不同音頻刺激對SD大鼠消化系統(tǒng)的影響

王浩宇，楊洪偉，2，吳 勇，2，黃 猛，2，3

(1.復(fù)旦大學(xué) 航空航天系，上海 200433; 2.上海市針灸機(jī)制與穴位功能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200433; 3.上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究中心，上海 201203)

中醫(yī)五音是指宮、商、角、徵、羽5種音調(diào)，是中醫(yī)五行學(xué)說的組成部分，在中醫(yī)治療的過程中有顯著的臨床效果.郭會霞等[1]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用五音療法可以改善糖尿病患者胰島素用藥依從性.邱婉等[2]認(rèn)為五音療法能有效地提高施行了起搏器植入術(shù)后的患者的睡眠質(zhì)量，緩解負(fù)性情緒，減輕其腰背疼痛不適，并且效果優(yōu)于一般音樂療法.《靈樞·邪客》將五音與五臟相配： “脾應(yīng)宮，其聲漫而緩；肺應(yīng)商，其聲促以清；肝應(yīng)角，其聲呼以長；心應(yīng)徵，其聲雄以明；腎應(yīng)羽，其聲沉以細(xì)，此為五臟正音”[3].現(xiàn)代通過對五音的頻率研究，給出了宮的主音頻率為286.96Hz，商的主音頻率為318.84Hz，角的主音頻率為378.65Hz，徵的主音頻率為420.14Hz，羽的主音頻率為466.82Hz[4-5].宋博媛等[6]從音樂學(xué)視角來分析闡明“五行配伍”理論在音樂上以“五行配伍”為依據(jù)的中國本土化思路的音樂治療方法的臨床實(shí)踐,對音樂治療的有效性進(jìn)行了討論研究.孫羽中等[7]通過對五音療法調(diào)控腸易激綜合征的中醫(yī)理論進(jìn)行梳理,為五音療法在臨床中調(diào)控腸易激綜合征提供理論基礎(chǔ).

音頻振動一般分為兩大類： 一類為樂音，振動頻率均勻；另一類為噪音，振動頻率不規(guī)則[8].之前有關(guān)噪聲的研究起步較早，也較為全面.李科偉等[9]發(fā)現(xiàn)聲波刺激對大腸桿菌的生長及代謝具有顯著影響.黃玉霖等[10]發(fā)現(xiàn)不同音頻會顯著影響鱸魚的條件反射行為.而音頻刺激多為臨床音樂治療效果的研究，如祝利紅等[11]認(rèn)為以音樂治療為核心的系統(tǒng)化護(hù)理可以改善患者的心理狀況、睡眠質(zhì)量,降低炎癥因子水平,改善患者機(jī)體的炎癥反應(yīng)狀態(tài)；連苗[12]在消化內(nèi)鏡室護(hù)理過程中給予音樂治療干預(yù),對改善患兒的不良心理狀態(tài)具有較大的臨床優(yōu)勢，對音樂療法機(jī)制的研究則較少.

音頻研究目前多集中于多音頻或噪聲刺激，缺乏對單一主頻音頻刺激的研究，單音頻刺激對動物消化系統(tǒng)的研究還未見報(bào)道.本實(shí)驗(yàn)建立了一種不同主頻單音頻刺激大鼠消化系統(tǒng)的研究方法，觀察不同音頻刺激導(dǎo)致被試大鼠的體質(zhì)量、進(jìn)食量、飲水量及小腸推進(jìn)率的變化，探討不同音頻刺激下的各現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制.

1 材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物及方法

實(shí)驗(yàn)動物選擇年齡約56d，體質(zhì)量(m)130～150g的雄性SD大鼠.應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表將SD大鼠分為3個(gè)音頻組和1個(gè)對照組，每組6只.本實(shí)驗(yàn)所用大鼠來自上海市西爾普-必凱實(shí)驗(yàn)動物有限公司，許可證號為SCXK(滬)2013-0016，實(shí)驗(yàn)經(jīng)上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究中心倫理委員會審核通過.

動物實(shí)驗(yàn)過程中飼養(yǎng)在自制的隔音材料覆蓋的動物籠內(nèi).音頻組采用安捷倫音頻發(fā)生器制備音強(qiáng)為70dB的正弦波音頻.3個(gè)音頻組以刺激音頻主頻的中醫(yī)五音命名，即宮組(286.96Hz)、角組(378.65Hz)、徵組(420.14Hz).實(shí)驗(yàn)過程中各組SD大鼠給予足量進(jìn)食與飲水.實(shí)驗(yàn)中對音頻組SD大鼠保持24h不間斷地以70dB相應(yīng)主頻音強(qiáng)音頻刺激.每隔48h統(tǒng)計(jì)其體質(zhì)量、進(jìn)食量、飲水量數(shù)據(jù).28d試驗(yàn)結(jié)束后，測量SD大鼠小腸推進(jìn)率來驗(yàn)證不同音頻刺激對其消化系統(tǒng)中胃腸蠕動的影響.

1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及測量儀器

構(gòu)建全封閉式隔音動物實(shí)驗(yàn)環(huán)境，用隔音板(標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS16949)對鼠籠進(jìn)行改裝，使得動物房相鄰隔間的聲音傳導(dǎo)得到一定的抑制.實(shí)驗(yàn)過程中動物房中音頻發(fā)生器制造音頻強(qiáng)度為70dB，旁邊鼠籠的音頻強(qiáng)度檢測指標(biāo)實(shí)測約53dB.實(shí)驗(yàn)照明采用歐司朗LED燈管(12W)，連接供電控制器，保持每日的6∶00至18∶00照明，18∶00至次日6∶00熄燈的方式模擬外部光照環(huán)境.經(jīng)測量，LED燈管發(fā)熱約使動物所在房間室溫上升0.6℃，對SD大鼠生理狀態(tài)無顯著影響.分貝值的測量采用UT353優(yōu)利德音頻分貝儀.對SD大鼠和鼠糧稱重使用賽多利斯電子秤.

1.3 音頻制作

理論上，在自然界中由于倍頻存在的緣故，單音頻并不存在，所以實(shí)驗(yàn)中所設(shè)計(jì)的單音頻是指以特定頻率為最高分貝的正弦波音頻，而單考慮頻率的情況下，根據(jù)傅里葉變換的方法，任意音樂均可分解為多個(gè)上述單音頻的組合.故研究本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的單音頻并了解其特性有助于對音樂療法的理論進(jìn)行研究與量化分析.

音頻選擇基于中醫(yī)五音研究給出的宮的主音頻率為286.96Hz，商的主音頻率為318.84Hz，角的主音頻率為378.65Hz，徵的主音頻率為420.14Hz，羽的主音頻率為466.82Hz為基礎(chǔ)，根據(jù)五行相生相克原理和五音與臟腑的對應(yīng)關(guān)系選擇宮、徵、角3個(gè)頻率作為實(shí)驗(yàn)主頻.分別為大宮對應(yīng)脾胃功能的正弦音主頻(圖1，圖2)，大角對應(yīng)肝功能的正弦音主頻(圖3，圖4(見第212頁))，判徴對應(yīng)心功能的正弦音主頻(圖5，圖6(見第212頁)).根據(jù)中醫(yī)理論，這3個(gè)音頻可能對SD大鼠消化系統(tǒng)影響具有較大的差異性.

1.4 觀察指標(biāo)及檢測方法

實(shí)驗(yàn)用SD大鼠送達(dá)試驗(yàn)室的第3天下午1∶00開始測量大鼠體質(zhì)量，并開始計(jì)算實(shí)驗(yàn)周期，即從此時(shí)至次日下午1∶00為實(shí)驗(yàn)的1d.之后每48h測量大鼠體質(zhì)量，稱重進(jìn)食量，記錄飲水量.

體質(zhì)量測量精確到小數(shù)點(diǎn)后1位.

進(jìn)食量測量： 實(shí)驗(yàn)期間每48h為大鼠更換鼠糧，對鼠糧稱重.每次每組給予鼠糧250g，單只大鼠單日進(jìn)食量約為40～50g.

圖1 取對數(shù)后的宮音正弦Fig.1 Sine Gong after logarithm

圖2 宮音正弦(線性)Fig.2 Sine Gong(linear)

圖3 取對數(shù)后的角音正弦Fig.3 Sine Jiao after logarithm

圖4 角音正弦(線性)Fig.4 Sine Jiao(linear)

圖5 取對數(shù)后的徵音正弦Fig.5 Sine Zhi after logarithm

圖6 徵音正弦(線性)Fig.6 Sine Zhi(linear)

飲水量測量： 實(shí)驗(yàn)期間每48h為大鼠更換飲水瓶內(nèi)飲用水，該飲用水為蒸餾水，對飲水瓶裝水刻度進(jìn)行記錄，每只飲水瓶均經(jīng)過防漏處理.每次每組給予水量500mL，單只SD大鼠單日進(jìn)食量約為60～80mL.

小腸推進(jìn)率測量： 在每組實(shí)驗(yàn)的第29d開始禁食1d使其胃排空，然后給予足量深棕色鼠糧，1h后麻醉解剖測其小腸推進(jìn)率，麻醉所用藥物為10%水合氯醛(質(zhì)量濃度為400mg/kg).取腸部位為十二指腸、空腸和回腸，根據(jù)食物在1h內(nèi)推進(jìn)位置所占百分比進(jìn)行記錄.

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 SD大鼠組間體質(zhì)量顯著性差異

對組間體質(zhì)量數(shù)據(jù)比較的結(jié)果見圖7.宮組與徵組、角組在6～28d間體質(zhì)量增長明顯，有顯著性差異(P<0.05).角組與對照組、徵組與對照組在6～18d間存在顯著性差異(P<0.05)，而其在18～28d無顯著性差異(P>0.05)，該結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)選取的3種70dB單主頻正弦音頻對體質(zhì)量的影響存在一定的時(shí)效性，即動物長時(shí)間處于這樣的音頻刺激環(huán)境中會有個(gè)自適應(yīng)的過程.其中與脾胃對應(yīng)的宮組與對照組在20～28d體質(zhì)量增長有顯著性差異(P<0.05)，而與心肝對應(yīng)的徵組與角組對體質(zhì)量增長僅在前兩周內(nèi)有顯著性影響，此結(jié)果表明中醫(yī)五音理論中脾胃對照音宮音對于體質(zhì)量增長的影響相對其余音頻是有差異的，中醫(yī)五音理論具有一定的科學(xué)依據(jù).

2.2 SD大鼠組間進(jìn)食量無顯著性差異

為了探究動物體質(zhì)量差異性是否是由于進(jìn)食量不同引起，我們對SD大鼠的進(jìn)食量進(jìn)行了觀察記錄，結(jié)果如圖8所示.

圖7 各組大鼠的體質(zhì)量變化Fig.7 Weight changes in each group*表示P<0.05,vs對照組；#表示P<0.05,vs宮組.

圖8 各組大鼠的進(jìn)食量變化Fig.8 Changes in food intake in each group

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所用3種單音頻刺激對各組大鼠的進(jìn)食量影響未有顯著性差異(P>0.05)，該結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)所用70dB單主頻正弦音頻并不會顯著影響進(jìn)食量，結(jié)合體質(zhì)量差異性可以得出結(jié)論： 音頻組間、音頻組與對照組的體質(zhì)量指標(biāo)差異性并非是由動物進(jìn)食量改變導(dǎo)致的.

2.3 SD大鼠組間飲水量顯著性差異

由于大鼠在實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)食量并無顯著性差異，為了探究大鼠體質(zhì)量差異性是否是由飲水量(V飲水)不同導(dǎo)致的，我們對各組SD大鼠的飲水量進(jìn)行了觀察記錄，結(jié)果如圖9所示.

宮組、角組、徵組相對對照組飲水量指標(biāo)2～28d顯著增加(P<0.05).該結(jié)果表明70dB單主頻正弦音頻對大鼠飲水量有顯著性影響，動物體質(zhì)量受不同主頻音頻刺激產(chǎn)生的差異性可能是由飲水量差異所導(dǎo)致的.宮組、徵組與角組之間飲水量未有顯著性差異.

2.4 SD大鼠組間小腸推進(jìn)率無顯著性差異

對SD大鼠的小腸推進(jìn)率指標(biāo)進(jìn)行了測量，結(jié)果如圖10所示.各組間小腸推進(jìn)率指標(biāo)均沒有顯著性差異，該數(shù)據(jù)表明在不同70dB單主頻正弦音頻刺激下大鼠腸胃蠕動并無顯著變化，即食物在腸胃中的滯留時(shí)間無明顯差異，與體質(zhì)量及飲水量指標(biāo)結(jié)合來看，不同70dB單主頻正弦音頻會顯著改變動物消化系統(tǒng)的工作效率.

圖9 各組大鼠的飲水量變化Fig.9 Changes of drinking water in each group*表示P<0.05,vs對照組.

圖10 各組大鼠的小腸推進(jìn)率Fig.10 Small intestinal propulsive rate in each group

3 討 論

古代中醫(yī)認(rèn)為聲音對機(jī)體的成長具有不同的影響，進(jìn)而歸結(jié)出中醫(yī)五音治療的五臟理論，然而其現(xiàn)代科學(xué)機(jī)理尚有待研究.近年來，關(guān)于強(qiáng)噪聲對健康的影響有較為全面的報(bào)道，張維森等[13]等認(rèn)為長期處于強(qiáng)音頻環(huán)境可增加患慢性胃病危險(xiǎn).劉暢[14]發(fā)現(xiàn)ICU患者接受中醫(yī)五音療法干預(yù)，可將患者的譫妄發(fā)生幾率降低，縮短患者的康復(fù)時(shí)間，且能夠促進(jìn)護(hù)理滿意度的提高.

臨床上，音樂療法就是采用復(fù)合音頻對患者進(jìn)行一定強(qiáng)度和時(shí)長的刺激干預(yù)以達(dá)到治愈或輔助治愈疾病的目的，近年來，有關(guān)復(fù)合音頻的療效的研究已較為全面，而單音頻刺激對消化系統(tǒng)的影響的研究鮮有報(bào)道.

本研究根據(jù)中醫(yī)五音理論選擇3種不同頻率的音頻，制作成宮、角、徵的正弦主頻音頻，觀察其在70dB時(shí)對動物體質(zhì)量增長的影響，發(fā)現(xiàn)在28d實(shí)驗(yàn)中中醫(yī)五音理論脾胃對應(yīng)的宮音組體質(zhì)量增長最大且與對照組有顯著性差異，與心、肝對應(yīng)的徵音組、角音組在28d后大鼠體質(zhì)量的增長與對照組相比未有顯著性差異.這為中醫(yī)五音理論認(rèn)為的不同頻率音頻對生理影響不同的觀點(diǎn)提供了科學(xué)依據(jù).

研究表明單音頻刺激導(dǎo)致的進(jìn)食量和腸胃蠕動變化并不明顯，但顯著改變了大鼠的飲水量和體質(zhì)量.發(fā)現(xiàn)徵音與角音對體質(zhì)量增長的影響可能是因?yàn)榇笫箫嬎康母淖儺a(chǎn)生的.研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)較高主頻的徵音與角音雖然在前期影響了大鼠體質(zhì)量的增加，但當(dāng)大鼠長期處在這樣的環(huán)境中(大于20d)，大鼠體質(zhì)量增長與對照組顯著性差異消失了，表明對消化系統(tǒng)而言，大鼠對較強(qiáng)音頻環(huán)境具有一定的適應(yīng)性，該結(jié)論對于現(xiàn)代音樂療法具有一定的理論意義.