【关键词】 大鼠，
关键词: 加速度;推拉动作;推拉效应;记忆;行为;大鼠
摘 要:目的 探讨推拉动作后再高G值暴露对大鼠记忆功能和行为的影响. 方法 24只雄性SD大鼠随机分为对照组、+10Gz/3min组和推拉组3组，每组8只.记录+Gz暴露后不同时间大鼠记忆功能和行为的变化. 结果 推拉组大鼠正确反应率在暴露后即刻与2d时较对照组显著降低（P&<0.01），反应时在暴露后即刻、2d及4d时较对照组及+10Gz/3min组显著延长（P&<0.01），错误数及错误时间在暴露后6h及6d时较对照组及+10Gz/3min组显著增加（P&<0.01），潜伏期在暴露后6h，2d，4d及6d时较对照组及+10Gz/3min组显著缩短（P&<0.01），理毛次数在暴露后6h时与对照组相比显著减少（P&<0.05），中央格内停留时间在暴露后即刻与对照组及+10Gz/3min组相比显著延长（P&<0.01），平衡能力在暴露后即刻及2d时较对照组和+10Gz/3min组显著降低（P&<0.01）. 结论 推拉动作后再进行+10Gz/3min暴露可导致大鼠严重的持续性记忆功能障碍和平衡失调.
Keywords:acceleration;push-pull maneuver;push-pull ef-fect;memory;behavior;rats
Abstract:AIM To explore the effect of push-pull maneuver on rat’s memory and behavior.METHODS Twenty-four male SD rats were randomly pided into three groups:the control group，the push-pull and the+10Gz/3min groups.The changes in rat’s memory and behavior were measured af-ter+Gz exposure.RESULTS As compared with the con-trol，rate of right reflex decreased significantly immediately and2days after push-pull effect（P&<0.01）;the number of make-up decreased significantly6hours after the push-pull effect（P&<0.05）.As compared with the control and+10Gz/3min，time of reaction lengthened significantly at imme-diately，2days and4days after the push-pull effect（P&<0.01）;the number of error and time of errors increased sig-nificantly6hours and6days after the push-pull effect（P&<0.01）;latent time decreased significantly，6hours，2days，4days and6days after the push-pull effect（P&<0.01）;time stay in center grille lengthened significantly immediately after push-pull effect（P&<0.01）;balance function decreased sig-nificantly immediately and2days after the push-pull effect（P&<0.01）.CONCLUSION It is suggested that the expo-sure to+10Gz for three minutes after-1Gz exposure may induce a sustained disturbance in rat’s memory and balance functions.
0 引言
近10a来，由于飞机机动性能的不断提高以及空战中攻击性动作的需要，推拉动作和推拉效应出现的机率也大为增加［1-3］ .因而越来越多的证据证实推拉效应的严重性［3，4］ ，推拉效应迅速成为国内外航空医学界关注的热点之一.以往的研究表明，高G值暴露可引起大鼠脑缺血、缺氧等，从而导致学习记忆能力降低［5，6］ ，推拉效应可使其后的高G值暴露中脑血流量降低更甚.因此，学习记忆能力降低也可能更甚，但目前关于推拉动作后学习记忆功能的改变尚未见报道.本研究旨在探讨推拉动作后再高G值暴露对大鼠记忆功能和行为的影响.
1 材料和方法
1.1 动物 雄性SD大鼠24只（第四军医大学实验动物中心提供），体质量（185±10）g，先饲养1wk使其适应实验环境，排除惊吓、环境等因素对大鼠记忆和行为的影响，并随机分为对照、+10Gz/3min和推拉3组，每组8只.
1.2 方法
1.2.1 加速度作用方式 采用动物离心机进行+Gz暴露，离心机的半径为2m，可模拟的正加速度范围为+1～+12Gz，由计算机进行加速度程序控制.利用自制的有机玻璃盒（容积为15cm×5cm×3cm）承载大鼠，并水平固定于离心机的转臂上，大鼠头部朝向离心机旋转轴心.推拉组大鼠先进行-1Gz暴露1min，随即进行+10Gz暴露，峰值作用时间为3min，+10Gz/3min组大鼠只进行+10Gz暴露，峰值作用时间也为3min，加速度增长率均为1G・s-1 .对照组大鼠仅放置于有机玻璃盒中3min，但不进行+Gz暴露.
1.2.2 Y-型迷宫实验 Y-型迷宫即三等分辐射式迷路箱，由三个支臂和一个连接区组成，三臂相互间夹角为120°，每臂长40cm、宽15cm，底部铺以直径为5mm、间距为6mm的铜棒［7］ .各臂末端装有信号灯，信号灯打开指示该臂为安全区，即该臂底部不通电.安全区的方位可随机变换，当某臂为安全区时，另两臂和连接区均带有刺激电压，可训练大鼠学会主动逃避反应，逃向安全区.实验在安静、光线较暗的环境中进行.实验开始时，将大鼠放入迷宫的起始臂中，使其适应环境1min，然后随机打开剩余二臂中任何一臂的信号灯，使之成为条件信号 指示大鼠应跑向该臂.经过5s的延时后，不亮灯的两臂及连接区开始通电，给大鼠以电击作为非条件刺激驱使其逃到安全臂，电击电压为40V.此时灯光仍持续60s，可使动物产生记忆.然后熄灯，即完成1次测试.如果大鼠在通电后从所在的暗臂跑到另一暗臂，则记为错误1次;如果进入亮臂则记为正确1次.大鼠到达的安全臂即为下1次测试的起始臂，两次测试相隔1min.以动物连续10次中有9次（90%）反应正确定为学会标准.24h后进行+Gz暴露，然后于暴露结束后的即刻，6h，1d，2d，4d和6d观察大鼠记忆的改变.每次实验检测10次，正确反应的次数计为A，以A/10×100%称为正确反应率.同时记录大鼠完成这10次检测所需的反应时.
1.2.3 避暗实验 实验箱由明、暗两个箱子组成，箱底铺以铜丝网，其中暗箱有可控制式电源开关，可通以40V交流电.暗箱与明箱相连的壁中央有8cm×8cm洞，大鼠可以自由通过［7］ .首先将大鼠放入明箱中，由于其钻洞及趋黑本性，则钻入暗箱中，此时给予40V交流电，大鼠因遭受电击而逃回明箱中，此即为 1次学习.以大鼠在明箱中停留时间超过5min为学会.大鼠学会后进入暗箱前，在明箱中停留的时间为潜伏期.以学会后重新进入暗箱为1次错误，记录在5min内大鼠错误的总次数为错误数，大鼠在暗箱所耽搁的总时间为错误时间.测量时机是在暴露前24h及暴露结束后的即刻，6h，1d，2d，4d和6d.
1.2.4 旷场分析实验 旷场分析箱高40cm、长和宽均为80cm，周壁为黑色，底面分为面积相等的25块方格，沿墙格称为外周格，其余为中央格［8］ .将大鼠放入旷场反应箱正中格中，观察3min内大鼠的活动情况.采用单盲法，设两位观察者，分别观察不同指标.观察指标包括大鼠理毛次数、中央格内停留时间、跨格次数（三爪以上跨入邻格的次数）和站立次数（两前肢离地1cm以上）.每次试验后，清洗旷场周壁及底面，以免上次动物余留的信息影响下次测试结果.测量时机也是在暴露前24h及暴露结束后的即刻，6h，1d，2d，4d和6d.
1.2.5 平衡实验 平衡实验采用长150cm、直径8cm的PVC棒1根，平放在距地面15cm处，作为一个平衡木让大鼠在其上行走［9］ .平衡棒行走测评评分标准分为4个等级.0分:大鼠在棒上快捷行走并可自由转身;1分:大鼠在棒上可缓慢移动;2分:大鼠在棒上呆卧不动或呆卧片刻即掉下来;3分:大鼠在棒上频繁跌下.测量时机也是在暴露前24h及暴露结束后的即刻，6h，1d，2d，4d和6d.
实验时间为每日上午8:00～12:00（6h点在暴露当日的下午3:00～5:00），在同一环境相似的条件下进行.
统计学处理:数据均以x ±s表示，采用“SPSS10.0for windows”进行随机单位组方差分析，两组间比较用t检验，以P&<0.05为差别显著性的界限.
2 结果
2.1 +Gz暴露后大鼠记忆功能的改变 对照组大鼠正确反应率随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前先降低后升高（P&<0.01）;+10Gz/3min组大鼠正确反应率在暴露后即刻与2d时较暴露前显著降低（P&<0.01），各时间点与对照组相比均无显著性差异;推拉组大鼠正确反应率在暴露后即刻、2d及4d时较暴露前均显著降低（P&<0.05），与对照组比有显著性差异（P&<0.01，Fig1A）.对照组大鼠反应时随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前逐渐缩短（P&<0.01）;+10Gz/3min组大鼠反应时在暴露后即刻与2d时较暴露前显著延长（P&<0.05），与对照组比较有显著性差异（P&<0.01）;推拉组大鼠反应时在暴露后即刻、2d及4d时较暴露前均显著延长（P&<0.05），与对照组及+10Gz/3min组比较有显著性差异（P&<0.01，Fig1B）.
图1 略
对照组大鼠错误数及错误时间随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前没有显著性改变;+10Gz/3min组大鼠错误数及错误时间仅在暴露后6h时较暴露前显著增加（P&<0.01），与对照组相比没有显著性差异（P&<0.01）;推拉组大鼠错误数及错误时间在暴露后6h及6d时较暴露前显著增加（P&<0.01），与对照组和+10Gz/3min组相比有显著性差异.对照组大鼠潜伏期随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前没有显著性改变;+10Gz/3min组大鼠潜伏期在暴露后亦没有显著性改变，各时间点与对照组相比均无显著性差异;推拉组大鼠潜伏期在暴露后6h，2d，4d及6d时较暴露前显著缩短（P&<0.01），与对照组和+10Gz/3min组相比有显著性差异（Tab1）.
2.2 +Gz暴露后大鼠行为的改变 对照组大鼠理毛次数随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前显著减少（P&<0.05），仅在暴露后6h时较暴露前减少不显著;+10Gz/3min组大鼠理毛次数在暴露后亦随时间的延长较暴露前显著减少（P&<0.01），各时间点与对照组相比无显著性差异;推拉组大鼠理毛次数在暴露后亦随时间的延长较暴露前显著减少（P&<0.01），在暴露后6h时与对照组相比有显著性差异（P&<0.05，Fig2A）. 转贴于 对照组大鼠中央格内停留时间随着时间的延长 （测量次数的增加）较暴露前显著缩短（P&<0.01）;+10Gz/3min组大鼠中央格内停留时间在暴露后亦随时间的延长较暴露前显著缩短（P&<0.01），各时间点与对照组相比无显著性差异;推拉组大鼠中央格内停留时间在暴露后即刻显著延长，与对照组及+10Gz/3min组相比有显著性差异（P&<0.01，Fig2B）.对照组大鼠站立次数及跨格次数随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前显著减少（P&<0.01）;+10Gz/3min及推拉组大鼠站立次数及跨格次数在暴露后亦随时间的延长较暴露前显著减少（P&<0.01），与对照组比较，+10Gz/3min及推拉组大鼠的站立次数及跨格次数在暴露后即刻和2d时显著性减少（P&<0.05，Fig2C，D）.
表1 +Gz暴露后大鼠错误数、错误时间和潜伏期的变化 略
2.3 +Gz暴露后大鼠平衡能力的改变 对照组大鼠平衡能力随着时间的延长（测量次数的增加）较暴露前基本上没有改变;+10Gz/3min组大鼠平衡能力在暴露后即刻较暴露前显著变差（P&<0.01），与对照组比较有显著性差异（P&<0.01），在暴露后6h即恢复正常;推拉组大鼠平衡能力在暴露后即刻及2d时较暴露前显著变差（P&<0.01），与对照组及+10 Gz/3min组比较有显著性差异（P&<0.01，Fig3）.
图2 － 图3 略
3 讨论
Y-迷宫实验是用来检测大鼠视觉及空间位置判断识别能力的一种方法.本实验结果表明，+10Gz/3min组大鼠仅在暴露后即刻和2d时反应时较对照组显著延长，而在其它时间点与对照组及自身暴露前相比则没有显著性差异.从+Gz暴露后1d时开始，推拉组大鼠反应时较+10Gz/3min组及对照组显著延长，而正确反应率较+10Gz/3min组及对照组显著降低，直到4d时还未恢复正常，提示推拉动作后再+10Gz/3min暴露使大鼠的记忆能力明显的持续性的降低，在2d时这种降低最显著，说明推拉效应加重了+Gz暴露对大鼠记忆功能的影响.
中央格停留时间是动物空间认知能力的反映［10］ ，正常动物会避开空旷环境，迅速离开中央格，沿周边活动.如果对新环境的认知能力差，则大鼠停留在中央格的时间就会延长.推拉组大鼠的中央格内停留时间在暴露后即刻较+10Gz/3min组显著延长，提示推拉效应可能造成了大鼠对新环境的认知障碍;同时，在暴露后即刻推拉组大鼠存在较严重的运动功能障碍，因此也不能排除运动功能障碍造成大鼠的中央格内停留时间延长.我们知道，理毛是动物对新环境满意程度的反映［10］ ，也与动物的兴奋性有关［11］ .3个组的6h时理毛次数都较暴露后其他时间点多，可能是由于大鼠在下午比上午的兴奋性高所造成的;而推拉组较对照组理毛次数显著减少，提示此时该组动物兴奋性较低，对环境的适应性相对变差.
平衡实验是直接反映大鼠运动协调与整和能力的指标.+10Gz/3min组在暴露即刻频繁下跌，而在6h即恢复正常，提示+10Gz/3min暴露对大鼠平衡功能有短暂性影响.推拉组在暴露后即刻及2d时频繁下跌，提示推拉动作后再+10Gz/3min暴露对大鼠平衡功能的影响并非是一过性的.
Sheriff等［12］ 发现与单纯+Gz暴露相比，推拉动作后大鼠的颈动脉血压显著降低，相应的头水平动脉压也会显著降低，造成脑血流量的降低使得脑部供血不足，从而进一步影响了脑的高级功能.大脑的血流量与大脑灌注压成正比，与脑血管阻力成反比.其中大脑灌注压就是头水平动静脉压之差.-Gz时由于血液柱流体静压的翻转，头水平血压升高，其中动脉血压立即升高，而静脉血压则逐渐升高（静脉有一定的扩张度），动静脉差增大，大脑灌注压升高.在一定的范围内脑血管会随大脑灌注压的升高而“自发性”收缩，从而使脑血管阻力增大.通过这种脑血流的自我调节，使脑血流量维持相对稳定.在+Gz暴露即刻，血液柱流体静压再次翻转，头水平动静脉压立即降低.由于在-Gz时血液头向惯性移位，急剧升高的颈动脉血压引起颈动脉窦、主动脉弓压力感受器强烈的神经反射，使心迷走中枢活动更强，交感中枢更加抑制，致使+Gz时心血管功能的恢复不完全，推拉效应在推时相的减压反应和外周血管扩张，在拉时相还持续一段时间.此时迅速转入+Gz作用，导致心率减慢及心水平血压降低［13，14］ .另外，由于-Gz阶段交感抑制的持续效应，使压力感受器对+Gz低血压的反射性反应延迟，从而使得在+Gz即刻头水平动脉压降低较静脉压更明显，使得动静脉压差减少，大脑灌注压减少.而-1Gz时升高的脑血管阻力需要较长一段时间才能恢复.由于此时大脑灌注压减少而脑血管阻力又较高，造成大脑的血流量的降低会比没有-Gz预先作用时更显著，更容易产生记忆功能障碍.
总之，本研究表明，+10Gz/3min暴露可引起大鼠暂时性记忆功能障碍和平衡失调，而推拉动作后再+10Gz/3min暴露使大鼠产生持续性的、严重的记忆功能障碍和平衡失调，说明推拉效应加重了+Gz暴露对大鼠记忆功能和平衡功能的影响.
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