低频电刺激对不同动物血内激素水平的影响

俞发荣，宁晓希，俞文 ，谢明仁，连秀珍，李登楼，张诗爽

(甘肃政法学院 甘肃省证据科学技术研究与应用重点实验室，兰州 730070)

社会环境因素对人类行为生理和健康影响的研究，是目前生命科学与人口健康研究的重要课题之一。随着社会的高速发展，工作和生活节奏不断加快，时代对人类的要求也愈来愈高，人类将更多地处于应激之中，应激对人类的危害也将不断加剧。机体在遭遇紧急情况时，如恐惧、惊吓、焦虑、创伤或失血等情况，交感神经活动加强，去甲肾上腺素(noradrenaline，NA)、肾上腺素(adrenaline，A)的分泌量大大增加。NA、A 作用于中枢神经系统细胞膜受体，激活腺苷酸环化酶，将三磷酸腺苷(ATP)催化生成环-磷酸腺苷(cAMP)，cAMP 激活蛋白激酶A(PKA)，使蛋白质磷酸化，产生细胞反应，从而提高机体的兴奋性，使机体处于警觉状态，反应灵敏，以适应在应急情况下的需要，或使机体发病［1］，甚至猝死［2］。内皮素(endothelin，ET)是调节心血管功能的重要因子，对维持基础血管张力与心血管系统稳态起重要作用。内皮素是迄今为止发现的作用最强的缩血管物质。并且缩血管升血压效应还可反射性引起心率抑制，造成心肌供血不足、代谢紊乱，内皮素(ET)与去甲肾上腺素是引起猝死的关键因素，在应激损伤过程中具有至关重要的作用。

本文给予中国树鼩、Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠低频电刺激，观察相同刺激对不同种类动物应激反应的程度，探索NA、ET 在应激损伤中的作用，为法医病理学研究和应激损伤案例分析提供参考资料。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物

中国树鼩(滇西亚种，Tupaia belangeri chinensis［3］)，90 只，雄性，体重120 ～125 g，购于中国科学院昆明动物研究所【SCXK(滇)K2013-0003】。SPF级Wistar 大鼠，90 只，雄性，体重200 ～210 g。SPF级BALB/c 小鼠，90 只，雄性，体重20 ～22 g，大、小鼠均购于甘肃省中医学院科研实验中心【SCXK(甘)2011-0001】。

1.1.2 试剂

利血平:批号:130406，广东邦民制药厂有限公司生产;去甲肾上腺素(NA)、内皮素(ET)放免检测试剂盒，北京北免东雅生物技术研究所生产。

1.1.3 仪器

GC-1200 γ 计数放免仪:美国Picker 公司制造;Dossy-2H 多通路生理参数采集存储仪:购于成都达硕生物科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组

选取中国树鼩、SPF 级Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠各90 只。中国树鼩在实验室饲育笼(250 cm ×150 cm × 150 cm 连接50 cm × 30 cm × 20 cm 休息室)内饲养，每笼5 只;Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠在独立通气笼(individual ventilated cages，IVC)内饲养，自由饮水进食，人工光照12 h。实验室温度18～22℃，IVC 内温度(22± 0.2)℃，湿度55% ～65%，适应7 d。每种动物按体重随机各分为3 组，每组30 只。电刺激组(给予脉冲直流电刺激［4］)。利血平组(各组在饮水中加入利血平2mg/100mL，次日给予电刺激，刺激条件同电刺激组)。

1.2.2 动物实验、标本采集和检测

实验前，每只动物均剃去左侧前、后肢体毛各约1.0 mm×1.0 mm，实验时，将Dossy-2H 多通路生理参数采集存储仪皮肤电极片(面积0.7 mm × 0.7 mm)粘贴于去毛处，外用尼龙带扎紧。对照组和实验组分别在实验(电刺激)后12、24、36 h 各取10 只动物(各组采血前禁食6 h，不禁水)，用乙醚吸入麻醉，从心脏采血1 mL，3000 r/min 离心10 min，分离血清，冻存待测。全部血清用GC-1200 γ 计数放免仪检测NA、ET 水平。

1.3 统计学分析

实验数据采用SPSS 17.0 软件进行统计学处理。低频电刺激对动物血激素水平的影响用百分比表示，组间差异采用单因素方差分析，用均数±标准差(±s)表示，以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 低频电刺激对中国树鼩血激素水平的影响

电刺激后12、24、36 h 检测，电刺激组中国树鼩血内皮素(ET)水平比对照组分别升高了79.84%、77.03%、69.52%(P ＜0.01);利血平组(先给予利血平，再给予相同的低频电刺激)中国树鼩血ET 水平比电刺激组分别降低了35.19%、35.38%、33.80%(P＜0.01);电刺激组中国树鼩血NA 水平比对照组分别升高了72.51%、64.99%、60.48%(P ＜0.01)，利血平组中国树鼩血NA 水平比电刺激组分别降低了65.38%、59.56%、52.60%(P ＜0.01)。见图1。

2.2 低频电刺激对Wistar 大鼠血激素水平的影响

电刺激后12、24、36 h 检测，电刺激组Wistar 大鼠内皮素(ET)水平比对照组分别升高了68.05%、47.30%、24.28%(P ＜0.01);利血平组Wistar 大鼠血ET 水平比电刺激组分别降低了32.54%、26.85%、14.28%(P ＜0.05 ～0.01);电刺激组Wistar 大鼠血NA 水平比对照组分别升高了66.12%、53.62%、44.39%(P ＜0.01)，利血平组Wistar 大鼠血NA 水平比电刺激组分别降低了69.84%、65.10%、60.38%(P ＜0.01)。见图2。

图1 低频电刺激对中国树鼩血激素水平的影响Fig．1 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the Chinese tree shrews．

图2 低频电刺激对Wistar 大鼠血激素水平的影响Fig．2 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the Wistar rats

2.3 低频电刺激对BALB/c 小鼠血激素水平的影响

电刺激后12、24、36 h 检测，电刺激组BALB/c小鼠血内皮素(ET)水平比对照组分别升高了67.39%、62.57%、55.59% (P ＜0.01);利血平组BALB/c 小鼠血ET 水平比电刺激组分别降低了20.44%、17.82%、19.27%(P ＜0.05 ～0.01);电刺激组BALB/c 小鼠血NA 水平比对照组分别升高了27.58%、21.72%、14.83% (P ＜0.05)，利血平组BALB/c 小鼠血NA 水平比电刺激组分别降低了17.25%、24.18%、16.04%。见图3。

图3 低频电刺激对BALB/c 小鼠血激素水平的影响Fig．3 Effect of low frequency electrical stimulation on blood hormone levels in the BALB/c mice

3 讨论

为了探索社会环境压力对人们身心健康的影响，很多学者对相关的动物模型进行了长期的研究，发现慢性环境刺激使中国树鼩血象［5］、血激素水平［6］、生殖系统［7］发生病理性变化。慢性束缚应激能引起大鼠学习记忆能力降低［8］、肠功能紊乱［9］，热刺激造成小鼠肝脏、十二指肠和空肠严重损伤［10］。反复电刺激清醒状态下大鼠上矢状窦［11］，大鼠出现抑郁的行为。旋转刺激能引起大鼠血促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone)、促肾上腺皮质素释放激素(corticotropin releasing hormone)水平升高［12］，激发肾上腺皮质激素的释放，增进抵抗力。高浓度的NA 加速内皮细胞合成并释放内皮素(ET)和血小板活化因子(platelet-activating factor)［13］。升高的ET 不仅本身有强烈的缩血管作用，而且增强NA 的缩血管作用［14］。睾酮(testosterone)水平下降［15］，可使大鼠血管内皮受损，ET 释放增加［16］。NA、ET 的过度分泌，在引起血管收缩的同时加剧血小板的激活并释放血栓素(thromboxane)，活化的血小板因子(PAF)又可进一步促进内皮细胞释放ET，PAF 加速血小板集聚，引起心、脑血管痉挛和血栓形成，造成机体损伤、发病甚至猝死。本文实验结果显示，给予中国树鼩、Wistar 大鼠、BALB/c 小鼠电刺激后，各组动物血NA、ET 水平均显著升高(均P ＜0.01)。给予利血平后再给予相同的电刺激后12 h 测定，各组动物NA、ET 水平比电刺激组明显降低(P ＜0.05 ～0.01)，其中ET 降低程度依次为中国树鼩(35.38%)＞Wistar 大鼠(32.54%)＞BALB/c 小鼠(20.44%)。实验结果表明，在应激反应中，因应激原种类、动物种属、性别、生理状态、应激状态的不同而有所差异;社会环境刺激能显著增加机体(人、动物)血液中NA、ET 水平;NA、ET 参与高血压、心脏病乃至猝死的病理过程;利血平能阻碍体内NA 的合成和释放，使交感－肾上腺髓质轴和下丘脑—垂体—性腺轴的兴奋降低，缓解了机体对应激损伤的反应，对机体有保护作用。

［1］刘水平，陈玉川，郭 薇，等．挤压伤大鼠血浆内皮素含量与心脏损伤的关系［J］．中山医科大学学报，2002，23(1):27－28．

［2］李军杰，叶平，骆雷鸣，等．慢性应激与血清皮质醇、肾上腺素和去甲肾上腺素的关系［J］．解放军医学院学报，2010，31(6):558 －559．

［3］王应祥．中国树鼩的分类研究［J］．动物学研究，1987，8(3):213 －230．

［4］俞发荣，连秀珍，张振南，等．即刻刺激对中国树鼩体内DA、cMAP、cMGP 水平的影响［J］．中国法医学杂志，2014，29(6):548 －550．

［5］连秀珍，张红梅，谢明仁，等．慢性环境刺激对中国树鼩行为方式的影响［J］．生态科学，2012，31(6):666 －670．

［6］俞发荣，常青云，连秀珍，等．生活环境条件对中国树鼩血激素水平和心理行为的影响［J］．中国实验动物学报2014，22(3):62 －66．

［7］俞发荣，连秀珍，张红梅，等．慢性环境刺激对中国树鼩生殖生理的影响［J］．中国应用生理学杂志，2014，30(5):442 －444．

［8］王逸，卢聪，宋广青，等．慢性束缚应激对SD 和Wistar 大鼠学习记忆能力的影响［J］．中国实验动物学报，2014，22(02):40 －44．

［9］周晨，胡浪，李天雪，等．应激所致肠功能紊乱大鼠模型的建立及内源性标志物的评价［J］．中国实验动物学报，2013，21(6):13 －17，2．

［10］王超，赵传超，施忠秋，等．热应激对小鼠器官指数、小肠损伤及胃HSP70 mRNA 表达的影响［J］．中国实验动物学报，2014，22(5):63 －66，10．

［11］李征，于生元，梁景耀，等．反复电刺激大鼠上矢状窦后的抑郁行为学表现［J］．中国实验动物学报，2012，20(2):6－10．

［12］汤冠荣，蒋锐，姜正林，等．前庭功能锻炼对运动病大鼠血浆应激相关激素水平的影响［J］．中国病理生理杂志，2013，29(6):1065 －1069．

［13］王吉文，丘宇茹，符少萍，等．大鼠脑缺血/再灌注致心肌损伤中心肌内皮素和去甲肾上腺素的表达［J］．中山大学学报(医学科学版)，2008，19(6):695 －700．

［14］Mitchell A，Rushentsova U，Siffertt W，et al．The angiotensin II receptor antagonist valsartan inhibits endothelin 1-induced vasoconstriction in the skin microcirculation in humans in vivo:influence of the G-protein beta3 subunit (GNB3)C825T polymorphism［J］．Clin Pharmacol Ther．2006，79(3):274 －281．

［15］刘占东，鲍晓力，张进禄，等．慢性应激状态下大鼠睾酮水平测定［J］．中国实验动物学报，2010，19(6):526 －529．

［16］谈世进，王艳妮，丁在咸．睾酮水平的变化对雄性大鼠血管内皮功能的影响［J］．同济大学学报(医学版)，2012，33(6):27 －30．