姚鳳云，張大玲，王炳志，劉春花，翁美芝，左錚云

(江西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西南昌 330004)

高溫作業(yè)是當(dāng)前從事農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、環(huán)衛(wèi)、煉油、交通、冶煉、煉焦、石油地質(zhì)勘探等眾多行業(yè)群體不可回避的現(xiàn)實(shí)問題[1-2]。高溫已成為職業(yè)病的主要危害因素之一[3-4]。如何預(yù)防或降低高溫環(huán)境對高溫作業(yè)者的損害，成為各國領(lǐng)導(dǎo)人、管理者、科學(xué)家以及廣大勞動者共同關(guān)注的突出問題。本文主要從能量代謝角度探討高溫環(huán)境對正常大鼠和中樞神經(jīng)麻醉大鼠相關(guān)指標(biāo)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物 試驗(yàn)用SPF級SD雄性大鼠，體重280 g～300 g，購自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動物有限公司，許可證號SCXK(湘)2013-0004。

1.1.2 主要試劑與儀器 葡萄糖(GLU)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)，安徽伊普諾康生物技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品，批號分別為20160607、20160604和20160509；檸檬酸合成酶(citrate synthase,CS)、酮戊二酸脫氫酶(oxoglutarate dehydrogenase,OGDH)試劑盒，武漢優(yōu)爾生科技股份有限公司產(chǎn)品，批號分別為L161125087、L161125095；ULTRACUT UCT超薄切片機(jī)，德國萊卡公司產(chǎn)品；TECNAI SPIRIT透射電子顯微鏡，美國FEI公司產(chǎn)品；RXZ 智能型人工氣候箱，寧波江南儀器公司產(chǎn)品；AU480 型全自動生化分析儀，美國貝克曼庫爾特有限公司產(chǎn)品；Tissuelyser-24 多樣品組織研磨機(jī)，上海凈信科技產(chǎn)品；BT25S 電子分析天平，德國賽多利斯產(chǎn)品；Chromate 4300酶標(biāo)儀，美國Awareness公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 動物分組 大鼠常溫飼養(yǎng)1周后，按體重隨機(jī)分為4組，即常溫正常對照組(常對組)、高溫正常對照組(高對組)、常溫中樞麻醉組(常麻組)、高溫中樞麻醉組(高麻組)，每組10只。

1.2.2 飼養(yǎng)環(huán)境 動物分組后，常對組和常麻組放于常溫(23℃～25℃)下飼養(yǎng)，高對組與高麻組放置人工氣候箱中飼養(yǎng)，儀器條件設(shè)置：白天溫度為32℃，濕度為55%；夜晚溫度為30℃，濕度為66%；晝夜交替光照，24 h為一個(gè)循環(huán)。

1.2.3 檢測方法 飼養(yǎng)期間，讓大鼠自由飲水和進(jìn)食，均普通飼料喂養(yǎng)，并記錄每只大鼠日平均攝食量，每3 d稱取大鼠體重1次。連續(xù)飼養(yǎng)30 d后，常麻組與高麻組先用戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔麻醉,2 h后再用氨基甲酸乙酯(1 g/kg)腹腔麻醉，其他各組均用氨基甲酸乙酯(1 g/kg)腹腔麻醉，仰臥固定，打開腹腔，自腹主動脈采血8 mL～10 mL，室溫靜置30 min，放置于低溫離心機(jī)，4℃、6 500 r/min離心10 min，分離血清檢測TC、TG、FGB含量。迅速剝離肝臟、腓腸肌，PBS緩沖液洗凈殘留血液，分別剪取相同部位組織0.1 g左右，精細(xì)稱重，加9倍體積預(yù)冷的PBS緩沖液，置預(yù)冷的全自動組織研磨儀內(nèi)，以頻率60Hz勻漿1.5 min，制成濃度為10%的組織勻漿液，4℃、6 500 r/min離心10 min，分離上清液，按照ELISA試劑盒說明書檢測CS、OGDH含量?？焖傺乇硞?cè)正中線開顱，仔細(xì)翻開取出整個(gè)腦組織用PBS緩沖液洗凈，并迅速切取下丘腦，下丘腦取材后將組織置于25 g/L戊二醛溶液固定，用透射電子顯微鏡檢測線粒體數(shù)量。動物處理前禁食但不禁水14 h。

2 結(jié)果

2.1 對大鼠體質(zhì)量的影響

由表1結(jié)果示，試驗(yàn)前各組體重?zé)o差異。飼養(yǎng)30 d后，與常對組比較，高對組和高麻組的體重極顯著下降(P<0.01)。與常麻組比較，高對組和高麻組的體重也極顯著下降(P<0.01)。

2.2 對大鼠血清TC、TG、FBG的影響

由表2結(jié)果示，與常對組比較，常麻組和高麻組血清TC的含量均顯著下降(P<0.05,P<0.01)；高對組和高麻組血清TG的含量均顯著升高(P<0.05，P<0.01)。與常麻組比較，各組血清TC的含量均無顯著差異(P>0.05)；高對組和高麻組血清TG的含量均顯著升高(P<0.05)。與常對組比較和常麻組比較，各組血清FBG含量都無顯著差異(P>0.05)。

2.3 對大鼠腓腸肌、肝組織CS的影響

由3表結(jié)果示,與常對組比較，常麻組和高麻組腓腸肌CS的含量均顯著升高(P<0.05，P<0.01)；高對組和常麻組肝組織CS的含量均顯著下降(P<0.05，P<0.01)。與常麻組比較，高對組腓腸肌CS的含量顯著下降(P<0.05)，其余都無顯著差異(P>0.05)；高麻組肝組織CS的含量極顯著升高(P<0.01)，其余都無顯著差異(P>0.05)。

表1 高溫對大鼠體質(zhì)量的影響

注：與常對組比較,*P<0.05，**P<0.01;與常麻組比較,△P<0.05，△△P<0.01。

Note：Compared with the normal group,*P<0.05，**P<0.01；Compared with the normal anesthesia group，△P<0.05，△△P<0.01.

表2 高溫對大鼠血清TC、TG、FBG的影響

注：與常對組比較,*P<0.05，**P<0.01;與常麻組比較,△P<0.05，△△P<0.01。

Note：Compared with the normal group,*P<0.05，**P<0.01；Compared with the normal anesthesia group，△P<0.05，△△P<0.01.

表3 高溫對大鼠腓腸肌、肝組織CS的影響

注：與常對組比較,*P<0.05，**P<0.01;與常麻組比較,△P<0.05，△△P<0.01。

Note：Compared with the normal group,*P<0.05，**P<0.01；Compared with the normal anesthesia group，△P<0.05，△△P<0.01.

2.4 對大鼠腓腸肌、肝組織OGDH的影響

由表4結(jié)果示,與常對組比較，高對組和高麻組腓腸肌OGDH的含量均顯著升高(P<0.05)；高對組和高麻組肝組織OGDH的含量均顯著下降(P<0.05，P<0.01)。與常麻組比較，各組腓腸肌OGDH的含量都無顯著差異(P>0.05)；高對組和高麻組肝組織OGDH的含量均顯著下降(P<0.05，P<0.01)。

表4 高溫對大鼠腓腸肌、肝組織OGDH的影響

注：與常對組比較,*P<0.05，**P<0.01;與常麻組比較,△P<0.05，△△P<0.01。

Note：Compared with the normal group,*P<0.05，**P<0.01；Compared with the normal anesthesia group，△P<0.05，△△P<0.01.

2.5 對大鼠下丘腦線粒體數(shù)量影響

由表5和圖1結(jié)果示,與常對組比較，常麻組和高麻組下丘腦線粒體數(shù)量均極顯著升高(P<0.01)。與常麻組比較，高對組下丘腦線粒體數(shù)量極顯著下降(P<0.01)。

表5 高溫對大鼠下丘腦線粒體數(shù)量影響

注：與常對組比較,*P<0.05，**P<0.01;與常麻組比較,△P<0.05，△△P<0.01。

Note：Compared with the normal group,*P<0.05，**P<0.01；Compared with the normal anesthesia group，△P<0.05，△△P<0.01.

A.常對組；B.高對組；C.常麻組；D.高麻組A.Normal group; B.High group; C.Normal anesthesia group; D.High anesthesia group

3 討論

環(huán)境溫度是影響能量代謝的主要因素之一。當(dāng)環(huán)境溫度升為30℃～45℃時(shí)，代謝率相應(yīng)增加，這是由于體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度加快，發(fā)汗功能旺盛及循環(huán)、呼吸功能增強(qiáng)的緣故[5]。CS是三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle，TCA)循環(huán)入口的關(guān)鍵酶,催化乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成檸檬酸和輔酶A,該反應(yīng)具有高度的立體專一性[6]。同時(shí)OGDH在TCA中作為物質(zhì)代謝速率的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)，組織中OGDH含量的高低將直接影響到有氧氧化和能量代謝的速度和效率[7]。TCA循環(huán)是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑，在線粒體中進(jìn)行。是三大營養(yǎng)素(糖類、脂類、氨基酸)的最終代謝通路，又是糖類、脂類、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。本研究結(jié)果表明，高溫可使大鼠體重、血清TC、肝組織OGDH含量顯著降低，使血清TG、腓腸肌OGDH、CS含量顯著增加(P<0.05，P<0.01)，中樞神經(jīng)麻醉對以上結(jié)果均有一定的協(xié)同作用。而對于大鼠肝組織CS結(jié)果，高溫和中樞神經(jīng)麻醉均可使大鼠肝組織CS含量顯著降低，而高溫環(huán)境下麻醉大鼠組織CS含量又與正常組大鼠無差異，此結(jié)果有待進(jìn)一步探討。

線粒體是真核生物重要的細(xì)胞器，不僅通過氧化磷酸化為細(xì)胞生長發(fā)育提供能量，并且能為人體提供95%以上的能量，是人體生命活力的重要體現(xiàn)者，同時(shí)也參與了細(xì)胞鈣離子穩(wěn)態(tài)、活性氧水平、凋亡及信號傳導(dǎo)的調(diào)控[8-10]。同時(shí)，大量研究表明線粒體的數(shù)量、分布、結(jié)構(gòu)與功能變化等與神經(jīng)退行性病變、代謝型疾病、心血管疾病及癌癥等病癥關(guān)系密切[11-15]，并且通過攝取促進(jìn)線粒體活性的化合物改善卵母細(xì)胞線粒體功能和預(yù)防線粒體疾病都具有臨床益處[16]。整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在著調(diào)節(jié)體溫的中樞結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)證明，下丘腦被認(rèn)為是體溫調(diào)節(jié)中樞整合機(jī)構(gòu)的中心部位[5]。本研究結(jié)果顯示，中樞神經(jīng)麻醉可顯著增加大鼠下丘腦線粒體數(shù)量，高溫環(huán)境對其增加有一定協(xié)同作用。

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