七氟烷对电磁脉冲辐射性脑损伤的防护作用及相关机制的研究

摘要

目的:明确EMP(400 kV/m,200 pulses)对SD大鼠大脑皮层的生物学效应,并且通过体内、外实验,研究了1％,2％和4％七氟烷对EMP的防护效应.方法:①雄性SD大鼠32只,随机均分为4组(n=8):即正常对照组,EMP(400 kV/m,200 pulses)损伤后1h、6h、24h组,应用HE染色、Niss染色、Fluoro-Jade C(FJC)染色,观察EMP对大脑皮层组织的生物学效应;②雄性SD大鼠40只,随机分均为5组(n=8):A组为正常对照组,B组EMP损伤组,C组、D组及E组分别为EMP后即刻分别应用1％、2％及4％七氟烷处理20 min组.在EMP辐射后6h,应用HE染色、FJC染色和电镜等观察七氟烷的保护效应;③分组同上,在EMP(400 kV/m,200pulses)损伤后24h进行Morris水迷宫实验;④体外原代培养皮层神经元,通过MTT实验,乳酸脱氢酶检测(LDH re lease),TUNEL染色和Western-Blot实验研究七氟烷防护EMP损伤的相关机制.结果:①EMP辐照后的6h和24 h时,皮层神经元排列紊乱,异常神经元数目显著增多,并且出现了大量的变性神经元,神经元超微结构如线粒体等发生明显损伤.用2％和4％七氟烷处理后,能够显著减少异常神经元数量,减轻神经元变性的程度,对神经元超微结构也具有一定的保护作用.②2％和4％七氟烷处理后能够减轻EMP辐照造成的空间学习及记忆能力的损害.③在体外实验中,EMP辐照后6h及24h可以观察到神经元活力明显减低,LDH释放明显增多,TUNEL阳性细胞数明显增多.而2％和4％七氟烷处理后,与EMP组相比,能够明显增强神经元活力,减少LDH释放.同时,2％和4％七氟烷处理后能够明显减少神经元凋亡的数量,减少cl-Capase-3与Bax的表达量,增加Bcl-2表达量.结论:EMP(400 kV/m,200 pulses)辐照能够致使大鼠皮层神经元损伤,发生变性甚至凋亡,造成大鼠空间学习及记忆能力的损害;而2％和4％七氟烷可以防护EMP辐照造成的脑损伤及空间学习记忆能力的损害,这种神经保护作用可能与七氟烷能够改善神经元超微结构,增强损伤神经元的活力,调控凋亡相关蛋白表达等机制有关.