摘要: 目的:探討不同劑量慢性染氟對大鼠學習記憶能力的影響。方法:選用Wistar大鼠46只,隨機分為對照組、低氟組、高氟組3組,分別飲用自來水(對照組) ,100 mg/ L(低氟組) ,200 mg/ L(高氟組)的氟化鈉溶液,5個月后用Y—迷宮實驗觀察慢性氟中毒對大鼠學習記憶行為的影響。結果:與對照組大鼠Y—迷宮實驗學會所需次數(58183±25112)相比,低氟組(73195±9177)和高氟組(77137±8169)的大鼠學會所需次數明顯增加( P< 0105) ,且隨染氟劑量的增加學會所需次數亦增加,但無統計學意義( P> 0105) 。結論:提示慢性氟中毒對大鼠學習記憶能力有顯著的影響。

 

關鍵詞: 氟中毒;學習記憶; Y—迷宮,氟(fluorine , F)是維持人體生命所必需的微量元素,長期高氟攝入對神經系統可產生一定的危害,但關于氟對動物學習記憶功能的影響研究報道較少。為了進一步明確氟對動物學習記憶功能的確切影響,本實驗首先通過大鼠長期自飲不同濃度的氟化鈉溶液(100 mg/ L和200 mg/ L) ,觀測慢性氟中毒對大鼠學習記憶能力的變化。為進一步探討慢性氟中毒對神經系統影響的機理研究提供確切資料。

 

材料和方法

 

1 實驗動物和分組

選用6周齡的Wistar大鼠,體重(25±3)g ,由天津市實驗動物中心提供。共46只隨機分為3組,即對照組(n= 6) ;低氟組( n= 21) ,自由飲100 mg/L的氟化鈉溶液;高氟組(n= 19) , 自由飲200 mg/L的氟化鈉溶液,飼養期為5個月。

 

2 主要試劑和儀器

氟化鈉試劑(天津市化學試劑三廠) 、MAZE型三等分輻射迷宮(Y -迷宮) (張家港市生物醫學儀器廠) 。

 

3 測定指標和方法

Y -迷宮實驗即將大鼠放入迷宮適應60 s后打開光源(有光處無電刺激,無光處有電刺激) ,待其進入有光處開始計時,60 s 后切換光源。每次切換光源使大鼠學習1次,每天每只大鼠如此切換20次,連續4 d ,其中連續9次直接從無光處跑到有光處者為學會。記錄大鼠達到學會標準所需的次數即學會次數。

 

4 統計方法

采用sp ss11 . 0統計軟件對各組大鼠的Y -迷宮實驗學會次數進行單因素方差(o ne way ANOVA)分析。

 

結   果

在Y -迷宮實驗過程中,對照組大鼠對光電刺激均反應敏感,達到安全區潛伏期短,達到學會標準所用的次數明顯少。但與對照組相比,不同劑量染氟組大鼠對光電刺激的反應明顯遲鈍,達到安全區潛伏期較長。為了更準確反映染氟對大鼠學習記憶功能的影響,本研究加大了染氟大鼠Y -迷宮的檢測例數,結果顯示(見表1) ,低氟組和高氟組與對照組比學會次數明顯增多( P< 0105) ,且隨染氟劑量的增加學會所需次數亦增加,但尚無統計學差異( P> 0105) 。說明氟中毒能顯著降低大鼠的學習記憶能力。

 

表1 實驗大鼠迷宮實驗學會次數比較( …x ±s)

組別 動物數( n) 學會次數

對照組 6 58. 83 ±25. 12

100mg/ L氟化鈉組 21 73. 95 ±9. 773

200mg/ L氟化鈉組 19 77. 37 ±8. 693    注: 3與對照組比較, P< 0. 05

 

討   論

學習和記憶是人和大多數動物賴以生存的必不可少的重要神經功能,也是神經系統所具有的基本功能之一,屬于腦的高級功能。因此,氟中毒導致神經系統的損傷會引起學習記憶的改變。Y -迷宮實驗實際上就是利用大鼠喜暗的習性,通過電刺激使大鼠獲得一種操作式條件反射,大鼠達到學會標準所需的訓練次數也就反映出了它們學習記憶的能力。在本實驗中,我們發現,染氟組與對照組相比,學會次數明顯增加;而且隨著染氟濃度的增大,其學會次數也在增加,表明,氟中毒對大鼠的學習記憶能力有明顯的損傷作用。這與孫增榮等人的報道一致。氟是一種原生質毒物,氟離子可以通過血細胞或其他組織的細胞壁和原生質結合,進而影響中樞神經系統的正常活動。孫增榮等通過對長期飲高氟水的小鼠大腦海馬組織超微結構觀察發現,試驗小鼠海馬神經細胞、神經纖維、神經突觸及血腦屏障受到顯著損傷。而正常情況下,腦組織的氟含量遠低于其他軟組織,但有實驗表明隨著氟染毒劑量的增加,腦組織中的氟含量也逐漸增加,所以多數學者認為氟可以通過血腦屏障進入腦組織,同時又反過來損傷血腦屏障。

 

長期過量攝入氟可引起動物大腦皮質和皮質下區脫髓鞘和小腦蒲金野氏細胞數目減少,電鏡下可見神經細胞中線粒體腫大,粗面內質網擴張,突觸數目減少,而且線粒體嵴斷裂或消失,這些損傷可能導致神經元的聯系減少及突觸功能異常,繼而影響到大腦的功能。然而,大腦皮質、小腦、海馬都是腦組織內參與學習記憶的重要結構。它們結構功能的改變或損傷必定對學習記憶能力帶來影響,從而使大鼠在宏觀行為上表現為學習記憶等高級神經行為受損。

 

當然,氟中毒影響動物高級神經行為的機制十分復雜,已有學者認為氟對機體的損傷并不是單一的結果,氟中毒除機體內含氟量增高外,還存在酶、維生素及微量元素等多種生化指標的改變,值得我們進一步研究。