宮內(nèi)生長受限幼鼠神經(jīng)發(fā)育水平及腦組織氧化應(yīng)激狀態(tài)研究▲

王京京 張引國

1 天津市西青醫(yī)院婦科，天津市 300380；2 天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部，天津市 300072

胎兒宮內(nèi)生長受限(intrauterine growth restriction，IUGR)是指胎兒體重小于同胎齡胎兒體重的第10百分位數(shù)[1]。臨床多以“出生體重低于同胎齡、同性別胎兒平均值的第10百分位數(shù)或2個標(biāo)準(zhǔn)差[2]”作為診斷依據(jù)。IUGR不僅會導(dǎo)致圍產(chǎn)兒高發(fā)病率及高死亡率[3]，亦與小兒成年后心血管、神經(jīng)及呼吸等相關(guān)疾病的發(fā)生有著密切的關(guān)系，在IUGR相關(guān)的諸多并發(fā)癥中，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常因其高致殘率備受關(guān)注[4-6]。調(diào)查結(jié)果[7]顯示，我國人群的IUGR發(fā)生率約為6.39%，給患兒及其家庭帶來極大的不良影響。IUGR胎兒處于一種相對低氧及營養(yǎng)缺乏的環(huán)境中，而低氧和營養(yǎng)缺乏可通過氧化應(yīng)激導(dǎo)致神經(jīng)損傷。為探討宮內(nèi)生長受限神經(jīng)損傷的發(fā)病機(jī)制，本研究通過孕鼠子宮動脈結(jié)扎建立了宮內(nèi)生長受限大鼠模型，就宮內(nèi)生長受限幼鼠的神經(jīng)發(fā)育水平及腦組織氧化應(yīng)激狀態(tài)進(jìn)行了研究，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 9～10周齡Wistar大鼠28只，購自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心，其中雌鼠21只，體重250～280 g；雄鼠7只，體重300～320 g。超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、羥自由基試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 建立IUGR大鼠模型 28只雌雄鼠分籠適應(yīng)飼養(yǎng)1周后，將雌雄鼠同籠飼養(yǎng)。飼養(yǎng)過程中，保持12 h晝/夜周期、室溫(20±2)℃、濕度(55±10)%，大鼠自由飲水取食。同籠飼養(yǎng)次日清晨，對雌鼠進(jìn)行陰道涂片鏡檢，以觀察到大量精子記為妊娠第0天，同時將孕鼠分籠單獨(dú)飼養(yǎng)。利用隨機(jī)數(shù)字法將14只孕鼠隨機(jī)分為子宮動脈結(jié)扎組(7只)和假手術(shù)組(7只)。在妊娠第18天，對子宮動脈結(jié)扎組孕鼠行子宮動脈分離結(jié)扎，對假手術(shù)組孕鼠僅進(jìn)行子宮動脈分離，不結(jié)扎，術(shù)后關(guān)閉腹腔并縫合。從每只子宮動脈結(jié)扎組大鼠產(chǎn)出的子鼠中隨機(jī)選取1只作為IUGR組(共7只)，從每只假手術(shù)組孕鼠產(chǎn)出的子鼠中隨機(jī)選取1只作為對照組(共7只)。

1.2.2 體格發(fā)育及神經(jīng)發(fā)育測試 (1)體重及體格發(fā)育指標(biāo)：在幼鼠出生后立即測量其體重、身長、尾長、肛殖距和頭圍。(2)神經(jīng)發(fā)育指標(biāo)：①在幼鼠出生后第3天，將其仰放于平臺上開始計(jì)時，記錄幼鼠翻轉(zhuǎn)至四肢著地時所用的時間即為翻正反射時間；②在幼鼠出生后第7天，將其放置于距離地面20 cm高的木制平臺邊緣，記錄幼鼠從平臺邊緣退回的時間即為懸崖回避時間；③在幼鼠出生后第8天，將其置于一個坡度為30°的斜面上，頭朝下，并開始計(jì)時，記錄幼鼠頭轉(zhuǎn)到朝上位置(旋轉(zhuǎn)180°)所用的時間即為負(fù)性趨地時間；④在幼鼠出生后第12天，將其前肢懸于一個固定好的水平橫杠上，記錄其握桿持續(xù)時間即為前肢握桿時間。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料用x±s表示，組間均數(shù)比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組幼鼠出生時的體重及體格發(fā)育指標(biāo)比較 IUGR組幼鼠出生時的體重、身長、尾長、頭圍及肛殖距均明顯小于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組幼鼠出生時的體重及體格發(fā)育指標(biāo)比較 (n，x±s)

2.2 兩組幼鼠的神經(jīng)反射時間比較 IUGR組幼鼠的翻正反射、懸崖回避、負(fù)性趨地時間均顯著長于對照組，前肢握桿時間顯著短于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組幼鼠的神經(jīng)反射時間比較 (s，n，x±s)

2.3 兩組幼鼠腦組織SOD活力、MDA水平及抑制羥自由基能力比較 IUGR組幼鼠前額葉、海馬和小腦組織勻漿的SOD活力、抑制羥自由基能力顯著低于對照組，MDA水平顯著高于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3、表4、表5。

表3 兩組幼鼠腦組織勻漿SOD活力比較 (U/mgProt，n，x±s)

表4 兩組幼鼠腦組織勻漿中MDA含量比較 (U/mgProt，n，x±s)

表5 兩組幼鼠腦組織勻漿中抑制羥自由基能力比較 (U/mgProt，n，x±s)

3 討 論

造成宮內(nèi)生長受限(IUGR)的主要原因包括母體因素、胎盤因素、臍帶因素及胎兒因素，其中以多種因素所致的子宮胎盤灌注不良在臨床上最為常見[8]。通過給孕鼠行子宮動脈結(jié)扎術(shù)，導(dǎo)致子宮胎盤供血供氧不良，是建立IUGR模型常用的方法之一[9]。

神經(jīng)反射是機(jī)體感覺、運(yùn)動、平衡與判斷等能力的綜合表現(xiàn)，被認(rèn)為是一種可以反映和評價中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)育狀況的早期敏感指標(biāo)[10]。而平面翻正、負(fù)性趨地、懸崖回避等反射是觀察新生大鼠早期神經(jīng)發(fā)育狀況的常用指標(biāo)[11]。平面翻正反射和負(fù)性趨地反射與姿勢調(diào)控有關(guān)，需要小腦前庭系統(tǒng)的整合和參與。懸崖回避反射及前肢握力能反映出機(jī)體體感運(yùn)動中樞發(fā)育的程度，其中海馬參與了機(jī)體對位置信息的調(diào)控。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，IUGR組幼鼠的翻正反射、懸崖回避、負(fù)性趨地時間均顯著長于對照組，前肢握桿時間顯著短于對照組，提示宮內(nèi)生長受限幼鼠運(yùn)動、感覺、小腦前庭系統(tǒng)和海馬位置系統(tǒng)等的神經(jīng)發(fā)育明顯延遲。

胎兒在子宮內(nèi)的生長發(fā)育主要依靠胎盤不間斷的供氧及輸送各種營養(yǎng)物質(zhì)，而正常妊娠狀態(tài)的母體處于高代謝水平，其氧化和抗氧化保持平衡。SOD作為氧自由基清除的特異酶，其水平高低可反映出機(jī)體的抗氧化能力[12]；MDA為脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，能反映出機(jī)體脂質(zhì)過氧化的狀況和組織受自由基損傷的嚴(yán)重程度[13]。羥自由基作為氧自由基的一種，是公認(rèn)的生物系統(tǒng)中最具活性的物質(zhì)，能導(dǎo)致生物體內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化損傷[14]。通過檢測這三項(xiàng)指標(biāo)可初步了解IUGR機(jī)體的氧化應(yīng)激狀況。本研究結(jié)果顯示，IUGR組幼鼠的前額葉皮質(zhì)、海馬和小腦的SOD活力和抑制羥自由基能力均明顯低于對照組，而MDA水平則顯著高于對照組，提示宮內(nèi)生長受限幼鼠的腦組織處于較高的氧化應(yīng)激狀態(tài)。

宮內(nèi)生長受限幼鼠較高的氧化應(yīng)激狀態(tài)可能與其在胚胎期處于缺血缺氧、營養(yǎng)供給不足的生長環(huán)境中有關(guān)，這種特定的生長環(huán)境會導(dǎo)致幼鼠機(jī)體內(nèi)氧化與抗氧化系統(tǒng)的失衡，一方面大量自由基攻擊膜脂質(zhì)中的不飽和脂肪酸，造成脂質(zhì)過氧化代謝終產(chǎn)物增多；另一方面機(jī)體為了清除過多的自由基而導(dǎo)致SOD水平降低[15]。本研究通過探討宮內(nèi)生長受限幼鼠的神經(jīng)發(fā)育及氧化應(yīng)激狀況，將有助于了解宮內(nèi)生長受限的發(fā)生機(jī)制，從而為臨床對宮內(nèi)生長受限患兒進(jìn)行早期干預(yù)提供參考。