強(qiáng)噪聲急性暴露對(duì)豚鼠機(jī)體和神經(jīng)認(rèn)知功能作用效應(yīng)的研究.pdf

1、噪聲是一種存在于自然界、社會(huì)生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、城市建設(shè)、軍事訓(xùn)練與作戰(zhàn)及其他多種職業(yè)環(huán)境下的有害因素，當(dāng)前大量人群普遍暴露于不同水平的具有潛在危害的噪聲環(huán)境中。研究表明，噪聲對(duì)機(jī)體的損害是多方面的，它不僅會(huì)直接對(duì)聽覺系統(tǒng)造成特異性損傷，還可通過聽覺器官作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)聽覺外的神經(jīng)內(nèi)分泌、心血管、免疫、呼吸、消化、生殖等多個(gè)系統(tǒng)以及精神心理和認(rèn)知方面產(chǎn)生不同程度的非特異性損傷，其損傷程度與噪聲的性質(zhì)、強(qiáng)度、頻率、暴露時(shí)間

2、、個(gè)體易感性等有關(guān)。目前學(xué)術(shù)界從不同角度對(duì)此進(jìn)行了許多調(diào)查研究，但對(duì)強(qiáng)噪聲的生物效應(yīng)其機(jī)制的探索還不夠系統(tǒng)深入，特異有效的預(yù)防措施更少。
　　因此，本研究以健康成年豚鼠為研究對(duì)象，給予120dB白噪聲持續(xù)暴露4小時(shí)后，用攝像機(jī)實(shí)時(shí)錄像觀察其神經(jīng)行為活動(dòng)變化;用Morris水迷宮測(cè)試其空間認(rèn)知能力;用自發(fā)活動(dòng)箱測(cè)試其自發(fā)活動(dòng)性的變化;用聽覺腦干誘發(fā)電位(ABR)測(cè)試判定其聽功能損失情況;利用耳蝸鋪片和免疫組化觀察耳蝸結(jié)構(gòu)形態(tài)變化;用

3、全自動(dòng)血液分析儀和生化儀檢測(cè)血常規(guī)和生化代謝酶;用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)豚鼠血清中應(yīng)激激素、神經(jīng)肽和腦紅蛋白的含量;通過解剖學(xué)和病理學(xué)方法觀察顳葉皮層、海馬、下丘腦等認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)以及其他各臟器的大體和顯微病理形態(tài)。通過上述實(shí)驗(yàn)觀察強(qiáng)噪聲急性暴露后豚鼠機(jī)體多方面的改變，探討強(qiáng)噪聲對(duì)機(jī)體和神經(jīng)認(rèn)知功能的損傷效應(yīng)及其特點(diǎn)，尋找強(qiáng)噪聲性機(jī)體和神經(jīng)認(rèn)知功能損傷的早期敏感生物標(biāo)志物，從而為強(qiáng)噪聲對(duì)機(jī)體和神經(jīng)認(rèn)知的作用規(guī)律、機(jī)制、防護(hù)的深入研究以及軍事

4、應(yīng)用提供生物學(xué)參考。研究?jī)?nèi)容分為四個(gè)部分，其主要研究結(jié)果如下：
　　1.強(qiáng)噪聲對(duì)豚鼠行為活動(dòng)和認(rèn)知功能的影響
　　采用現(xiàn)場(chǎng)攝像實(shí)時(shí)觀察分析、Morris水迷宮測(cè)試和自發(fā)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)，比較噪聲組和對(duì)照組豚鼠的神經(jīng)行為、自發(fā)活動(dòng)性和空間學(xué)習(xí)記憶能力的差異，確定120dB白噪聲持續(xù)暴露4h對(duì)豚鼠神經(jīng)行為和認(rèn)知功能的影響。
　　1.1神經(jīng)行為表現(xiàn)
　　通過觀察分析強(qiáng)噪聲暴露前、中、后豚鼠的戰(zhàn)斗逃避行為、心理情緒行為、飲食排便

5、行為等的變化發(fā)現(xiàn):強(qiáng)噪聲暴露初期（5分鐘內(nèi)），豚鼠出現(xiàn)驚恐、躁動(dòng)和逃避反應(yīng)，隨后表現(xiàn)為逐漸安靜、背向聲源躲避、縮頭縮腦、毛發(fā)聳立、雙眼微睜等;暴露中后期(1-3h)，有呆立、抓耳撓腮，精神萎靡、僵臥、排便增多等;暴露停止后:部分表現(xiàn)為焦躁轉(zhuǎn)圈和驚叫，部分呆頭呆腦、對(duì)刺激反應(yīng)遲鈍，不活躍，個(gè)別動(dòng)物出現(xiàn)偏癱甚至死亡。上述結(jié)果表明該參數(shù)的強(qiáng)噪聲累積暴露量引起了以神經(jīng)系統(tǒng)不適癥狀為主的神經(jīng)行為異常和功能障礙。
　　1.2空間學(xué)習(xí)和記憶能力

6、
　　進(jìn)一步用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了兩組豚鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力，結(jié)果顯示:經(jīng)120dB的強(qiáng)噪聲連續(xù)暴露4h后，豚鼠的平均逃避潛伏期較對(duì)照組明顯延長(zhǎng)，跨越平臺(tái)次數(shù)和目標(biāo)象限停留時(shí)間均較對(duì)照組明顯降低，并且強(qiáng)噪聲暴露結(jié)束后三天，豚鼠的逃避潛伏期基本恢復(fù)到噪聲暴露前水平。這說明該參數(shù)的強(qiáng)噪聲導(dǎo)致豚鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力下降，顯著損傷其認(rèn)知功能，但此改變是暫時(shí)和可逆的。
　　1.3自發(fā)活動(dòng)性
　　自發(fā)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析顯示

7、:與對(duì)照相比，強(qiáng)噪聲急性暴露后即刻，豚鼠自發(fā)活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)總距離、移動(dòng)時(shí)間和休息次數(shù)均顯著降低，休息時(shí)間明顯增加而平均運(yùn)動(dòng)速度有下降趨勢(shì)，但沒有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而強(qiáng)噪聲暴露后7天再次進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)豚鼠自發(fā)活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)總距離和移動(dòng)時(shí)間又有所增加，但與對(duì)照組仍存在差異，這表明該參數(shù)強(qiáng)噪聲暴露可使豚鼠的自發(fā)活動(dòng)性顯著下降，但噪聲去除后活動(dòng)性可隨時(shí)間推移逐漸恢復(fù)。
　　通過上述實(shí)驗(yàn)，確定了120dB的強(qiáng)噪聲急性暴露4h可造成成年豚鼠神經(jīng)認(rèn)知

8、功能的可逆性損傷，表現(xiàn)為神經(jīng)行為異常變化、自發(fā)活動(dòng)性和空間學(xué)習(xí)記憶能力的可逆性下降。
　　2.強(qiáng)噪聲暴露對(duì)豚鼠聽覺系統(tǒng)功能和形態(tài)的影響
　　噪聲可直接對(duì)聽覺系統(tǒng)造成特異性損傷，引發(fā)噪聲性聽力損失，其主要原因是噪聲對(duì)耳蝸結(jié)構(gòu)的破壞引起的。故對(duì)噪聲暴露后耳蝸外毛細(xì)胞受損情況的評(píng)估對(duì)判斷噪聲性聽力損失的程度有重要意義，受損的部位和程度取決于噪聲的頻率、強(qiáng)度和作用時(shí)間。為闡明120dB白噪聲持續(xù)暴露4h對(duì)豚鼠聽覺功能和形態(tài)的影響，分

9、別進(jìn)行了以下研究。
　　2.1聽力功能檢測(cè)
　　將豚鼠暴露于120dB的白噪聲4h后，用聽覺腦干誘發(fā)電位(ABR)檢測(cè)該參數(shù)的的強(qiáng)噪聲急性暴露對(duì)豚鼠聽功能的影響。結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比，豚鼠的聽力閾值顯著升高，平均聽力閾移為48dB，這說明強(qiáng)噪聲造成了豚鼠聽功能的嚴(yán)重?fù)p傷，達(dá)到了不完全可逆的程度。
　　2.2耳蝸的顯微病理形態(tài)觀察
　　為進(jìn)一步確定該參數(shù)的強(qiáng)噪聲急性暴露對(duì)聽覺系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，在暴露后即刻對(duì)噪聲

10、最易損傷的部位—耳蝸的病理形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn):部分毛細(xì)胞纖毛輕至重度的散亂倒伏，散在局部或廣泛性脫落缺失及部分毛細(xì)胞凋亡壞死等不同程度損傷。這種形態(tài)的改變是強(qiáng)噪聲造成聽功能不可逆性損傷的病理學(xué)基礎(chǔ)。
　　總之，聽覺腦干誘發(fā)電位測(cè)定和耳蝸形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果提示:120dB強(qiáng)噪聲持續(xù)暴露4h引起了耳蝸毛細(xì)胞的缺失凋亡和結(jié)構(gòu)損傷以及不完全可逆的聽力損失，對(duì)聽覺功能和結(jié)構(gòu)均造成了明顯的損傷。
　　3.強(qiáng)噪聲對(duì)血液中生理生化指標(biāo)的影響
　

11、　3.1血常規(guī)的變化
　　血常規(guī)的檢測(cè)顯示:強(qiáng)噪聲暴露后血液中紅細(xì)胞、血紅蛋白和血小板均明顯增高，而淋巴細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞顯著減少，其余各細(xì)胞雖有上升的趨勢(shì)，但其變化幅度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與以往研究證實(shí)的應(yīng)激時(shí)血細(xì)胞的變化狀態(tài)基本一致。說明強(qiáng)噪聲對(duì)血常規(guī)也有一定影響，血液系統(tǒng)參與了噪聲應(yīng)激，淋巴細(xì)胞絕對(duì)值降低還提示強(qiáng)噪聲可能引起機(jī)體細(xì)胞免疫能力的下降。
　　3.2血生化代謝酶的變化
　　血液生化酶檢測(cè)顯示:強(qiáng)噪聲暴露后血

12、清中ALT、AST、LDH、CK等生化代謝酶的含量均明顯增加，其中以CK含量變化最為明顯。說明此參數(shù)的強(qiáng)噪聲能引起豚鼠體內(nèi)多種生化代謝酶紊亂，對(duì)腦和心、肝、腎等多臟器的結(jié)構(gòu)和功能有一定損傷，CK含量測(cè)定可考慮作為評(píng)價(jià)噪聲性機(jī)體和腦損傷程度的一項(xiàng)敏感的參考指標(biāo)。
　　3.3血清應(yīng)激激素和C反應(yīng)蛋白的變化
　　ELISA檢測(cè)結(jié)果顯示:120dB白噪聲連續(xù)暴露4h后，豚鼠血清中應(yīng)激激素CRH、ACTH、CORT、AVP、OT、NE

13、和C反應(yīng)蛋白等的含量均明顯減少，ALD和E均明顯增加，其中以CORT和NE含量變化最為明顯，AngⅡ的含量雖有上升趨勢(shì)但其變化無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　3.4血清中神經(jīng)肽和腦紅蛋白的變化
　　ELISA檢測(cè)結(jié)果顯示:強(qiáng)噪聲急性暴露后即刻，豚鼠血清中NP-P、NP-Y、NGB的含量均明顯增加，其NGB變化尤為明顯。提示它們可能對(duì)噪聲性神經(jīng)認(rèn)知功能損傷的定量評(píng)價(jià)有一定意義。
　　經(jīng)強(qiáng)噪聲急性暴露后，豚鼠血細(xì)胞以及血清應(yīng)激激素、生

14、化代謝酶、神經(jīng)肽和腦紅蛋白等生理生化指標(biāo)均出現(xiàn)了不同趨勢(shì)和程度的變化，尤以CORT、CK、NE、NPY、NPP和NGB的含量變化較為顯著，提示強(qiáng)噪聲造成了機(jī)體生理生化代謝的紊亂，同時(shí)它們也可考慮作為噪聲性機(jī)體和認(rèn)知損傷的敏感指標(biāo)。
　　4.強(qiáng)噪聲暴露對(duì)豚鼠各臟器形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
　　4.1大體病理觀察
　　強(qiáng)噪聲暴露后即刻大體解剖可見:豚鼠部分內(nèi)臟器官出現(xiàn)了不同程度的損傷，其中大腦皮層彌漫性充血、肺片狀充血明顯最為明顯。

15、
　　4.2顯微病理觀察
　　豚鼠各臟器病理切片觀察分析顯示:120dB的強(qiáng)噪聲暴露4h后豚鼠的肺臟出現(xiàn)充血、水腫和滲液;附睪出現(xiàn)有少量淋巴細(xì)胞侵潤(rùn)血管擴(kuò)張充血;出現(xiàn)胃粘膜出現(xiàn)輕度脫落，胃壁輕度水腫;而顳葉皮層、海馬、下丘腦、心、肝、脾、腎和胰腺等臟器未發(fā)現(xiàn)明顯病理變化。
　　上述病理結(jié)果提示，強(qiáng)噪聲急性暴露可引起神經(jīng)、內(nèi)分泌、呼吸、消化、生殖等多系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，從形態(tài)上直接揭示了強(qiáng)噪聲損傷的效應(yīng)器官。
　　

16、綜上所述，本研究完成了豚鼠在強(qiáng)噪聲急性暴露下的損傷效果的行為學(xué)和病理生理學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)120dB的白噪聲持續(xù)暴露4h可致使豚鼠:(1)出現(xiàn)明顯的不適感、神經(jīng)行為異常和認(rèn)知功能損傷;(2)耳蝸毛細(xì)胞損傷凋亡以及聽力功能的不可逆性損失;(3)腦、心、肺、肝、腎、胃、睪丸等多個(gè)器官系統(tǒng)的病理形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同程度的損傷;(4)血清中和噪聲應(yīng)激、臟器損傷及神經(jīng)認(rèn)知變化關(guān)系密切的激素、代謝酶和神經(jīng)肽等生理生化指標(biāo)呈現(xiàn)不同趨勢(shì)不同程度的變化。這些研究