摘要 　 目的:探討推拉動(dòng)作后再進(jìn)行高 G值暴露對(duì)大鼠記憶功能的影響。方法:24只雄性SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、+ 10Gz組和推拉組3組 ,每組8只。記錄處理后不同時(shí)間大鼠記憶功能的變化。結(jié)果:推拉組避暗實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間在暴露后較對(duì)照組顯著增加〔 6 h 分別為(3. 3± 1. 0) 、(2. 3±0. 6) s、vs (0. 0±0. 0) 、(0. 0±0. 0) s ;6 d分別為 (0. 3 ± 0. 5) 、 (1. 3 ± 0. 9) s、vs(0. 3 ± 0. 5) 、(0. 1 ± 0. 2) s , ( P < 0. 01)〕,較 + 10 Gz 組也顯著增加;潛伏期在暴露后則較對(duì)照組顯著縮短 ( P < 0. 01) 。推拉組迷宮實(shí)驗(yàn)的正確率在暴露后即刻為 (82. 5 ±4. 6) % ,2 d 為 (75. 0± 16. 0) % ,分別較對(duì)照組的(92. 5 ±4. 6) %、 (100. 0 ±0. 0) %顯著降低( P < 0. 01) 。反應(yīng)時(shí)在暴露后即刻為 (33. 6± 12. 9) s , 2 d為 (67. 4 ±32. 9) s , 與對(duì)照組及 + 10 Gz 組相比較則顯著延長( P < 0. 01) 。結(jié)論:推拉動(dòng)作后再進(jìn)行 + 10 Gz 暴露 3 min 可導(dǎo)致大鼠嚴(yán)重的持續(xù)性記憶功能障礙。 　　　　

關(guān)鍵詞: 　加速度，推拉動(dòng)作，推拉效應(yīng)，記憶

近年來資料顯示 ,由于戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)性能的不斷提高以及空戰(zhàn)中攻擊性動(dòng)作的需要 ,推拉動(dòng)作(push- pull maneuver , PPM)在實(shí)際飛行中出現(xiàn)機(jī)會(huì)逐漸增多〔 1～3〕,它可以導(dǎo)致飛行員的 + Gz 耐力下降 ,比單純 + Gz作用更易發(fā)生意識(shí)喪失 ,這一現(xiàn)象稱為推拉效應(yīng)(push - pull effect , PPE)〔 2 ,3〕。20 世紀(jì) 90 年代以來 ,發(fā)現(xiàn)一些致死性的 A 級(jí)飛行事故與推拉效應(yīng)有關(guān)。這對(duì)飛行**構(gòu)成了嚴(yán)重威脅〔 3 ,4〕。因此 ,推拉效應(yīng)逐漸為人們所重視 ,近年來成為航空醫(yī)學(xué)加速度生理領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。以往的研究表明 ,高 G值暴露可引起大鼠腦缺血、缺氧等 ,從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力降低〔 5 ,6〕,推拉運(yùn)作可使其后的高 G值暴露中腦血流量降低更甚 ,因此 ,學(xué)習(xí)記憶能力降低也可能更甚 ,但目前關(guān)于推拉動(dòng)作后學(xué)習(xí)記憶功能的改變尚未見報(bào)道。本研究旨在探討推拉動(dòng)作后再進(jìn)行高 G值暴露對(duì)大鼠記憶功能的影響。

1 　對(duì)象和方法

1. 1 　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 　 

雄性 SD大鼠24只(本校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供) ,體重(185 ± 10) g ,領(lǐng)回后先飼養(yǎng)1周并使其適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境 ,排除驚嚇、環(huán)境等因素對(duì)大鼠記憶和行為的影響。將大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、+10 Gz組和推拉組3個(gè)組 ,每組8只動(dòng)物。

1. 2 　實(shí)驗(yàn)方法

1. 2. 1 　動(dòng)物暴露方法 　采用半徑為 2 m的動(dòng)物離心機(jī)模擬 + Gz ,大鼠水平固定于離心機(jī)的轉(zhuǎn)臂上 ,大鼠頭部朝向離心機(jī)旋轉(zhuǎn)軸心。推拉組先進(jìn)行 - 1 Gz暴露1 min ,隨即進(jìn)行 + 10 Gz暴露 ,峰值作用時(shí)間為3 min。+ 10 Gz組只進(jìn)行 + 10 Gz 暴露 ,峰值作用時(shí)間也為3 min ,加速度增長率均為 1G· s- 1。對(duì)照組僅放置于有機(jī)玻璃盒中3 min ,但不進(jìn)行 + Gz暴露。

1. 2. 2 　避暗實(shí)驗(yàn)〔 7〕 以大鼠在明箱中停留的時(shí)間超過5 min為學(xué)會(huì)。學(xué)會(huì)后記錄在 5 min 內(nèi)大鼠的錯(cuò)誤數(shù)、錯(cuò)誤時(shí)間和潛伏期。學(xué)習(xí)及記憶測量的時(shí)機(jī)同 Y- 型迷宮實(shí)驗(yàn)。

1. 2. 3 　Y- 型迷宮實(shí)驗(yàn)〔 7〕以動(dòng)物連續(xù) 10 次中有 9次(90 %)反應(yīng)正確定為學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。24 h 后進(jìn)行 + Gz暴露 ,然后于暴露結(jié)束后的即刻、 6 h、 1 d、 2 d、 4 d 和6 d觀察大鼠正確率和完成這10次檢測所需的反應(yīng)時(shí)的改變 ,每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10次檢測。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為每天上午8 :00～12 :00 (6 h 點(diǎn)在暴露當(dāng)天的下午3 :00～5 :00) ,在同一環(huán)境相似的條件下進(jìn)行。

1. 3 　統(tǒng)計(jì)學(xué)處理　所有數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差表示 ,采用“SPSS 10. 0 FOR WINDOWS”進(jìn)行隨機(jī)單位組方差分析 ,兩組間比較用 t 檢驗(yàn)。

2 　結(jié)果

2. 1 　各組大鼠避暗實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤數(shù)、錯(cuò)誤時(shí)間和潛伏期的變化 　由表 1 可見 ,對(duì)照組大鼠錯(cuò)誤數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間隨著測量次數(shù)的增加與基礎(chǔ)值相比無顯著改變; + 10 Gz組大鼠錯(cuò)誤數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間僅在暴露后 6h時(shí)較基礎(chǔ)值顯著增加( P < 0. 01) ,較對(duì)照組大鼠也有顯著性差異(P < 0. 01) ;推拉組大鼠錯(cuò)誤數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間在暴露后6 h及6d時(shí)均較基礎(chǔ)值顯著增加(P <0. 01) ,同時(shí)還較對(duì)照組和+10Gz組大鼠顯著增加( P < 0. 01) 。對(duì)照組大鼠潛伏期隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值沒有顯著性改變;+10Gz組大鼠潛伏期在暴露后沒有顯著改變,各時(shí)間點(diǎn)較對(duì)照組均無顯著差異;推拉組大鼠潛伏期在暴露后 6 h、 2 d、4 d及6 d時(shí)較基礎(chǔ)值顯著縮短( P < 0. 01) ,較對(duì)照組和 + 10 Gz組也顯著縮短( P < 0. 01) 。

2. 2 　各組大鼠迷宮實(shí)驗(yàn)的正確率和反應(yīng)時(shí)的變化

　對(duì)照組大鼠正確率隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值先降低后升高( P < 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時(shí)較基礎(chǔ)值顯著降低( P < 0. 01) ,各時(shí)間點(diǎn)較對(duì)照組大鼠均無顯著性差異;推拉組大鼠正確率在暴露后即刻與 2 d 時(shí)較基礎(chǔ)值均顯著降低( P < 0. 01) ,較對(duì)照組也顯著降低(P<0.01)。對(duì)照組大鼠反應(yīng)時(shí)隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值逐漸縮短( P < 0.01) ; +10Gz組大鼠反應(yīng)時(shí)在暴露后即刻與2 d時(shí)較基礎(chǔ)值顯著延長( P < 0. 05) ,較對(duì)照組顯著延長( P < 0. 01) ;推拉組大鼠反應(yīng)時(shí)在暴露后即刻、 2 d及4 d時(shí)較基礎(chǔ)值均顯著延長( P < 0. 05) ,同時(shí)還較對(duì)照組及 + 10 Gz 組顯著延長 ( P < 0. 05 ,P < 0. 01 ,圖1) 。

3 　討論

　　近年來 ,戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)動(dòng)飛行中做推拉動(dòng)作有增加的趨勢。據(jù)報(bào)道 ,美國1982～1996 年機(jī)毀或人亡嚴(yán)重G- LOC事故中 ,12. 5 %事故前很大可能存在推拉動(dòng)作 ,29 %有可能存在推拉動(dòng)作 ,特技飛行員經(jīng)歷的 G - LOC 中有 47 %明顯與推拉效應(yīng)有關(guān)〔 1 ,3〕。過去考慮人對(duì) - Gz 的耐力低 ,飛機(jī)上又沒有專用的抗荷裝備 ,因此要求飛行員應(yīng)盡量回避做- Gz動(dòng)作?，F(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)上要求戰(zhàn)斗機(jī)以快速動(dòng)作奇襲對(duì)方 ,同時(shí)為了減少雷達(dá)發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì) ,因此推拉動(dòng)作在實(shí)際飛行中是經(jīng)常發(fā)生的。學(xué)習(xí)與記憶是動(dòng)物和人類賴以生存所不可缺的重要腦功能,是相互聯(lián)系的神經(jīng)過程 ,是神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的外在表現(xiàn) ,可以反映神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。對(duì)人類來說 ,它又是進(jìn)行智力活動(dòng)的基礎(chǔ) ,學(xué)習(xí)是指新行為(經(jīng)驗(yàn))的獲得和發(fā)展 ,而通過學(xué)習(xí)獲得經(jīng)驗(yàn)的保持和再現(xiàn) ,這就是記憶。Y- 迷宮實(shí)驗(yàn)是用來檢測大鼠視覺及空間位置判斷識(shí)別能力的一種方法。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , + 10 Gz 組大鼠僅在暴露后即刻和 2 d 時(shí)反應(yīng)時(shí)較對(duì)照組顯著延長 ,而在其它時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組及自身暴露前相比則沒有顯著性差異。從 + Gz暴露后1d時(shí)開始,推拉組大鼠反應(yīng)時(shí)較+10Gz 組及對(duì)照組顯著延長 ,而正確率較 + 10 Gz組及對(duì)照組顯著降低 ,直到4 d 時(shí)還未恢復(fù)正常 ,提示推拉動(dòng)作后再 + 10 Gz暴露 3 min使大鼠的記憶能力明顯的持續(xù)性的降低 ,在 2 d 時(shí)這種降低*顯著。

　　在避暗實(shí)驗(yàn)中 ,推拉組大鼠錯(cuò)誤次數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間在暴露后6h及6d時(shí)較對(duì)照組和+10 Gz組顯著增多 ,潛伏期在暴露后6h、2d、4d及6d時(shí)較對(duì)照組和 + 10 Gz 組顯著縮短;而+10 Gz 組大鼠錯(cuò)誤次數(shù)及錯(cuò)誤時(shí)間僅在暴露后6h時(shí)較對(duì)照組顯著增多 ,潛伏期與對(duì)照組相比沒有顯著性差異。說明推拉效應(yīng)加重了+ Gz暴露對(duì)大鼠記憶功能的影響。

　　大量的離心機(jī)試驗(yàn)證實(shí) ,推拉動(dòng)作可使其后的+Gz耐力下降 ,心率變慢 ,動(dòng)脈血壓、基礎(chǔ)阻抗、和總外周阻力反射調(diào)節(jié)均下降 ,每搏量增加等〔8 ,9〕。分析其原因,可能是在- 1Gz 時(shí) ,血液向頭部慣性移位 ,急劇升高的頸動(dòng)脈血壓引起頸動(dòng)脈竇、主動(dòng)脈弓壓力感受器強(qiáng)烈的神經(jīng)反射 ,使心迷走**活動(dòng)增強(qiáng) ,交感**抑制 ,產(chǎn)生心動(dòng)徐緩 ,心輸出量大量減少,總外周阻力降低的效應(yīng) ,導(dǎo)致心水平血壓降低。- 1 Gz 結(jié)束后 ,上述效應(yīng)并不能立即消退,因此在隨后 + 10 Gz 作用時(shí) ,頭水平血壓比沒有預(yù)先- 1 Gz 作用時(shí)降低更嚴(yán)重。同時(shí)由于心迷走**活動(dòng)仍較強(qiáng) ,交感**仍處于抑制狀態(tài) ,使頸動(dòng)脈竇區(qū)壓力感受器對(duì)這時(shí)低血壓的反射性反應(yīng)受影響。- 1 Gz不但使隨后 + 10 Gz 時(shí)的頭水平血壓更加下降 ,而且損害了人體對(duì) + Gz 的代償反應(yīng),致使+ 10 Gz時(shí)心血管功能的恢復(fù)比 - 1 Gz 時(shí)顯著變差 ,從而使得大鼠腦組織的缺血缺氧更加嚴(yán)重 ,甚至導(dǎo)致腦組織神經(jīng)元缺血性改變等。

　　總之 ,本研究表明 , + 10 Gz 暴露 3 min 可引起大鼠暫時(shí)性記憶功能障礙 ,而推拉動(dòng)作后再 + 10 Gz暴露3 min使大鼠產(chǎn)生持續(xù)性的、嚴(yán)重的記憶功能障礙 ,說明推拉效應(yīng)加重了 + Gz暴露對(duì)大鼠記憶功能的影響。