L-谷氨酰胺對大鼠次聲性腦損傷的防護(hù)效應(yīng).pdf

1、次聲(infrasound，IS)是物體振動產(chǎn)生的一種聲波，廣泛存在于自然界、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通環(huán)境中，成為生產(chǎn)噪音、公共噪音的重要組成部分。中、高強(qiáng)度次聲（噪音）能夠?qū)е聶C(jī)體多系統(tǒng)、多臟器的結(jié)構(gòu)和功能的損害，尤以中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Central nervous system，CNS)為甚。長期噪音環(huán)境不僅對人們身心健康造成危害，還進(jìn)一步導(dǎo)致工作效率下降，甚至產(chǎn)生安全隱患。近年來隨著社會發(fā)展，噪音（次聲）問題愈加突出，防護(hù)措施愈加重要。次聲波

2、有衰減小、傳播距離遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)等物理特性，因此次聲的防護(hù)非常困難，目前對次聲的防護(hù)主要包括物理防護(hù)和醫(yī)學(xué)防護(hù)。通過新型屏蔽材料隔離次聲（噪音）進(jìn)展不大。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：采用抗自由基藥物，給予復(fù)合抗氧化劑能減輕次聲對機(jī)體的不良作用。使用抗氧化劑是次聲防護(hù)比較有意義的途徑之一。
　　L-谷氨酰胺（L-glutamine，L-Gln）作為體內(nèi)含量最為豐富的游離氨基酸，是人體條件性必需氨基酸之一，其生理作用主要有：合成生物大分子物質(zhì)；抗氧化

3、作用；轉(zhuǎn)運(yùn)功能；維持機(jī)體免疫功能；維持體內(nèi)酸堿平衡；調(diào)節(jié)血糖濃度平衡。其中抗氧化作用主要有以下機(jī)理：1.作為能源物質(zhì)氧化，是線粒體形成三磷酸腺苷（ATP）的主要供能物質(zhì)；2.參與凋亡酶的調(diào)節(jié)，平衡細(xì)胞內(nèi)的氧化還原；3.作為谷胱甘肽（Glutathione，GSH）的前體物質(zhì)，減輕氧化壓力；4.誘導(dǎo)熱休克蛋白（Heat shock proteins，HSP）表達(dá)，維持細(xì)胞的代謝和結(jié)構(gòu)完整，避免細(xì)胞凋亡和壞死；抑制一氧化氮(Nitricox

4、ide，NO)的合成，減輕對心血管系統(tǒng)缺血損傷。
　　L-Gln是機(jī)體自身所具有的一種營養(yǎng)物質(zhì)，具有安全無毒副作用，以其廣泛的生理作用，已有效地深入臨床、營養(yǎng)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，其顯著的多途徑抗氧化作用為次聲防護(hù)提供了理論依據(jù)。
　　S-100β蛋白特異性地存在于CNS的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中，正常情況下不能通過血腦屏障（Blood-brain barrier，BBB），血清中含量較低。大腦損傷后，S-100β蛋白從破壞了的神經(jīng)膠

5、質(zhì)細(xì)胞中釋放到腦脊液中，通過破壞了的BBB又釋放到血清，從而使血清S-100β蛋白水平迅速升高。故S-100β蛋白對腦損傷有高度敏感性和特異性，其血清中濃度的變化可反映腦損傷的程度，成為迄今最能反映腦損傷程度和預(yù)后的特異性蛋白之一。一般來說，血清中S-100β蛋白水平越高，腦損害越嚴(yán)重，預(yù)后越差。
　　自由基及自由基清除劑對指導(dǎo)臨床制定干預(yù)對策、確立最佳治療時(shí)間窗以及病情和預(yù)后判斷具有重要的價(jià)值。自由基清除系統(tǒng)的存在對于減輕腦損傷

6、，阻斷興奮毒性，防止由損傷引起的級聯(lián)反應(yīng)有十分重要的意義。由此可知腦中丙二醛(Malondialdehyde，MDA)及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)的含量是用于評價(jià)腦組織損傷和藥物療效的重要指標(biāo)之一。
　　本實(shí)驗(yàn)依相關(guān)要求給予各組大鼠L-Gln、次聲不同處理后，通過對比分析大鼠學(xué)習(xí)成績、血清中S-100β蛋白濃度、腦組織中SOD和MDA含量及海馬細(xì)胞壞死率和凋亡率，來驗(yàn)證L-Gln對大鼠次聲性

7、腦損傷是否有防護(hù)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)如下：
　　1、動物分組、模型制備和標(biāo)本的采集
　　采用Y型電迷宮選取學(xué)習(xí)能力相近的大鼠64只，隨機(jī)分為4組：正常對照組、次聲組（16Hz/130dB）、次聲+藥物組（16Hz/130dB+L-Gln）、藥物→次聲組（先給予L-Gln7天，然后暴露16Hz/130dB）。正常對照組不予特殊處理，余下3組分別按要求予以L-Gln和次聲處理。7天后，測大鼠尋找到平臺的潛伏期（Morris水迷宮試驗(yàn)），以

8、此作為學(xué)習(xí)功能的指標(biāo)；分離血清冷凍保存，為檢測血清中S-100β蛋白濃度備用；摘取大腦冷凍保存，為檢測腦組織中SOD和MDA含量備用；分離海馬組織制備細(xì)胞懸液，為檢測海馬細(xì)胞凋亡率和壞死率備用。
　　2、L-Gln對次聲致大鼠記憶障礙的防護(hù)效應(yīng)
　　大鼠暴露于16Hz/130dB次聲環(huán)境下2h/d，7天后次聲組大鼠較正常對照組大鼠尋找到平臺的潛伏期明顯延長（P<0.01）；給藥組，無論提前給L-Gln還是同時(shí)給L-Gln組，

9、大鼠尋找到平臺的潛伏期較次聲組明顯縮短（P<0.05）；提前給藥組和同時(shí)給藥組比較，同時(shí)給藥組大鼠潛伏期有所縮短但該差別不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。結(jié)論：L-Gln對大鼠次聲性腦損傷的學(xué)習(xí)障礙能夠有所改善。提前給藥組和同時(shí)給藥組比較，沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　3、L-Gln對大鼠次聲性腦損傷血清中S-100β蛋白濃度的影響
　　正常對照組大鼠外周血S-100β蛋白濃度極低；與正常對照組比較，其它三組S-100β蛋白濃度明顯

10、升高（P<0.01）；與次聲組比較，次聲+藥物組、藥物→次聲組S-100β蛋白濃度下降（P<0.05）；與次聲+藥物組比較，藥物→次聲組S-100β蛋白濃度升高（P<0.05）。結(jié)論：次聲（16Hz/130dB，2h/d，共7d）作用可引起大鼠血清中S-100β蛋白濃度明顯升高，提示次聲不但損傷腦實(shí)質(zhì)，同時(shí)破壞BBB；L-Gln能夠部分降低次聲性腦損傷的程度，提前給藥可減輕次聲性損傷，但其防護(hù)效果比次聲作用同時(shí)給藥效果差。
　　4

11、、L-Gln對次聲損傷大鼠腦組織中SOD和MDA含量的影響
　　與正常對照組大鼠比較，次聲組SOD活性升高（P<0.05）；次聲+藥物組、藥物→次聲組SOD活性升高（P<0.01）。與次聲組比較，次聲+藥物組SOD活性升高（P<0.01）；藥物→次聲組SOD活性升高（P<0.05）。與次聲+藥物組比較，藥物→次聲組SOD活性降低（P<0.05）。結(jié)論：次聲（16Hz/130dB，2h/d，共7d）作用可引起大鼠腦中SOD含量升高，

12、調(diào)動抗氧化酶系統(tǒng)應(yīng)激性，提示自由基對大腦的損傷；L-Gln能夠提高機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)能力，從而提高機(jī)體對抗自由基損傷。提前給藥對SOD的影響比次聲作用同時(shí)給藥小。
　　與正常對照組大鼠比較，次聲組MDA含量升高（P<0.01）；次聲+藥物組MDA含量升高（P<0.05）；藥物→次聲組MDA含量升高（P<0.01）。與次聲組比較，次聲+藥物組MDA含量升高（P<0.01）；藥物→次聲組MDA含量升高，（P<0.05）。與藥物→次聲組比

13、較，次聲+藥物組MDA含量下降（P<0.05）。結(jié)論：次聲（16Hz/130dB，2h/d，共7d）作用可引起大鼠大腦MDA含量升高，提高大腦脂質(zhì)過氧化的程度，提示次聲損傷大腦組織；L-Gln能夠部分降低次聲性腦損傷的程度，提前給藥可減輕次聲性損傷，但其防護(hù)效果比次聲作用同時(shí)給藥效果差。
　　5、L-Gln對次聲損傷大鼠海馬細(xì)胞凋亡率和壞死率的影響
　　與正常對照組大鼠比較，次聲組海馬細(xì)胞凋亡率和壞死率顯劇升高（P<0.01

14、）；與次聲組比較，次聲+給藥組、藥物→次聲組，海馬細(xì)胞凋亡率和壞死率顯劇降低（P<0.01）；與藥物→次聲組比較，次聲+給藥組海馬細(xì)胞凋亡率和壞死率降低，但差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論：次聲（16Hz/130dB，2h/d，共7d）作用可引起大鼠海馬細(xì)胞凋亡及死亡，導(dǎo)致海馬細(xì)胞損傷；L-Gln能夠部分有效預(yù)防和保護(hù)次聲對大鼠海馬細(xì)胞損傷的作用。
　　本實(shí)驗(yàn)以L-Gln、次聲（16Hz/130dB，2h/d，共7d）為