慢性间歇低氧对幼鼠学习记忆的影响

慢性间歇低氧对幼鼠学习记忆的影响

【摘要】目的建立慢性间歇低氧幼鼠模型,研究其空间学习记忆能力和海马CA1区神经元超微结构的变化。方法八臂迷宫训练成功的34周龄SD幼鼠40只随机分周间歇低氧组( 2H) 、对照组(2C)4周间歇低氧组(4H) 、对照组( 4C) ,建立慢性间歇低氧动物模型,间歇低氧结束后八臂迷宫测试学习记忆能力,透射电镜观察海马CA1 区神经元的超微结构变化。结果间歇低氧组参考记忆错误[ (3. 30 ±1. 06)次、(2. 00 ±0. 67)]、工作记忆错误[ (2. 30 ±0. 67)次、( 1. 00 ±0. 82)]和总错误次数[ (5. 40 ±1. 78)次、(3. 00 ±0. 82)]均高于对照组< 0. 05) ,且随着间歇低氧时间的延长,这种错误次数增多< 0. 05) ;电镜下间歇低氧组海马CA1区神经细胞的形态、胞浆内的细胞器均有明显变化。结论

慢性间歇低氧可引起幼鼠空间学习记忆能力下降,这可能和海马CA1区神经元超微结构改变有关。

【关键词】慢性间歇低氧模型记忆海马超微结构

材料与方法

一、材料

取体质量为80100 g健康雄性SPFSD ( Sp ra2gue Dawley)幼鼠(34周龄) 50,由温州医学院试验动物中心提供,合格证号: [ SYXK() 200520061 ];CYES2Ⅱ型氧、二氧化碳气体测定仪(上海嘉定学联仪表厂) ; POWERLAB /8SP生理信号采集分析系统(澳大利亚AD Instruments公司) ;间歇低氧大鼠不锈钢饲养舱和空气模拟对照舱自制;空气压缩泵;电磁阀;单片机;医用压缩氧气(浓度> 99. 5%)和压缩高纯度氮气(浓度> 99. 99% ) , 由温州市医用氧厂提供;LKB2088型超薄切片机; H27500型透射电镜;八臂迷宫(温州医学院附属二院麻醉科) ;迷宫用饲饵(浙江大学医学院脑与智能研究中心

二、方法

1. 八臂迷宫试验:本实验参照Zou LB 等方法进行训练。训练前先将幼鼠饿至原体重的85%左右,此后在训练过程中保持该体重。然后迷宫中适应2 d,每天1次。适应时2只幼鼠同时置于迷宫中,自由活动和摄取饵15min。适应后进行/d的训练。每次训练中,八臂中只有四臂放置了饵(分别是3, 5, 6, 8号臂) ,整个实验过程均维持此顺序。幼鼠放在迷宫中央区,用一小塑料桶盖住, 15 s后提起塑料桶放出幼鼠,幼鼠可选择进入任意一臂,以摄取饵。幼鼠进入有饵的臂且摄取了饵为一次正确选择,否则为错误选择。重新进入放饵臂称为工作记忆错误(working memoryerror,WME) ,**次进入不放饵臂称为参考记忆错误( reference memory error, RME) ,两者之和为总记忆错误( totalmemory error, TE) 。连续5次训练错误选择次数为≤1,同时WME必须为零,认为训练成功。慢性间歇低氧对幼鼠学习记忆的影响

2. 分组:取迷宫训练成功幼鼠40,随机分为2周低氧组(2H) 4周低氧组( 4H) 2周对照组( 2C) 4周对照组(4C) ,每组各10只。

3. 动物模型建立: OSAHS 动物模型建立参照McGuireMGozalD等方法加以改进:气体钢瓶、减压阀、流量计、控制程序、继电器、电磁阀、显示器等组成控制系统自制间歇低氧舱主体由不锈钢制成,125 cm ×48 cm ×24 cm大小,舱盖中间部分为玻璃,方便观察;侧壁上有4个进气的单向阀, 4个排气的单向阀,这样舱内压力可以始终保持常压。实验过程中内置4个鼠笼,下铺4个铺满草纸的托盘接排泄物,幼鼠自由活动,不限饮食。

不同气源有不同的通气管道,均由程序控制的电磁阀开关,0. 3 KP压力通氮气30 s,30 s, 25L /min流量通氧气12 s,18 s,此为一个循环。每天7. 5 h(8: 5016: 20) 。在停止通气阶段由连接的测氧仪分别测间歇低氧舱内的氧浓度高值、低值和二氧化碳浓度,舱内氧浓度变化曲线示意图见图1。对照组置于同等条件下的空气模拟对照舱,通压缩空气,同一单片机程序控制。

实验过程中,各舱上面均盖厚布,使舱内保持黑暗,模拟夜间睡眠状态,每天出舱后幼鼠置于日光灯下,模拟白天,活动、饮食不限。试验结束前使幼鼠保持饥饿状态,低氧结束当日测试迷宫,整个测定过程参照物体和放食物臂同训练过程一致。

结论

实验中,我们对模型的心血管系统的生理指标进行了评价,发现2周和4周间歇低氧组大鼠均出现了肺动脉压升高,与国内外类似模型相符,间接证明本模型造模成功。

放射状八臂迷宫(四臂放食物)是一种经典的测定动物空间记忆的方法它可以同时检测动物的参照记忆和工作记忆 ,动物通过观察周围固定的参照物来学习和记忆自身与饵(置于迷宫臂末端的白色小食丸的相对位置。在本实验条件下, 2H4H组的幼鼠在放射状八臂迷宫的错误选择次数(包括RMEWMETE)分别高于2C4C,证实间歇低氧能够造成幼鼠空间学习记忆能力(包括工作记忆和参考记忆)的损害。此外,本实验还显示4HRMEWMETE要高于2H,4C2C组之间差异无统计学意义,说明这种空间学习记忆能力障碍随着间歇低氧时间的延长而加重。


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