正己烷灌胃致周圍神經(jīng)病大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化

董 偉，樸豐源，楊 洋，劉 爽，邱澤文

(1.大連醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生教研室，遼寧大連 116044;2.大連醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，遼寧大連 116044)

正己烷灌胃致周圍神經(jīng)病大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化

董 偉1，樸豐源1，楊 洋1，劉 爽1，邱澤文2

(1.大連醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生教研室，遼寧大連 116044;2.大連醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，遼寧大連 116044)

目的 觀察正己烷灌胃大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化，為復(fù)制正己烷誘導(dǎo)的周圍神經(jīng)病大鼠模型提供依據(jù)。方法 SD大鼠40只，隨機(jī)分為4組，對(duì)照組，低劑量組，中劑量組和高劑量組每組10只。低劑量組，中劑量組和高劑量組以正己烷行灌胃，染毒劑量分別為132，527，2 109 mg/kg，對(duì)照組以生理鹽水進(jìn)行灌胃，1次/d，每周5 d，共染毒18周。在染毒過程中，觀察大鼠的一般狀態(tài)、體重和步態(tài)變化，并用肌電圖與誘發(fā)電位儀檢測(cè)各實(shí)驗(yàn)組大鼠尾神經(jīng)AB兩點(diǎn)間遠(yuǎn)端潛伏期DL(AB)，AC兩點(diǎn)間遠(yuǎn)端潛伏期DL(AC)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度(MCV)。結(jié)果 與對(duì)照組相比，正己烷染毒大鼠的體重隨染毒時(shí)間呈進(jìn)行性下降。神經(jīng)行為學(xué)觀察結(jié)果顯示，隨染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，染毒大鼠出現(xiàn)周圍神經(jīng)病特有的異常步態(tài)，到染毒18周時(shí)各實(shí)驗(yàn)組大鼠異常步態(tài)加重，其神經(jīng)行為評(píng)分值分別為2.00 ±0.00，2.60 ±0.52 和2.90 ±0.32，明顯高于對(duì)照組(P＜0.01)。神經(jīng)電生理指標(biāo)顯示，第12周染毒大鼠出現(xiàn)尾神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期(DL)增加和MCV降低。到第18周，高劑量組大鼠尾神經(jīng)遠(yuǎn)端潛伏期明顯增加而傳導(dǎo)速度明顯減慢，與同時(shí)期對(duì)照組相比，DL(AB)和DL(AC)分別增加了65.39%(P＜0.01)和79.90%(P＜0.01)，而MCV則降低了39.50%(P＜0.01)。結(jié)論 通過消化道慢性暴露正己烷能導(dǎo)致大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化，正己烷灌胃可誘導(dǎo)大鼠周圍神經(jīng)病。

正己烷;慢性暴露;神經(jīng)行為;神經(jīng)電生理;周圍神經(jīng)病

正己烷(n-Hexane)作為粘合劑、溶劑、清洗劑在印刷、電子和除污生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用［1］。它是一種高揮發(fā)、高脂溶性、有蓄積作用的高危險(xiǎn)性直鏈烷烴類毒物，主要經(jīng)呼吸道和皮膚進(jìn)入人體，長(zhǎng)期過量接觸可導(dǎo)致多發(fā)性周圍神經(jīng)病。早在1957年意大利報(bào)道的“制鞋匠的中毒性周圍神經(jīng)病”病例，其后的分析發(fā)現(xiàn)與接觸正己烷有關(guān)。20世紀(jì)90年代起中國(guó)大陸多省出現(xiàn)職業(yè)性正己烷重度周圍神經(jīng)病報(bào)告，目前國(guó)內(nèi)正己烷職業(yè)中毒已引起職業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域的高度關(guān)注。為了深入研究正己烷導(dǎo)致多發(fā)性周圍神經(jīng)病的毒作用機(jī)制以便為正己烷的中毒防治提供科學(xué)依據(jù)，盡快開發(fā)合適的正己烷中毒多發(fā)性周圍神經(jīng)病動(dòng)物模型顯得非常必要。正己烷職業(yè)中毒主要是呼吸道吸入，呼吸道染毒是首選的染毒途徑，但呼吸道染毒條件復(fù)雜，染毒時(shí)間長(zhǎng)，需要大型動(dòng)式染毒設(shè)備，染毒劑量難以控制，有必要研究簡(jiǎn)單易行的動(dòng)物模型復(fù)制方法。因正己烷吸入和經(jīng)口染毒后有相同的代謝途徑［2］，灌胃又是最常用的簡(jiǎn)便染毒方法，故本研究以大鼠為受試對(duì)象，擬通過消化道慢性暴露正己烷，連續(xù)觀察大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化，為制作正己烷誘導(dǎo)的周圍神經(jīng)病大鼠模型提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料儀器

正己烷(n-Hexane)，購(gòu)于美國(guó)sigma公司，純度≥99%。肌電圖與誘發(fā)電位儀 (NTS-2000，上海諾誠(chéng)電氣有限公司)。

1.2 動(dòng)物分組與染毒

清潔級(jí)健康成年雄性SD大鼠40只，體重200 g左右，購(gòu)自大連醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，許可證號(hào):SCXK(遼)2008-0002。將40只SD大鼠按體重隨機(jī)分為4組，對(duì)照組，低劑量組，中劑量組和高劑量組每組10只。低劑量組，中劑量組和高劑量組以正己烷行灌胃，染毒劑量分別為132 mg/kg，527 mg/kg和2 109 mg/kg，對(duì)照組以生理鹽水進(jìn)行灌胃，1次/d，每周5 d，共染毒18周。

1.3 一般情況與神經(jīng)行為觀察

每周測(cè)定體重，觀察中毒癥狀，在染毒第0、2、4、6、8、10、12、14、16、18 周時(shí)對(duì)大鼠進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)評(píng)價(jià)。將大鼠置于一開曠的地面上，每只動(dòng)物觀察3 min。按照文獻(xiàn)［3］，對(duì)大鼠步態(tài)進(jìn)行評(píng)分，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為:正常、未受影響的步態(tài)，步態(tài)評(píng)分為1分;輕度異常步態(tài)(如腳尖著地、后肢內(nèi)收)，步態(tài)評(píng)分為2分;中度步態(tài)異常(明顯的以膝關(guān)節(jié)下降和拖尾為特征的運(yùn)動(dòng)異常)步態(tài)評(píng)分為3分;嚴(yán)重步態(tài)異常(如后肢拖拉和完全無(wú)法站立)等，步態(tài)評(píng)分為4分。

1.4 大鼠尾神經(jīng)電生理測(cè)定

在染毒第10、12、14、16、18 周，對(duì)各實(shí)驗(yàn)組大鼠尾神經(jīng)進(jìn)行神經(jīng)電生理測(cè)試，參照Takeuchi等［4］實(shí)驗(yàn)方法，并稍作改動(dòng)。環(huán)境溫度控制在25～26℃，大鼠置于該環(huán)境20 min后用毛巾包住，使其俯臥。將尾部自肛門處始依次標(biāo)記為A、B、C 3點(diǎn)，肛門與A 點(diǎn)，A 與 B、B 與 C 的長(zhǎng)度依次為 3.0、7.0、5.0 cm，AB段接地線。記錄A與B、A與C之間的神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期，其神經(jīng)傳導(dǎo)速度計(jì)算公式為MCV=Length BC/Latency time BC(其中A點(diǎn)為刺激點(diǎn)，B，C兩點(diǎn)為記錄點(diǎn)。Length BC表示BC兩點(diǎn)的距離，Latency time BC表示B與C兩點(diǎn)的潛伏時(shí)間，Latency time BC=Latency time AC-Latency time AB)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行 One-Way ANVOA分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)，P＜0.05被認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 中毒表現(xiàn)

對(duì)照組大鼠發(fā)育正常、行動(dòng)迅速、毛色有光澤，實(shí)驗(yàn)過程中無(wú)步態(tài)異常。低劑量組基本正常。中劑量組未見癱瘓。高劑量組大鼠于2周后，毛色差，尾部有油膩感，活動(dòng)減少;約3周后，灌胃后流涎、無(wú)力;約5周后呆滯、痙攣、抽搐麻痹、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、對(duì)外反應(yīng)遲鈍，個(gè)別大鼠后肢明顯無(wú)力，步履蹣跚，消瘦;第12周開始，大鼠逐漸出現(xiàn)明顯的膝關(guān)節(jié)下降和拖尾等癥狀。

2.2 體 重

在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)照組大鼠體重穩(wěn)定上升，體重平均增加了130.04%;正己烷染毒組動(dòng)物體重增長(zhǎng)較對(duì)照組明顯緩慢。從染毒第12周起，高劑量組大鼠體重不再增長(zhǎng)，反而出現(xiàn)下降現(xiàn)象。18周染毒結(jié)束時(shí)，平均體重約為對(duì)照組的60.82%，差異有非常顯著性意義(P＜0.01)。中劑量組大鼠體重與對(duì)照組相比明顯降低，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)約為對(duì)照組的93.76%，差異有顯著性意義(P＜0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，低劑量組大鼠體重與對(duì)照組相比，差異無(wú)顯著性意義(P ＞0.05)。見表1。

表1 正己烷對(duì)大鼠體重的影響Tab 1 The effects of n - Hexane on rats＇body weight (g)

2.3 步態(tài)評(píng)分

中劑量和高劑量正己烷染毒后，大鼠均出現(xiàn)明顯的步態(tài)異常，隨染毒的時(shí)間的延長(zhǎng)步態(tài)評(píng)分逐步增高。高劑量組大鼠，在染毒6周時(shí)大鼠出現(xiàn)輕度受損步態(tài)，如腳尖著地、后肢內(nèi)收，步態(tài)評(píng)分平均為1.40±0.52;染毒12周后，大鼠逐漸出現(xiàn)明顯的以膝關(guān)節(jié)下降和拖尾為特征的中毒受損步態(tài)，評(píng)分平均為2.40±0.52;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)即染毒18周，大鼠后肢平均評(píng)分2.90±0.32。中劑量組大鼠出現(xiàn)癥狀較晚，染毒8周后大鼠出現(xiàn)輕度受損步態(tài)，步態(tài)評(píng)分平均為1.30±0.48，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到 3級(jí)步態(tài)，評(píng)分平均為 2.60 ±0.52。見表 2。

表2 正己烷對(duì)大鼠步態(tài)評(píng)分的影響Tab 2 The changes of gait score during n-Hexane intoxication

2.4 電生理指標(biāo)變化

第10周時(shí)，正己烷染毒組大鼠尾部AB或AC兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期與對(duì)照組相比差異無(wú)顯著性意義 (P＞0.05)。第12～18周，高劑量組AC兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期呈升高趨勢(shì)，與同時(shí)期對(duì)照組相比分別升高了20.29%(P ＜0.05)，27.70%(P ＜0.01)，58.70%(P ＜0.01)和79.90%(P ＜0.01)。第16周和第18周，中劑量組AC兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期與同時(shí)期對(duì)照組相比差異有顯著性意義(P＜0.05)。整個(gè)染毒后期，低劑量組大鼠尾部AC兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期與同期對(duì)照組相比差異無(wú)顯著性意義。見圖1和圖2。

圖1 正己烷灌胃末期大鼠尾部AC兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期Fig 1 Distal latency of the rats＇tail between A and C at the late exposure stage of n-Hexane(±s，ms)

圖2 正己烷灌胃末期大鼠尾部AB兩點(diǎn)間神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期Fig 2 Distal latency of the rats＇tail between A and B at the late exposure stage of n-Hexane(±s，ms)

正己烷染毒大鼠尾神經(jīng)傳導(dǎo)速度在第10周與對(duì)照組相比差異無(wú)顯著性意義 (P＞0.05)。第12周起，高劑量組大鼠尾神經(jīng)傳導(dǎo)速度逐步減慢，與同期對(duì)照組相比分別降低 18.75%(P＜0.05)、29.46%(P ＜0.05)、52.96%(P ＜0.01)和65.72%(P ＜0.01)。見圖3。

圖3 正己烷灌胃末期大鼠尾部神經(jīng)傳導(dǎo)速度MCVFig 3 Motor nerve conduction velocity(MCV)of the rats＇tail between A and C at the late exposure stage of n-Hexane(±s，m/s)

3 討論

正己烷是工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種有機(jī)溶劑，具有高脂溶性、高揮發(fā)性、低毒性、高危害性等特點(diǎn)。正己烷的職業(yè)性中毒多見于長(zhǎng)期低濃度吸入導(dǎo)致的多發(fā)性周圍神經(jīng)病。中國(guó)正己烷職業(yè)中毒的報(bào)道近十年來(lái)逐漸增多，將防控正己烷職業(yè)損傷工作提到了較為重要的地位。目前正己烷職業(yè)中毒的流行病學(xué)調(diào)查研究較多，然而有關(guān)正己烷慢性毒作用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究不多，尤其正己烷暴露所導(dǎo)致的周圍神經(jīng)病動(dòng)物模型研究報(bào)道更少。

為了給復(fù)制正己烷誘導(dǎo)的周圍神經(jīng)病大鼠模型提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，本文以大鼠為受試對(duì)象，通過消化道途徑慢性暴露正己烷，并對(duì)染毒大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化進(jìn)行了連續(xù)觀察。結(jié)果表明，正己烷染毒大鼠的體重隨染毒時(shí)間呈進(jìn)行性下降。神經(jīng)行為學(xué)觀察結(jié)果顯示，隨染毒時(shí)間的增加，染毒大鼠出現(xiàn)周圍神經(jīng)病特有的異常步態(tài)，到染毒18周時(shí)各實(shí)驗(yàn)組大鼠的異常步態(tài)進(jìn)一步加重，其神經(jīng)行為評(píng)分值明顯高于對(duì)照組(P＜0.05)。神經(jīng)電生理指標(biāo)顯示，第12周染毒大鼠出現(xiàn)尾神經(jīng)傳導(dǎo)潛伏期(DL)增加和MCV降低。到了染毒第18周，中、高劑量組大鼠尾神經(jīng)傳導(dǎo)速度明顯慢于對(duì)照組(P＜0.05)，這些結(jié)果與趙乾魁等［5］和唐小江等［6］報(bào)道的正己烷暴露大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化基本一致。本研究結(jié)果提示，正己烷灌胃可誘導(dǎo)大鼠典型的周圍神經(jīng)病，這為正己烷所導(dǎo)致多發(fā)性周圍神經(jīng)病的毒作用機(jī)制研究，提供了復(fù)制正己烷誘導(dǎo)周圍神經(jīng)病大鼠模型的實(shí)驗(yàn)參考依據(jù)。今后有必要進(jìn)一步探討正己烷暴露大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化與病理形態(tài)學(xué)和超微結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)之間的密切關(guān)聯(lián)性。

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Abnormal changes of neurobehavioral and neurophysiological of peripheral neuropathy rats induced by n-Hexane

DONG Wei1，PIAO Feng - yuan1，YANG Yang1，LIU Shuang1，QIU Ze - wen2
(1.Department of Occupational and Environmental Health，College of Public Health，Dalian Medical University，Dalian116044，China;2.Experimental Animal Center，Dalian Medical University，Dalian116044，China)

［Abstract］ObjectiveTo observe the abnormal changes of neural behavioral and neurophysiological of rats treated by n -hexane in gavage(ig)，to provide the evidence for the production of the peripheral neuropathy model in rats induced by n -hexane.MethodsForty SD rats were randomly divided into four groups evenly，and the rats were given 0、132、527、2109 mg/kg n- hexane for 18 weeks(5 d/w)ig.The general state，gait and weight changes of the rats were observed，alos distal latency(AB)，distal latency(AC)and motor nerve conduction velocity(MCV)of rats tail nerve was detected by the EMG-EP.ResultsCompared with the control，the weight of rats exposed to n-hexane decreased progressively with prolonged exposure.Neurobehavioral observations show that with the increase of exposure time，abnormal gait peculiar to peripheral neuropathy occurred in the each experimental rats.At 18 weeks，the gait scores of rats exposed to n-hexane were 2.00 ±0.00，2.60 ±0.52 and 2.90 ±0.32，which were significantly higher than the control group(P ＜0.01).At 18 weeks，the distal latency between point A and point B or C of rat tail nerve in high dose group increase significantly but MCV decrease significantly.Compared with concurrent control group，DL(AB)and DL(AC)were increased by 65.39%(P ＜0.01)and 79.90%(P ＜0.01)，but MCV decreased by 39.50%(P ＜0.01).ConclusionThe rats chronic exposure to n-hexane can cause the abnormal changes of neurobehavioral and neurophysiological.The results suggest that peripheral neuropathy model could be successfully duplicated in the rats exposed to n-hexane.

［Key words］n-Hexane;chronic exposure; neurobehavioral; neurophysiological; peripheral neuropathy

R135

A

1671-7295(2013)05-0416-04

董偉，樸豐源，楊洋，等.正己烷灌胃致周圍神經(jīng)病大鼠的神經(jīng)行為和神經(jīng)電生理異常變化［J］.大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35(5):416 -419.

10.11724/jdmu.2013.05.02

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81273038)

董 偉 (1988-)，男，安徽阜陽(yáng)人，碩士。E-mail:418066681@qq.com

邱澤文，實(shí)驗(yàn)師。E-mail:qiuzewens@163.com

2013-09-03;

2013-09-12)