睡眠剥夺对大鼠学习记忆影响的机制及防护措施研究

摘要

研究背景 睡眠和觉醒周期是人类和大多数哺乳动物生存的必要条件。由于现阶段生活节奏的加快、工作压力的增大，睡眠剥夺的问题越来越受到人们的重视。睡眠剥夺可引起机体免疫力降低，警觉性和判断力、学习记忆能力下降，但其作用机制尚不明确。 实验目的 通过建立大鼠异相睡眠剥夺的动物模型，观察睡眠剥夺对学习记忆能力的影响，探讨其作用机制，并进一步观察刺五加对睡眠剥夺损伤的防护作用。 实验方法 采用改良多平台法制备异相睡眠剥夺模型。运用Morris水迷宫的定位航行及空间搜索实验来观察睡眠剥夺对大鼠空间学习记忆的影响；Nissl染色、免疫组织化学法、透射电镜及Western-Blot技术等手段观察睡眠剥夺后不同时间点大鼠海马CA1区神经元形态、超微结构的改变、神经元凋亡及其相关蛋白的表达。 实验结果 1．Morris水迷宫的实验结果显示，对照组和睡眠剥夺组大鼠在实验中所用时间、游泳路程变化的总趋势相同，越来越趋向于在平台的位置搜索，但睡眠剥夺组较对照组潜伏期1所用时间增长，有显著性差异，潜伏期2之间比较没有显著性差异。 2．Nissl染色结果显示，与对照组相比睡眠剥夺组海马CA1区细胞数量减少，细胞排列松散，出现大量空泡；透射电镜检测显示睡眠剥夺组海马CA1区神经元轴突水肿明显，内质网扩张，线粒体肿胀，嵴结构模糊、紊乱，线粒体数量减少，有的呈空泡样变。 3．免疫组织化学与Western-Blot结果均显示，与对照组相比睡眠剥夺组海马CA1区Bax易位到线粒体，细胞浆内的Bax表达明显减少；线粒体内Cyt-c释放到胞浆，胞浆内的Cyt-c表达明显增高。 4．给予刺五加灌胃处理后，大鼠Morris水迷宫训练潜伏期1较未加药组明显缩短，海马CA1区锥体神经元形态损伤亦有所减轻。 主要结论 1．睡眠剥夺降低大鼠空间学习记忆能力，但不影响其工作记忆的形成和维持； 2．在睡眠剥夺后海马神经元有明显损伤，神经元形态的改变直接影响其正常生理功能的发挥，这可能是睡眠剥夺影响学习记忆能力的细胞学基础； 3．睡眠剥夺可引起大鼠海马神经元凋亡发生，其机制与线粒体损伤密切相关； 4．刺五加可在一定程度上减轻睡眠剥夺对海马神经元线粒体的损伤，并通过改善细胞状态对抗睡眠剥夺对学习记忆能力的影响。