模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境對大鼠聽功能及內(nèi)耳毛細(xì)胞凋亡的影響△

陳娜　吳瑋，　韓浩倫　王剛　周麗斌　王鴻南　李保衛(wèi)　丁瑞英　劉鋼

?

模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境對大鼠聽功能及內(nèi)耳毛細(xì)胞凋亡的影響△

陳娜1吳瑋1，2韓浩倫2王剛2周麗斌2王鴻南2李保衛(wèi)2丁瑞英2劉鋼3

【摘要】目的研究模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境對大鼠聽功能及內(nèi)耳細(xì)胞凋亡的影響。 方法36只SD大鼠隨機(jī)分為兩組：空白組(6只)和實驗組(30只)。實驗組給予持續(xù)尾部懸吊模擬微重力及飛船艙內(nèi)噪聲(穩(wěn)態(tài)噪聲+脈沖噪聲)暴露，分別于懸吊及暴露前、懸吊及暴露3天、1周、2周、4周和8周后檢測雙耳ABR反應(yīng)閾，并于懸吊及暴露3天、1周、2周、4周和8周取實驗動物耳蝸行免疫組化染色觀察半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)在內(nèi)耳的表達(dá)。空白組不做任何處理，常規(guī)飼養(yǎng)，于實驗前及實驗3天、1周、2周、4周和8周分別檢測雙耳ABR反應(yīng)閾，并于飼養(yǎng)8周后取耳蝸行免疫組化染色觀察。 結(jié)果實驗前兩組大鼠ABR反應(yīng)閾差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。實驗組大鼠懸吊及噪聲暴露后各時間點ABR反應(yīng)閾較空白組均明顯增高(P<0.01)，懸吊及暴露4周實驗組大鼠ABR反應(yīng)閾為90.00±4.26 dB SPL，明顯高于3天、1周、2周及8周時(P<0.05)；懸吊及暴露8周大鼠ABR反應(yīng)閾(80.00±5.22 dB SPL)有所下降，與暴露2周(85.00±4.77 dB SPL)、4周大鼠比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。懸吊及噪聲暴露后大鼠內(nèi)耳細(xì)胞caspase-3的表達(dá)較空白組明顯增強(qiáng)，且在一定時間內(nèi)隨暴露時間的延長其表達(dá)有逐漸增強(qiáng)的趨勢，尤以懸吊及暴露4周時最明顯，暴露8周時其表達(dá)強(qiáng)度較4周時明顯下降。 結(jié)論模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境對大鼠的聽功能有明顯損傷，且與內(nèi)耳細(xì)胞凋亡呈相同的趨勢；微重力和噪聲因素造成的聽功能損傷可能與內(nèi)耳細(xì)胞的凋亡有關(guān)。

【關(guān)鍵詞】微重力；噪聲；聽性腦干反應(yīng)；細(xì)胞凋亡；半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2015-12-2815：14

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20151228.1514.044.html

國外已有研究[1]證實，飛船內(nèi)噪聲對宇航員聽覺有明顯的損傷作用，高達(dá)156 dB A[2]或190 dB A[3]的脈沖噪聲可造成一定的聽力缺失；早期的實驗[4]也證明，強(qiáng)度為98.0±2 dB A的風(fēng)洞穩(wěn)態(tài)噪聲可導(dǎo)致豚鼠聽損傷。但以上大多為短期實驗，研究的是獨立的模擬噪聲因素，而失重也是飛船飛行過程中存在的重要特殊狀態(tài)，其導(dǎo)致的聽力異常[5]將直接縮短宇航員的職業(yè)壽命并影響其生活質(zhì)量。因此，本研究擬通過觀察模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境對大鼠聽功能及內(nèi)耳細(xì)胞凋亡的影響，探討噪聲和失重兩種因素同時作用造成聽損傷的可能機(jī)制。

1材料與方法

1.1實驗動物及分組選取健康SD大鼠36只(由北京市海淀區(qū)興隆實驗動物養(yǎng)殖場提供)，均為雄性，體重180~200 g，耳廓反射靈敏，鼓膜標(biāo)志清晰，無強(qiáng)噪聲暴露及耳毒性藥物使用史。隨機(jī)分為兩組：空白組(6只)和實驗組(30只)。

1.2實驗方法兩組大鼠均進(jìn)行聽性腦干反應(yīng)(ABR)測試，測試后實驗組給予持續(xù)尾部懸吊模擬微重力及飛船艙內(nèi)噪聲(穩(wěn)態(tài)噪聲+脈沖噪聲)暴露，分別于懸吊及噪聲暴露3天、1周、2周、4周和8周后檢測雙耳ABR反應(yīng)閾，并于暴露3天、1周、2周、4周和8周取實驗動物耳蝸行免疫組化染色觀察caspase-3在內(nèi)耳的表達(dá)?？瞻捉M不做任何處理，常規(guī)飼養(yǎng)8周，于3天、1周、2周、4周和8周檢測雙耳ABR反應(yīng)閾，并于飼養(yǎng)8周后取耳蝸行免疫組化染色觀察。

1.2.1模擬失重方法實驗組大鼠采用目前最常用的頭低位模擬失重法[6](Morey-Holton法)進(jìn)行持續(xù)尾部懸吊模擬微重力實驗，動物分為5組，每組6只，分別懸吊3天、1周、2周、4周及8周，尾部利用膠帶纏于懸吊的鐵絲上，保持動物頭低位，后肢完全離地，前肢承擔(dān)部分身體重量，身體縱軸與水平面呈30°夾角；懸吊期間保證動物可以自由活動、自由進(jìn)食。

1.2.2噪聲暴露方法穩(wěn)態(tài)噪聲由白噪聲信號發(fā)生器(UZ-3型)發(fā)出，經(jīng)均衡器(MEQ)、功率放大器(PA-1000)傳到揚聲器(YZ20-7)，并將揚聲器放置于大鼠籠前部；穩(wěn)定噪聲聲強(qiáng)用BK2250手持式分析儀測量，測得其聲強(qiáng)為72±2 dB SPL；脈沖噪聲由氣動激波管產(chǎn)生傳到傳聲器(BK4136)，峰值聲強(qiáng)為160 dB SPL，有效持續(xù)時間為30 ms，發(fā)數(shù)為3，重復(fù)間隔為1 min；脈沖噪聲聲強(qiáng)由BK2209精密脈沖聲級計測量，用TDS2022數(shù)字示波器記錄波形。每天持續(xù)給予實驗組動物8小時穩(wěn)態(tài)噪聲暴露，按照每個時間點5只動物分別暴露3天、1周、2周、4周、8周，于每個時間點穩(wěn)態(tài)噪聲暴露結(jié)束后各組分別給予脈沖噪聲暴露一次(含3 發(fā))。

1.2.3ABR測試各組大鼠給予咪唑安定(80 mg/kg)和鹽酸賽拉嗪注射液(200 mg/kg)進(jìn)行肌肉注射麻醉(麻醉深度達(dá)角膜反射消失，必要時給予總量的20%~30%維持)，應(yīng)用聽性腦干反應(yīng)儀在隔聲靜電屏蔽室內(nèi)檢測短聲誘發(fā)(濾波帶寬80～3 000 Hz，疊加1 024次，掃描10 ms)的雙耳ABR反應(yīng)閾，顱頂為記錄電極，測試耳為參考電極，鼻尖處為地線；刺激強(qiáng)度為5～97 dB SPL，間隔5 dB，以重復(fù)性好、比較穩(wěn)定的波Ⅲ為標(biāo)準(zhǔn)判斷反應(yīng)閾。測試及麻醉復(fù)蘇過程中保持環(huán)境溫度在38 ℃左右并用熱水瓶保持大鼠體溫恒定。

1.2.4形態(tài)學(xué)及免疫組化觀察方法動物于相應(yīng)時間點行ABR檢測后取耳蝸，將一側(cè)耳蝸置于4%多聚甲醛液中，在解剖顯微鏡下摘除鐙骨，用細(xì)針于蝸頂鉆一小孔，將4%多聚甲醛緩慢灌流蝸管內(nèi)并置于4%多聚甲醛中固定，4 ℃冰箱過夜后用PBS漂洗3次，10%EDTA脫鈣2周，耳蝸石蠟包埋，平行連續(xù)切片，每片厚度3~5 μm，分別做HE染色及caspase-3(caspase-3抗體來自于美國abcam公司)免疫組化觀察，免疫組化顯色結(jié)果由2名以上病理科技師進(jìn)行雙盲判定。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件處理，各組ABR反應(yīng)閾比較采用方差分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1各組ABR反應(yīng)閾比較(表1)實驗前各組ABR反應(yīng)閾差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。實驗組大鼠懸吊及噪聲暴露后各時間點ABR反應(yīng)閾較空白組均明顯增高(P<0.01)，懸吊及噪聲暴露4周的大鼠ABR反應(yīng)閾最高，與暴露3天、1周、2周及8周的大鼠ABR反應(yīng)閾比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；暴露8周大鼠的ABR反應(yīng)閾有所下降，與暴露2周、4周大鼠比較,差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。

±s)

注：*與空白組同時間點比較，F(xiàn)=82.91，P<0.01；△與實驗組其他各時間點比較，P<0.05；#與實驗組2周、4周比較，P<0.05

2.2各組耳蝸Corti器HE染色結(jié)果空白組大鼠Corti器毛細(xì)胞完好且排列較為整齊，實驗組大鼠耳蝸Corti器毛細(xì)胞均有不同程度的紊亂甚至缺失，且懸吊及噪聲暴露時間越長，大鼠Corti器的損傷越明顯(圖1)。

2.3各組內(nèi)耳細(xì)胞內(nèi)凋亡標(biāo)志物caspase-3免疫組化觀察結(jié)果空白組Corti器毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整清晰，且無caspase-3的陽性表達(dá)；實驗組Corti器均有caspase-3的陽性表達(dá)，且一定范圍內(nèi)暴露時間長的動物陽性表達(dá)更加明顯，尤以暴露4周的大鼠陽性表達(dá)最強(qiáng)(圖2)。

空白組螺旋韌帶和血管紋上caspase-3為陰性表達(dá)，實驗組該部位caspase-3均為陽性表達(dá)，且在一定時間內(nèi)表達(dá)程度隨時間而漸強(qiáng)；與陽性最強(qiáng)的暴露4周大鼠相比，暴露8周的大鼠caspase-3的表達(dá)略有下降但仍明顯強(qiáng)于空白組(圖3)。

空白組螺旋神經(jīng)節(jié)中caspase-3為陰性表達(dá)，實驗組螺旋神經(jīng)節(jié)均為陽性表達(dá)，且在一定時間內(nèi)隨暴露時間的延長而有逐漸增強(qiáng)的趨勢，暴露4周的大鼠陽性表達(dá)最強(qiáng)，暴露8周的大鼠表達(dá)弱于暴露4周大鼠(圖4)。

3討論

以往對聽覺系統(tǒng)損傷的研究[7，8]大多集中于噪聲環(huán)境下，多數(shù)是針對單純噪聲環(huán)境對聽功能的影響，少有模擬噪聲聯(lián)合失重的復(fù)合環(huán)境。而失重也是飛船中重要的狀態(tài)，會給人體各種器官造成影響[9,10]，以往的實驗認(rèn)為，失重因素對于聽覺系統(tǒng)的影響雖不及噪聲明顯，但仍能造成一定的聽力損傷[11]。為此，本實驗?zāi)M穩(wěn)態(tài)、脈沖噪聲及微重力的復(fù)合環(huán)境，以期更貼近飛船中的真實環(huán)境。

既往研究證實，噪聲會引起人體各系統(tǒng)的損傷[12]，特別是聽覺系統(tǒng)，甚至可以造成不可逆的永久性聽損傷。程浩等[13]認(rèn)為，持續(xù)暴露在較高水平的噪聲中(主頻率在0.8 kHz以上)會損傷內(nèi)耳的聽覺細(xì)胞，產(chǎn)生不可逆的聽損傷。從文中結(jié)果看，實驗組各時間點ABR閾值均較空白組明顯增高，且在一定時間范圍內(nèi)隨模擬失重與噪聲暴露時間的延長，聽損傷逐漸明顯。說明中長期暴露于飛船復(fù)合環(huán)境中，在一定時間范圍內(nèi)可能會導(dǎo)致聽覺系統(tǒng)的損傷。另外，本研究結(jié)果顯示空白組第8周時ABR反應(yīng)閾略有升高，可能與8周時正常大鼠聽覺出現(xiàn)老化現(xiàn)象或多次麻醉多次測聽有關(guān)。事先給予較低強(qiáng)度的噪聲暴露后，動物適應(yīng)后會對更高強(qiáng)度的噪聲產(chǎn)生耐受，從而減少對聽覺系統(tǒng)的損傷程度，這種效應(yīng)即為噪聲習(xí)服[14]，Miller等[15]在栗鼠及其它動物身上均證明了這種現(xiàn)象。從文中結(jié)果可見懸吊及噪聲暴露4周的實驗組大鼠ABR反應(yīng)閾最高，8周組ABR反應(yīng)閾有所下降，可見長期(8周)暴露于模擬穩(wěn)態(tài)、脈沖噪聲和微重力復(fù)合環(huán)境中的動物，聽損傷較輕且有所恢復(fù)；可能是由于大鼠暴露于模擬微重力及持續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲(72±2 dB SPL)環(huán)境中，對該環(huán)境產(chǎn)生習(xí)服，減輕了穩(wěn)態(tài)噪聲后給予的脈沖噪聲(160 dB SPL)造成的聽損傷，對聽覺有一定保護(hù)作用，使得ABR反應(yīng)閾有所降低。其次，聽覺中樞在持續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲暴露之后呈現(xiàn)一定的可塑性，朱小青等(2014)釆用電生理學(xué)離體腦片技術(shù)，觀察持續(xù)噪聲暴露(65 dB SPL)對誘導(dǎo)大鼠聽皮層長時程增強(qiáng)效應(yīng)的影響，結(jié)果顯示連續(xù)噪聲暴露改變了聽皮層(后部)的突觸可塑性，呈現(xiàn)類似于成長發(fā)育期的“重啟”階段，使聽覺中樞在一定程度上得到重塑?？紤]懸吊及噪聲暴露8周的動物處于穩(wěn)態(tài)噪聲及微重力環(huán)境的時間長于其他時間點動物，噪聲習(xí)服對脈沖造成的聽損傷的保護(hù)作用最明顯，并且誘導(dǎo)的長時程增強(qiáng)效應(yīng)更加明顯，從而導(dǎo)致8周組大鼠ABR反應(yīng)閾比4周、2周組有所降低。

圖1　空白組及實驗組不同時間點內(nèi)耳Corti器HE染色結(jié)果(×40)

圖2　空白組及實驗組不同時間點內(nèi)耳Corti器caspase-3免疫組化染色結(jié)果(×40)

噪聲所致的聽覺系統(tǒng)損傷與內(nèi)耳Corti器及螺旋神經(jīng)節(jié)等細(xì)胞的凋亡有關(guān)。細(xì)胞凋亡是為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，在多基因控制下主動進(jìn)行的復(fù)雜但有序的死亡過程，雖然目前還不確定對凋亡過程的調(diào)控機(jī)理，但國內(nèi)外研究[16~18]已經(jīng)證實caspase水解酶家族(caspase-3、caspase-8等)、Fas、bcl-2家族等在凋亡過程中發(fā)揮了重要作用。生物體內(nèi)有多個信號可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其共同的特征之一就是在凋亡早期這一系列細(xì)胞內(nèi)蛋白水解酶的活化；通過對caspase-3的定性檢測可以了解細(xì)胞凋亡的程度和時間。caspase-3以無催化活性的酶原形式存在于胞質(zhì)中，當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入凋亡過程時，它去除N端前肽，進(jìn)入活化第一步，經(jīng)由特異的Asp殘基處的蛋白水解作用而被激活，從而產(chǎn)生了由蛋白水解作用形成的caspase-3自我放大級聯(lián)反應(yīng)，開啟細(xì)胞內(nèi)的死亡程序，進(jìn)而裂解DNA降解產(chǎn)物損傷細(xì)胞[18]；凋亡程序一旦開始，便激活級聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生不可逆的凋亡。Hu等[19]將灰鼠暴露在110 dB SPL 4 kHz的窄帶噪聲環(huán)境中1 h后，發(fā)現(xiàn)耳蝸Corti器存在大量缺失、凋亡和壞死的細(xì)胞，同時還觀察到caspase-3在Corti器中呈陽性表達(dá)，與本實驗結(jié)果一致。本實驗顯示凋亡標(biāo)志物caspase-3在空白組內(nèi)耳細(xì)胞的表達(dá)為陰性，在實驗組內(nèi)耳細(xì)胞的表達(dá)為陽性，且在一定時間范圍內(nèi)暴露時間越長其表達(dá)越明顯，尤以4周組大鼠陽性表達(dá)最強(qiáng)，說明一定時間范圍內(nèi)內(nèi)耳細(xì)胞凋亡程度與噪聲累積量成正比，8周組大鼠其陽性表達(dá)較4周組弱，與聽功能檢測結(jié)果一致。吳瑋等[20]研究顯示，噪聲習(xí)服可減少外毛細(xì)胞纖毛團(tuán)狀變和內(nèi)毛細(xì)胞靜纖毛的缺失脫落，從而有效減輕高強(qiáng)度風(fēng)洞噪聲對動物聽器官的損傷。文中暴露8周的大鼠內(nèi)耳細(xì)胞caspase-3陽性表達(dá)較4周弱，可能與穩(wěn)態(tài)噪聲暴露的持續(xù)時間不同有關(guān)，經(jīng)過了8周持續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲暴露，給予脈沖噪聲時大鼠內(nèi)耳毛細(xì)胞的凋亡程度變?nèi)?；相對?周組，4周及更短時間組大鼠給予穩(wěn)態(tài)噪聲的時間較短，習(xí)服效應(yīng)較弱，對聽覺損傷的保護(hù)效應(yīng)就隨之減弱。

圖3　空白組及實驗組不同時間點內(nèi)耳血管紋和螺旋韌帶caspase-3免疫組化染色結(jié)果(DAB法×40)

圖4　空白組及實驗組不同時間點內(nèi)耳螺旋神經(jīng)節(jié)caspase-3免疫組化染色結(jié)果(DAB法×40)

總之，本研究結(jié)果顯示，模擬中長期微重力和噪聲環(huán)境下大鼠聽力有一定程度的損傷，且在一定時間范圍內(nèi)暴露時間越長的動物聽損傷越明顯，且ABR反應(yīng)閾與caspase-3在內(nèi)耳的表達(dá)水平相一致。提示長期暴露于飛船環(huán)境中可造成一定程度的聽損傷，噪聲習(xí)服會減輕一部分聽覺的損傷，因此，可以考慮合理利用噪聲習(xí)服的作用減少聽覺損害。此類聽損傷與內(nèi)耳毛細(xì)胞凋亡有關(guān)，可以通過終止或者延緩內(nèi)耳細(xì)胞凋亡減輕聽覺的損傷，具有一定的實際意義，但對于聽覺損傷的機(jī)理及飛船工作人員的保障還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)4

1Roller CA, Clark JB. Short-duration space flight and hearing loss[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2003, 129: 98.

2孫曉飛，廖華，楊琨，等.脈沖噪聲暴露后大鼠聽皮層神經(jīng)顆粒素的表達(dá)研究[J].聽力學(xué)及言語疾病雜志, 2012, 20:250.

3Karl N, Sebastien D. Evaluation of hearing protection devices with high-amplitude impulse noise[J].Acoustical Society of America Journal, 2011, 130:2433.

4王方圓, 吳瑋, 王鴻南,等. 模擬風(fēng)洞噪聲對豚鼠聽功能及內(nèi)耳細(xì)胞凋亡的影響[J]. 聽力學(xué)及言語疾病雜志,2012,20:565.

5Fumiko N, Motoki K, Akihiko I. Effects of microgravity on blood flow in the upper and lower limbs[J]. Aerospace Science and Technology, 2014,4:20.

6Morey-Holten ER, Globus RK. The hindlimb unloading rodent model:technical aspects [J]. J Appl Physiol, 2002,92:1367.

7何延軍,劉亞光,李道德，等. 脈沖與脈沖穩(wěn)態(tài)復(fù)合型強(qiáng)噪聲對豚鼠聽覺器官的影響[J]. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程, 2004, 17: 411.

8Sandler H, Vernikos J, Wegmann HM, et al. Introduction to counter measures: extended manned space flight[J]. Acta Astronaut, 1995, 35: 247.

9閻露, 錢維權(quán), 李道德. 噪聲、模擬失重復(fù)合作用對豚鼠腦干聽覺誘發(fā)電位的影響[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程, 1994,7(增刊):s52.

10Sandler H, Vernikos J, Wegmann HM, et al. Introduction to counter measures: extended manned space flight[J]. Acta Astronaut, 1995, 35:247.

11吳瑋, 韓浩倫, 余萌,等.失重和飛船艙內(nèi)噪聲復(fù)合因素對豚鼠內(nèi)耳Caspase-3表達(dá)的影響[J]. 中華耳科學(xué)雜志，2013,11:451.

12曲雁, 李云, 丁大連,等．噪聲性耳聾的研究進(jìn)展[J]. 河北醫(yī)科大學(xué)報,2008,4:360.

13程浩, 徐怡萍, 李宏. 噪聲對飛行人員聽覺系統(tǒng)影響的調(diào)查分析[J]. 中國療養(yǎng)醫(yī)學(xué), 2011,20:6.

14余萌, 吳瑋, 韓浩倫,等. 噪聲習(xí)服對風(fēng)洞噪聲致聽覺損傷的保護(hù)作用[J]. 聽力學(xué)及言語疾病雜志, 2013,21:375.

15Miller JD, Watson CS, Covell WP. Deafening effect of noise on the cat[J]. Acta Tolaryngol (Stockh), 1963,176(Suppl): S544.

16Henderson D, Suramaniam M, Boettcher FA, et al. Individual susceptibility to noise-induced hearing loss:an old topic revisited[J]. Ear Hear, 1993,14:152.

17Huang P, Oliff A. Signaling pathways in apoptosis as potential targets for cancer therapy[J]. Trends Cell Biol, 2001, 11: 343.

18許麗娟, 龔樹生, 汪吉寶,等. 內(nèi)耳免疫反應(yīng)中細(xì)胞凋亡及caspase- 3表達(dá)的研究[J]. 中國醫(yī)師雜志, 2005,7:178.

19Hu BH, Henderson D, Nicotera TM. Involvement of apoptosis in progression of cochlear lesion following exposure to intense noise[J]. Hear Res,2002,166:62.

20吳瑋, 韓浩倫, 王方園,等. 習(xí)服后風(fēng)洞噪聲相關(guān)聽力損失易感性及其耳蝸超微結(jié)構(gòu)變化[J]. 中華耳科學(xué)雜志, 2013, 11:288.

(2015-03-27收稿)

(本文編輯雷培香)

·實驗研究·

The Effects of Mid-long Term Simulated Microgravity and Noises on the Auditory

Functions and the Cell Apoptosis in Inner Ear of Rats

Chen Na*， Wu Wei， Han Haolun， Wang Gang， Zhou Libin，

Wang Hongnan， Li Baowei， Ding Ruiying， Liu Gang

(*The 306thHospital of PLA-Peking University Teaching Hospital, Beijing,100101,China )

【Abstract】ObjectiveTo investigate the effects of mid-long term simulated microgravity and noises on the auditory functions and the cell apoptosis in inner ear of rats. MethodsThirty-six rats were randomly divided into control group(n=6) and experimental group(n=30). The experimental group was exposed to 30°head down tilt as simulated microgravity and noises including steady-state noise which was 72±2 dB SPL and impulse noise up to 160 dB SPL of spaceship environment. The control group was kept in normal conditions without exposure to microgravity and noise. Bilateral auditory brainstem response (ABR) thresholds were tested before and after 3-days, 1-week, 2-weeks, 4-weeks and 8-weeks exposure, respectively, and examine expression of caspase-3(an apoptotic marker) in the inner ear hair cells by immunohistochemical staining.ResultsThe ABR thresholds of all rats had no differents before experiment(P>0.05). The experimental group was significantly higher than those of in control group(P<0.01). The rats exposed to microgravity and noises for 4 weeks showed the highest ABR threshold

△全軍十二五重大課題子課題(AWS11J003)資助

1北京大學(xué)解放軍306醫(yī)院教學(xué)醫(yī)院(北京100101)；2解放軍306醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科；3中國航天員科研訓(xùn)練中心

shifts(86.25±4.83 dB) in the experimental group(P<0.05). After 8-weeks exposure, the rat ABR threshold shifts(74.10±5.45 dB) were lower and significantly lower than 2-weeks and 4-weeks(P<0.01). The damage has the same tendency with the cell apoptosis condition. The caspase-3 expression in the experimental group was positive in the inner ear cells. The expression had a growing tendency with the exposure time, especially after 4 weeks exposure. The expression of caspase-3 after 8-weeks exposure was significantly lower than 4-weeks. The auditory damage of 8-weeks exposure was significantly lower than 4-weeks and sound conditioning or certain recovery might have been involved.ConclusionThe environment of mid-long term simulated microgravity and inboard noises of spaceship leads to obvious damages to the auditory functions of the rats and it may caused by the cell apoptosis in the inner ear .

【Key words】Microgravity;Noise;Auditory brainstem response;Cell apoptosis;Caspase-3

通訊作者：吳瑋(Email：entwuwei@126.com)

作者簡介：陳娜，女，山東人，碩士研究生，主要研究方向為特種耳科學(xué)及臨床。

【中圖分類號】R764.43+3

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1006-7299(2016)01-0039-06

DOI：10.3969/j.issn.1006-7299.2016.01.010