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第三代高性能战斗机能够产生高达+9Gz,高增长率和长时间作用(可持续45s)的+Gz暴露,并可反复出现,已经超过了人体的生理耐受限度,成为威胁飞行安全的主要因素。目前,我国引进及自行研制的第三代高性能战斗机已经大量装备部队,深入研究高G暴露对人体的影响,特别是对脑的影响及其机制是我国航空医学界面临的重要课题。 +Gz暴露时的一个主要生理影响就是血液向下身转移,导致脑部血压下降,血液灌流减少,使脑部出现缺血缺氧现象。学习与记忆是动物和人类赖以生存所不可或缺的重要脑功能,学习记忆相关脑区如大脑皮层、海马、丘脑、纹状体等都是对缺血损伤很敏感的区域,短暂性脑缺血/再灌注即可引起上述脑组织的损伤。但目前关于+Gz暴露对脑的影响的研究主要集中在对脑组织形态及机制的探讨方面,对于脑功能的变化却很少涉及。行为学方法是探讨各种应激作用下,脑功能变化的重要研究手段。有研究表明,大鼠的记忆保持能力在高G暴露后受到损害,但高G暴露对学习能力的影响未见报道。学习记忆功能受到多种因素的调控,生长抑素(somatostatin,SS)是中枢神经系统中与学习记忆功能密切第四月耳医大学俘d匕云仑二弋相关的一种神经活性肤。脑缺血性损伤时,中枢55含量显著下降,是导致脑缺血致学习记忆功能受损的重要因素之一。脑缺血预适应可以减轻严重脑缺血导致的各种病理和功能损害,采用低G预适应措施后对神经元也出现了类似的保护作用。那么,高G暴露对大鼠学习记忆功能影响作用的规律如何?此过程中55是否发生了变化?低G预适应能否改善学习记忆功能受损程度及机制如何?阐明这些问题,对进一步揭示高G暴露致脑的损害及其机制,对发展高效的抗G措施具有重要的理论意义。 本研究利用动物离心机模拟+Gz暴露;通过旷场反应,Y一型迷宫实验及避暗实验等多种途径,考察了不同+Gz暴露对大鼠学习记忆功能的影响;采用放射免疫和原位杂交等方法,观察了+Gz暴露后不同脑区SS蛋白和55 mRNA的变化;采用低G预适应措施,探讨了其对高G致学习记忆功能障碍的保护作用,及与脑部SS蛋白变化的相关性。 本研究的主要结果及意义如下: 1十6Gz/3min和+l OGz/3min暴露致大鼠学习记忆功能的变化旷场反应中,+6 Gz/3min组在暴露后Od总得分较对照组显著降低(尸<0.01),中央格停留时间有延长的趋势;+10 Gz/3min组中央格停留时间在od和Zd较对照组显著延长(P<0.05),总得分在暴露后od显著降低(p<0.01);与+6Gz/3min组比较,+10 Gz/3min组中央格停留时间在暴露后Zd显著延长(P<0 .05)。辨别性学习能力测试中,十6 Gz/3min组正确反应次数和反应时在Od与对照组比较无显著性改变,而在暴露后Zd、4d和6d时正确反应次数均较对照组显著减少(尸<0.01),反应时均显著延长(尸<0.01);+10Gz/3min组在暴露后各时间点的正确反应次数较对照组均显著减少(尸<0.01),反应时均显著延长(尸<0.01);与+6 Gz/3min组比较,+l 0 Gz/3而n组的正确数仅在Od时显著减少(尸<0.01),反应时显著延长(P<0.05),余无显著差异。被动回避反应观察到,乡官四国耳日乏口悦学们挤d七七仑岁仁与对照组比较,+6G刁3min和+10G刁3而n组的od潜伏期均显著延长(尸<0.05),6d潜伏期均显著缩短(尸<0.01);与+6G刁3min组比较,+l OG刁3min组的学习所用总时间、od潜伏期及6d潜伏期均显著缩短(作0.05)。结果提示,+Gz暴露后大鼠的学习能力出现了严重地持续性受损,而记忆保持能力也受到损害,同时伴有兴奋性和对环境认知能力的暂时性降低,并且随着G值的增加,+Gz暴露导致的大鼠学习能力受损更加严重,但其损伤程度和G值的改变并不是线性相关。 2+6G叫55 xs和+10G对朽sxs暴露致大鼠学习记忆功能的变化旷场反应中,与对照组比较,+6G洲5s重复5次组(+6Gz组)在暴露后od总得分显著降低(尸<0.01),中央格停留时间有延长的趋势;+10G刁455重复5次组(+10 Gz组)在od中央格停留时间显著延长(P<0.01),总得分显著降低(P<0.01):与场Gz组比较,+10 Gz组中央格停留时间在od和4d显著延长(尸<0.05),总得分在各时间点均无显著差异。辨别性学习能力测试中,+6 Gz组正确反应次数和反应时在各时间点与对照组均无明显差异;+lOGz组正确反应次数在Zd较对照组显著减少(尸<0.01),反应时在od,Zd显著延长(P<0.05或P<0 .01);与+6 Gz组比较,+10 Gz组的正确反应次数在od,Zd时显著减少(P<0.05或P<0.ol),反应时在od,Zd,4d显著延长(P<0.05或尸<0.01)。被动回避反应中,与对照组比较,+6 Gz和+l 0 Gz组各项指标均无显著性改变;+10 Gz组的潜伏期有延长趋势,6d潜伏期有缩短趋势。与+6 Gz组比较,+l 0 Gz组的各项指标无显著性变化。以上结果提示,455重复5次暴露后,+l 0 Gz组学习能力暂时性降低,+6 Gz组学习能力无明显变化;大鼠记忆保持能力未受影响。 3+6Gz/3 min和+l OGz/3min暴露致大鼠脑内生长抑素的变化放射免疫结果显示,与对照组比较,+6G刁3而n组在暴露后0d,Zd海马55显著降低(尸<0.05或尸<0.01),在暴露后Od皮层55第四军医大学体d匕自仑文显著降低(P<0.05