声光与机械刺激对脓毒症大鼠睡眠和血脑屏障及认知功能的影响

• 作者: 何鹏 陈玲 刘玉 刘天 吴克艳 杨珉 姚鹏
• 来源期刊: 中华危重病急救医学
• 关键词: 噪声 强光 机械刺激 脓毒症 血脑屏障 认知功能
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 论著·重症感染与脓毒症（基础研究）
• 页码范围: 529-534
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.cn121430-20200630-00514

摘要

目的:探讨噪声、强光及机械刺激对脓毒症大鼠睡眠、血脑屏障和认知功能的影响。方法:选择40只雄性SD大鼠，均经腹腔注射10 mg/kg脂多糖（LPS）制备脓毒症模型，并分别给予0、30、45、60、75 dB噪声刺激或0、50、100、200、400 Lux光照刺激（均 n＝4），96 h后通过测定血清皮质醇、褪黑素及脑组织伊文思蓝（EB）含量等指标筛选后续实验条件。然后另外选择40只雄性SD大鼠，按随机数字表法分为对照组（Con组）、LPS组、噪声干预组（LPS+60 dB组）、200 Lux光照干预组（LPS+200 Lux组）及机械刺激组（LPS+MS组），每组8只。分别予以相应刺激96 h后，通过旷场实验及条件性恐惧实验评估大鼠探索行为和认知功能；用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测脑组织白细胞介素-6（IL-6）含量和血清皮质醇、褪黑素水平以评估大鼠睡眠质量、中枢炎症及应激反应；通过EB渗透实验评估血脑屏障完整性；用蛋白质免疫印迹试验（Western blotting）检测海马组织密闭小带蛋白1（ZO-1）、封闭蛋白5（Claudin-5）、裂解的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）蛋白表达以评估大鼠海马区血脑屏障完整性和神经元凋亡情况。 结果:与0 dB噪声组或0 Lux光照组相比，60 dB噪声组及200 Lux光照组血清褪黑素水平即明显降低，血清皮质醇及脑组织EB含量即明显升高，故选取60 dB噪声、200 Lux光照作为后续实验条件。与Con组相比，LPS组旷场实验水平分数、垂直分数明显降低，僵直时间占比、脑组织EB和IL-6含量、血清褪黑素和皮质醇水平以及海马区ZO-1、Claudin-5、caspase-3蛋白表达差异均无统计学意义。与LPS组相比，LPS+60 dB、LPS+200 Lux、LPS+MS组大鼠水平分数、垂直分数及僵直时间占比明显降低〔水平分数（分）：73.8±9.7、80.3±9.4、64.5±8.3比103.6±15.5，垂直分数（分）：9.4±1.7、11.2±1.9、6.8±0.9比15.9±2.8，僵直时间占比：（45.3±4.7）%、（53.3±5.8）%、（42.1±5.1）%比（66.1±6.3）%〕，血清褪黑素水平明显降低（ng/L：53.62±6.20、44.25±6.41、45.33±5.84比74.39±7.54），血清皮质醇水平明显升高（nmol/L：818.34±95.53、710.04±65.41、989.73±91.63比398.82±72.59），脑组织EB、IL-6含量明显升高〔EB（μg/g）：2.80±0.35、2.38±0.31、3.24±0.42比1.59±0.26，IL-6（ng/g）：31.56±4.11、26.69±3.75、37.47±4.56比16.28±2.69〕，海马组织ZO-1、Claudin-5蛋白表达明显降低（ZO-1/β-actin：0.37±0.04、0.32±0.05、0.24±0.04比0.80±0.09，Claudin-5/β-actin：0.62±0.08、0.47±0.06、0.35±0.05比0.97±0.20），caspase-3蛋白表达明显升高（caspase-3/β-actin：0.56±0.06、0.39±0.04、0.72±0.12比0.20±0.03），差异均有统计学意义（均 P<0.05）。 结论:60 dB噪声、200 Lux光照或机械刺激96 h可显著抑制脓毒症大鼠血清褪黑素分泌、促进皮质醇分泌，激活中枢炎症反应，促使海马区神经元凋亡、血脑屏障通透性升高，进而导致睡眠障碍和认知功能损害。