫或高原腦水腫等一些嚴(yán)重?fù)p傷臟器的缺氧改變從而危及生命[1-2]。目前研究指出高原病的發(fā)生跟腦缺氧密切相關(guān)，大腦是體內(nèi)耗氧量最大的器官，在缺氧環(huán)境下大腦會(huì)通過一系列生理調(diào)節(jié)來維持機(jī)體的正常運(yùn)行，但當(dāng)缺氧超過一定的閾值后，大腦就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病理改變，從而影響正常的生命活動(dòng)[1-3]。體重是反映個(gè)體生長發(fā)育、營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)，除受到自身因素的影響外，還受到環(huán)境因素的較大影響，有研究指出缺氧會(huì)導(dǎo)子鼠出生體重的下降[4]。目前尚未有移居高原大鼠子代出生后1周內(nèi)體重及大腦改變的研究，因此，本課題通過比較低海拔與移居高原大鼠子代體重，觀察移居高原大鼠子代腦重、腦指數(shù)及形態(tài)學(xué)改變，以期為高原病的防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

石蠟切片機(jī)(LEICA RM2235德國萊卡公司)，正置顯微鏡(OLYMPUS日本奧林巴斯公司)，苦味酸，多聚甲醛(成都市科龍化工試劑廠)，水合氯醛(成都市科龍化工試劑廠)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

從成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司購買16只8周齡Wistar大鼠(12只雌鼠，4只雄鼠)。將16只大鼠按性別隨機(jī)分為低海拔組和高海拔組，每組8只大鼠(6只雌鼠，2只雄鼠)。低海拔組大鼠在云南昆明動(dòng)物研究所(1 800 m)進(jìn)行對(duì)照組研究,高海拔組大鼠運(yùn)往海拔3 658 m的西藏拉薩,在西藏大學(xué)高原醫(yī)學(xué)研究中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)組研究。兩組大鼠嚴(yán)格按照統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理和操作。大鼠在到達(dá)各自實(shí)驗(yàn)點(diǎn)后按3∶1雌雄比合籠受孕，待子鼠出生后用苦味酸做標(biāo)記，子鼠出生后1周內(nèi)每天稱體重3次取平均值記錄。從低海拔組和高海拔組子鼠中隨機(jī)取6只處死，快速取出大腦稱腦重并浸泡于4%多聚甲醛中(36 h,4℃冰箱過夜)，梯度乙醇脫水，常規(guī)石蠟包埋，然后制作切片用HE染色觀察子鼠大腦形態(tài)學(xué)改變。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 低海拔組和高海拔組子鼠體重比較

低海拔組和高海拔組大鼠均飲食正常，活動(dòng)良好，孕鼠無早產(chǎn)、流產(chǎn)及死亡現(xiàn)象。低海拔組和高海拔組子鼠出生率接近一致，每窩平均產(chǎn)子分別為：11-16只和10-16只，共計(jì)產(chǎn)子分別為：89只(47只雄性，42只雌性)和84只(43只雄性，41只雌性)。低海拔組與高海拔組子鼠1周內(nèi)死亡率分別為13.5%和22.6%(P>0.05)。低海拔組與高海拔組子鼠出生7天內(nèi)體重增長分別為：2.22 g·d-1，2.15 g·d-1(P>0.05)。低海拔組子鼠出生后7天內(nèi)體重均高于高海拔組(P<0.05)，見表1。低海拔組子鼠出生后7天內(nèi)雌雄體重?zé)o差異(P>0.05)，高海拔組第5天雄鼠體重高于雌鼠體重(P<0.05)，其余各時(shí)間觀察點(diǎn)體重均無差異(P>0.05)，見表2。

表1 低海拔組與高海拔組子鼠出生7天內(nèi)體重比較(g)

表2 高海拔組和低海拔組子鼠出生7天內(nèi)不同性別體重比較(g)

2.2 低海拔組和高海拔組子鼠大腦重量(g)比較

低海拔組和高海拔組大鼠腦重隨著鼠齡的增加而呈增高趨勢(shì)，兩組腦重在出生第1天時(shí)無差異(P>0.05)，隨后各時(shí)間點(diǎn)低海拔組均比高海拔組高，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。低海拔組子鼠出生第3天，第7天雄鼠腦重大于雌鼠(P<0.05)，其余時(shí)間雌雄腦重?zé)o差異(P>0.05)。高海拔組子鼠從出生第1天到第6天雄鼠腦重均大于雌鼠腦重(P<0.05)，到第7天時(shí)雌雄腦重?zé)o差異(P>0.05)，見表3。

表3 高海拔組和低海拔組子鼠出生7天內(nèi)不同性別大腦重量比較(g)

2.3 低海拔組和高海拔組子鼠腦指數(shù)比較

低海拔組和高海拔組子鼠出生7天內(nèi)腦指數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見表4。低海拔組第7天雄鼠腦指數(shù)大于雌鼠(P<0.05)，其余時(shí)間雌雄腦指數(shù)無差異(P>0.05)。高海拔組第4天、第6天雄鼠腦指數(shù)大于雌鼠(P<0.05)，其余時(shí)間雌雄腦指數(shù)無差異(P>0.05)，見表5。

表4 低海拔組與高海拔組子鼠出生7天內(nèi)腦指數(shù)比較

表5 高海拔組和低海拔組子鼠出生7天內(nèi)不同性別腦指數(shù)比較

2.4 高原移居大鼠子鼠大腦HE染色結(jié)果

與低海拔組相比，高海拔組子鼠腦組織切片顯示有缺氧改變：腦組織結(jié)構(gòu)呈疏松篩網(wǎng)狀，可見壞死灶及空泡樣改變，有較多泡沫細(xì)胞和淋巴細(xì)胞出現(xiàn)。壞死灶內(nèi)部分神經(jīng)元細(xì)胞仍保存輪廓，胞質(zhì)呈現(xiàn)嗜堿性增強(qiáng)，胞體變形，胞核溶解、固縮或消失。

3 討論

體重是反映生長發(fā)育、健康狀況的重要指標(biāo)[5]，本研究發(fā)現(xiàn)移居高原大鼠子代出生1周內(nèi)體重普遍比低海拔組子鼠體重輕，影響子鼠體重的主要因素有：母鼠的生育年齡、不同胎齡、飲食營養(yǎng)等[4-6]，而本研究低海拔組和高海拔組母鼠飼養(yǎng)溫度、濕度、飼料和飲水等均嚴(yán)格按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)，且所有孕鼠無早產(chǎn)及死亡情況，因此可能跟高原缺氧在一定程度上影響子鼠生長發(fā)育有關(guān)。這與孫薇[4]等發(fā)現(xiàn)高原子鼠出生體重低于平原組相符。高原環(huán)境導(dǎo)致機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物的攝入減少、吸收下降、脂肪代謝改變，從而發(fā)生體重下降[7-8]。此外，也可能與機(jī)體在高原缺氧環(huán)境下，體內(nèi)氧含量、氧運(yùn)輸及利用減少相關(guān)。氧是全身各個(gè)組織器官及細(xì)胞賴以生存的基礎(chǔ)，尤其胚胎在宮內(nèi)發(fā)育階段，此作用更為明顯，母體對(duì)胚胎的血氧供給減少將影響胎兒在宮內(nèi)的發(fā)育和營養(yǎng)，從而體現(xiàn)在體重的減輕[4-6]。除高海拔組第5天雄鼠體重高于雌鼠體重外，低海拔組和高海拔組雌雄體重?zé)o差異，這說明子鼠出生1周內(nèi)不同性別子鼠體重的差異不大。

本研究低海拔組和高海拔組子鼠在出生后1周內(nèi)，大腦重量隨著鼠齡的增加呈增高趨勢(shì)，說明腦的發(fā)育隨體重的增加而加快。除第1天外，其余各時(shí)間點(diǎn)高海拔組腦重均比低海拔組低，與子鼠體重的變化趨勢(shì)一致。從性別來看，低海拔組子鼠出生第3天、第7天雄鼠腦重大于雌鼠，高海拔組子鼠從出生第1天到第6天雄鼠腦重均大于雌鼠，這可能提示雄性子鼠大腦在出生后1周內(nèi)發(fā)育比雌性快。大鼠腦指數(shù)在低海拔組和高海拔組間并未發(fā)現(xiàn)有差異，說明子鼠在不同海拔出生生存1周后，大腦并未出現(xiàn)較大的生理改變。而不同性別子鼠中，低海拔組僅發(fā)現(xiàn)第7天雄鼠腦指數(shù)大于雌鼠，高海拔組僅發(fā)現(xiàn)第4天和第6天雄鼠腦指數(shù)大于雌鼠，說明在出生后7天內(nèi)不同性別子鼠的腦指數(shù)沒有太大差異。

高原低氧習(xí)服不全是一種普遍發(fā)生于移居人群的疾病[1-3]。目前，高原習(xí)服不全的發(fā)病機(jī)制尚無定論，有研究顯示可能跟進(jìn)入高原后的腦缺氧有關(guān)，當(dāng)大腦無法達(dá)到正常的供氧水平時(shí)，發(fā)出的警報(bào)表現(xiàn)為：頭暈、頭疼、乏力、惡心、嘔吐等癥狀[1-3]。當(dāng)上述反應(yīng)加重而沒有及時(shí)吸氧或治療后，機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)因缺氧而導(dǎo)致的各種不可逆器質(zhì)性病變，從而危及生命[9-10]。本研究高海拔組子鼠大腦切片顯示腦組織存在一定程度的缺氧改變，這可能與全身各系統(tǒng)臟器中，大腦對(duì)缺氧最敏感，導(dǎo)致移居高原大鼠子鼠出生后出現(xiàn)大腦缺氧損傷有關(guān)。

綜上所述，本研究通過比較高海拔與低海拔子鼠體重、腦重、腦指數(shù)及觀察移居高原子鼠大腦形態(tài)學(xué)改變，初步探討高原環(huán)境對(duì)子鼠體重及大腦的影響。本研究提示高原缺氧對(duì)移居高原大鼠子鼠出生1周內(nèi)體重、腦重及大腦形態(tài)學(xué)有影響，但還需進(jìn)一步做分子生化、細(xì)胞生物等深入研究來探討發(fā)病機(jī)制。