睡眠剥夺对大鼠脑损害的生化研究

目的 探讨睡眠剥夺(SD)的脑损害机制。方法 采用小平台水环境法建立睡眠SD模型，将30只Sprague-Dawley大鼠随机分为睡眠剥夺1天、3天和5天组(SDld、SD3d、SD5d)，大平台组(TC)和正常对照组(NC)，每组6只。测定脑组织一氧化氮(N0)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性，测定血清髓鞘碱性蛋白(MBP)、皮质醇、白细胞介素—1β(IL-1β)和白细胞介素—2(IL—2)含量。结果 (1)N0含量：SD各组及TC组鼠额叶、海马和中脑的N0含量均高于NC组(F＝10．97，7．96，5．23，P＜0．01)，且随SD时间的延长而升高；仅下丘脑N0含量差异未达显著性(F＝1．64，P＞0．05)。(2)SOD活性：SD各组及TC组鼠额叶、海马、中脑和下丘脑SOD活性均高于NC组(F＝10．44，16．15，28．94，12．75，P＜0．01);其中在海马、中脑和下丘脑SOD活性均以SD3组为最高。(3)血清皮质醇、IL-1β、IL—2和MBP含量：SD各组均高于NC组(F＝8．60，3．62，3．84，2．83，P＜0．01和P＜0．05)，且各项指标含量均随SD时间的延长而逐渐升高。TC组仅皮质醇的含量与NC组的差异有显著性。结论 睡眠剥夺的脑损害可能与N0、氧自由基、皮质醇及细胞因子等生化因素有关。     

大鼠中枢神经系统中神经肽S的表达及对睡眠功能的影响

目的研究剥夺睡眠大鼠的神经肽S表达水平,探讨其与睡眠的关系。方法共对27只大鼠进行实验,分别为CC组(正常对照组)、TC组(环境对照组)及SD组(睡眠对照组),在相应的环境中饲养1d、3d和5d,对大鼠下丘脑中神经肽S的表达水平进行研究并比较。结果大鼠睡眠剥夺后出现体质量降低、皮毛蓬乱、潮湿无光滑。部分大鼠尾巴和爪子出现磨损,大鼠情绪烦躁不安,较容易发怒且具有较强的攻击性,这些表现在睡眠剥夺5d后表现得更加明显;CC组和TC组在实验第1天、第3天和第5天的下丘脑神经肽S mRNA的表达水平差异无统计学意义(P0.05);SD组第3天和第5天下丘脑神经肽S mRNA的表达水平均高于第1天,差异具有统计学意义(P0.05);SD组第3天和第5天下丘脑神经肽S mRNA的表达水平均高于CC组和TC组,差异具有统计学意义(P0.05)。结论神经肽S可能具有促进觉醒的作用,对人体的睡眠与觉醒产生一定的调节作用,可能与失眠等多种疾病的发生具有密切的相关性,值得更加深入的研究。     

快速动眼睡眠剥夺对大鼠学习、记忆能力及海马组织自噬的影响

目的 探讨快速动眼(rapid eye movement,REM)睡眠剥夺后与大鼠认知相关的行为学变化及脑内海马组织中自噬相关蛋白的表达水平。方法 健康成年雄性大鼠经过筛选后分为空白对照组(CC组)、环境对照组(TC组)、睡眠剥夺组(SD组),每组各6只; 采用改良多平台睡眠剥夺法(modified multiple platform method,MMPM)建立睡眠剥夺模型,连续剥夺5 d后利用Morris水迷宫检测大鼠认知功能; 用蛋白质印记法(Western Blot,WB)检测自噬相关微管蛋白(LC3)及SQSTM1/P62的表达水平变化。结果 与CC组和TC组比较,SD组大鼠毛色无光泽、易激惹、体重下降(P<0.05)。SD组与其他2组比较,逃逸潜伏期延长、目标象限时间减少(P<0.05)。WB显示SD组与其他2组比较,大鼠脑内海马组织自噬相关蛋白LC3-II表达水平上升,P62水平下降(P<0.05)。CC组与TC组大鼠比较,体重、学习记忆能力、海马组织自噬蛋白表达水平均无明显差异(P>0.05)。结论 睡眠剥夺后可损害大鼠学习及记忆功能,海马组织中自噬水平上调提示自噬活动可能参与睡眠剥夺介导的认知功能障碍过程。     

睡眠剥夺对大鼠脑干和海马大麻素CB-1受体的影响

目的探讨快速眼动(REM)睡眠剥夺(SD)对大鼠脑干和海马大麻素CB-1受体的影响。方法采用改良多平台睡眠剥夺法建立REM睡眠剥夺模型。将40只Sprague-Dawley大鼠随机分为空白对照组(CC)、环境对照组(TC),以及睡眠剥夺1d(SD1d)、3d(SD3d)和5d(SD5d)组,每组8只。应用逆转录-聚合酶链反应方法检测大鼠脑干及海马CB-1受体mRNA的表达,电镜观察其超微结构的改变。结果SD各组大鼠脑干与海马超微结构均有神经元凋亡,SD3d和SD5d组尤著。(1)脑干CB-1受体mRNA表达值SD1d组(0.789±0.139)和SD3d组(1.264±0.182)均高于CC组(0.420±0.054),且SD3d组高于SD1d组(P<0.05),SD5d组(0.678±0.145)与CC组的差异无统计学意义(P>0.05)。(2)海马CB-1受体mRNA表达值SD1d组(0.598±0.098)高于CC组(0.374±0.064),SD3d组(0.258±0.072)低于CC组,且SD3d组低于SD1d组(P<0.05);SD5d组(0.448±0.177)与CC组的差异无统计学意义(P>0.05)。结论REM睡眠剥夺能造成脑干及海马神经元的损伤,在不同睡眠剥夺时期CB-1受体mRNA表达不同,其中CB-1受体表达增强可能是一种自身稳定调节的保护机制。     

血清皮质醇监测在自发性脑出血患者病情评估及预后判定中的意义

目的探讨血清皮质醇监测在自发性脑出血患者病情评估及预后判定中的意义。方法选取145例自发性脑出血患者和50例健康体检者,分别于发病后24h(T1)、72h(T2)、7d(T3)、10d(T4)和14d(T5),采用酶联免疫吸附实验(ELISA法)检测血清总皮质醇(TC)和皮质醇结合蛋白(CBG)水平,计算血清中游离皮质醇(FC)和游离皮质醇指数(FCI)。结果自发性脑出血患者T1时血清TC、FC和FCI均高于对照组,随后逐渐降低,T4时降至正常水平范围,T2~T5时血清CBG水平逐渐升高,差异有统计学意义(P0.05);重型组T1~T2时血清TC、FC和FCI均高于轻型组和中型组,且中型组均高于轻型组,重型组患者T3~T5时血清TC、FC和FCI均低于轻型组和中型组,且中型组均低于轻型组,差异均有统计学意义(P0.05);T1时,正常皮质醇组患者总体预后优于高皮质醇组和低皮质醇组,差异有统计学意义(P0.05),T4时,正常皮质醇患者总体预后优于低皮质醇患者,差异有统计学意义(P0.05)。结论自发性脑出血患者早期皮质醇水平显著升高,与患者病情严重程度有关,且早期皮质醇分泌不足及后期低于正常,患者预后均较差。     

环孢素A对大鼠脑损伤后髓鞘碱性蛋白抗体及继发性脱髓鞘病变的影响

目的 研究环孢素A(CsA)对大鼠脑损伤后血清中髓鞘碱性蛋白抗体(Anti-MBP)及继发性脑干脱髓鞘病变程度的影响.方法 SD大鼠77只按随机数字表法分为空白对照组(n=7)、模型组(n=35)、CsA组(n=35).后2组大鼠制作闭合性重型颅脑损伤模型,术后模型组大鼠持续腹腔注射0.9%生理盐水[5 mg/(kg·d)],CsA组大鼠腹腔注射5 mg/mL CsA[5 mg/(kg·d)],于不同时间点(伤后1、4、10、20、30d)处死大鼠后采用ELLSA法检测血清MBP和Anti-MBP含量,Marchi锇酸染色法检测脑干脱髓鞘病变程度.结果 与空白对照组比较.模型组大鼠伤后血清MBP、Anti-MBP含量升高,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组同一时间点比较,CsA组大鼠血清MBP含量差异无统计学意义(P>0.05),而伤后1d开始Anti-MBP含量降低、伤后4 d开始变性髓鞘数量降低.差异有统计学意义(P<0.05);Pearson相关分析显示CsA组与模型组大鼠血清Anti-MBP含量与脑干变性髓鞘的数量呈正相关关系(r=0.959,P=0.000).结论 CsA可以干预脑组织损伤后大鼠的免疫系统,在一定程度上可以减少Anti-MBP的产生、减轻大鼠继发性脑干脱髓鞘病变的程度.     

高原环境对睡眠剥夺大鼠学习记忆的影响

目的探讨高原环境对睡眠剥夺(SD)大鼠学习记忆及海马5-HT表达的影响。方法64只大鼠被随机分为可可西里组(海拔4767m)和兰州组(海拔1520m)。各组大鼠又分为正常睡眠及SD1d、3d和5d4个亚组。采用小平台水环境法(flowerpot)建立大鼠SD模型。各组大鼠行Morris水迷宫测试,免疫组化法检测海马组织中5-HT的含量。结果Morris水迷宫显示,在可可西里组和兰州组中,与正常睡眠大鼠比较SD1d、3d及5d大鼠的潜伏期延长(P0.05),游泳路程增加(P0.05);以及穿越平台次数减少(P0.05)。与兰州组比较,可可西里组的正常睡眠及SD1d、3d和5d大鼠的潜伏期延长(P0.05),游泳路程增加(P0.05),穿越平台次数减少(P0.05或P0.01)。海马5-HT含量检测中可可西里组SD1d、3d及5d大鼠的含量均高于正常睡眠大鼠(P0.05);兰州组SD3d及5d大鼠的含量均高于正常睡眠大鼠(P0.05);与兰州组相比,可可西里组正常睡眠、SD1d、3d和5d大鼠的5-HT含量增加(P0.05)。结论高原环境暴露可使SD大鼠学习记忆能力进一步降低,其机制可能与海马中5-HT含量增高有关。     

高原环境下REM睡眠剥夺大鼠的GRP78及caspase-12表达及药物干预

目的观察高原与平原不同时间快速眼动睡眠剥夺(REMSD)对大鼠海马区GRP78及Caspase-12的表达变化及人参皂甙Rd(GS Rd)干预作用,探讨GRP78和Caspase-12表达与细胞凋亡的关系以及GS Rd的可能的神经保护作用。方法本试验采用小平台水环境法制作不同时间点大鼠睡眠剥夺(SD)模型,应用免疫组织化学染色检测相关时间点GRP78、Caspase-12蛋白的表达;TUNEL试剂盒检测凋亡细胞。结果在兰州组,与正常睡眠组比较,SD 1d大鼠的GRP78和Caspase-12蛋白表达开始增高,3d时达高峰,5d时与正常睡眠组相比无明显差别。GS Rd干预组大鼠SD 1d、3d GRP78的表达较生理盐水组增高,SD 5d时GRP78的表达与生理盐水组无明显差异;GS Rd干预组大鼠SD 1d、3d Caspase-12的表达较生理盐水组降低,SD 5d时Caspase-12的表达与生理盐水组无明显差异。与兰州组比较,在相同时间点可可西里组GRP78和Caspase-12的表达均增高。结论内质网应激后启动基本自稳调节系统,长期严重的内质网应激使这种自稳作用消失,并启动凋亡通路,这可能是SD造成脑损害的机制之一;高原环境暴露进一步加剧内质网应激;GS Rd可能是通过升高GRP78和降低Caspase-12表达,减轻内质网应激发挥脑保护作用。     

异相睡眠剥夺对大鼠脑内质网应激相关蛋白ATF4表达的影响

目的 研究异相睡眠(REM 睡眠)剥夺对大鼠海马及额叶内质网应激相关蛋白转录活化因子4(ATF4)表达的影响.方法 大鼠采用完全随机数字表法分为6组:空白对照组(CC组)、环境对照组(TC)、睡眠剥夺(SD)6h、12 h、1 d、3 d组,每组10只.采用改良多平台睡眠剥夺法建立REM 睡眠剥夺大鼠模型,免疫组织化学及Westemblot方法测定不同时间点大鼠额叶及海马ATF4蛋白的表达.结果 CC组大鼠海鸟及额叶均未检测出ATF4.TC组海马、额叶均有ATF4表达,SD组海马、额叶6 h时开始表达ATF4,12 h后达到高峰,1 d、3 d呈逐渐下降趋势.结论 REM睡眠剥夺可诱发内质网应激,睡眠剥夺后大鼠海马与额叶发生内质网应激的时间及发展趋势基本相同.     

电针对慢性抑郁模型大鼠行为学及血清雌二醇、皮质醇水平的影响

目的观察电针百会、内关、三阴交穴对慢性抑郁模型大鼠行为学及血清雌二醇、皮质醇水平的影响,探讨其治疗抑郁症的可能机制。方法将30只雌性Wistar大鼠随机分为模型组、电针组和对照组各10只,前2组均采用慢性中等程度不可预见性应激结合孤养方法造模21d,电针组再接受百会、内关、三阴交穴的电针治疗14d。测定大鼠行为学改变,采用放射免疫法测定大鼠血清雌二醇及皮质醇水平。结果与对照组比较,造模后模型组和电针组大鼠的旷场实验得分减少(P<0.01),糖水偏爱率下降(P<0.01),而强迫游泳不动时间增加(P<0.01)。治疗后,与模型组比较,电针组的旷场实验得分增加(P<0.01),糖水偏爱率提高(P<0.01),而强迫游泳不动时间减少(P<0.01);与对照组比较,模型组大鼠血清雌二醇水平下降(P<0.01)而皮质醇水平升高(P<0.01);与模型组比较,电针组血清皮质醇水平降低(P<0.05),雌二醇水平升高但差异无统计学意义(P>0.05)。结论血清皮质醇升高和雌二醇降低可能与抑郁症相关;电针具有抗抑郁作用,这可能与其对皮质醇水平的调节有关。     

快速眼球运动睡眠剥夺及γ-氨基丁酸能药物干预对大鼠认知功能的影响

目的 建立快速眼球运动(REM)睡眠剥夺和下丘脑穹隆周围核微量渗析大鼠模型,研究不同程度REM睡眠剥夺和恢复对SD大鼠认知功能、下丘脑泌素(Hcrt)能系统和γ-氨基丁酸(GABA)能系统的影响及其可能机制.方法 将雄性SD大鼠随机分为对照组和REM睡眠剥夺组,REM睡眠剥夺组又分非手术对照组(nonOP)、假手术对照组(Sham)、GABAA受体拈抗剂SR-95531组(SR)和GABA再摄取抑制剂NO-711组(NO).采用改良多平台水环境法(MMPM)建立REM睡眠剥夺SD大鼠模型,利用Morris水迷宫测定大鼠在不同程度REM睡眠剥夺对认知功能的影响变化,采用免疫荧光技术检测下丘脑Hcrt神经元数量形态和原癌基因(Fos)表达、下丘脑GABA的A型受体α1(GABAA Rα1)亚单位表达累积吸光度值;采用高效液相色谱仪(HPLC)测定下丘脑GABA和谷氨酸(Glu)含量.建立穹隆周围核微量渗析SD大鼠模型,观察GABAA受体拈抗剂SR-95531和GABA再摄取抑制剂NO-711对上述指标的影响.结果 REM睡眠剥夺导致nonOP组和Sham组SD大鼠认知功能下降、下丘脑外侧区Fos阳性细胞总数和Fos-Hcrt双阳性细胞(F+&H+)数量增加、下丘脑GABA含量和GABAA Rα1表达增加,且变化程度均与REM睡眠剥夺时间长短呈正相关.但上述指标的变化都能够在不同程度睡眠恢复后得以修正.NO组与对照组比较,睡眠剥夺期间认知功能下降、下丘脑外侧区Fos阳性细胞总数和F+&H+数量增加(F=9.56、12.14、10.12,P＜0.05),且增加程度均与REM睡眠剥夺时间长短呈正相关;但睡眠恢复后差异无统计学意义.SR组与对照组比较,睡眠剥夺期间差异无统计学意义,但睡眠恢复期间认知功能下降、下丘脑外侧区Fos阳性细胞总数和F+&H+数量增加(F=12.03、11.38、8.36,均P＜0.05).SR组GABA含量和GABAA Rα1表达在全部5个时间点均明显增加(F=11.36、14.67,均P＜0.05),而NO组仅在SD 5d的GABAA Rα1表达明显增加(F=12.06,P＜0.05).结论 在REM睡眠剥夺和恢复过程中,GABA能系统存在自身调节机制,但无论是其再摄取抑制剂NO-711还是受体竞争剂SR-95531,均对认知功能下降产生不利影响,因此GABA能系统并不是治疗失眠的最理想靶点.Hcrt能神经元系统和GABA能系统之间存在相互抑制的作用,可以通过降低Hcrt神经元激活来改善睡眠的效果.并据此推断,Hcrt能系统可能是诱导睡眠和治疗失眠的潜在理想靶点.     

快速眼动睡眠剥夺后大鼠皮质及海马 HSP70表达的研究

目的探讨不同时间的快速眼动(REM)睡眠剥夺对大鼠皮质及海马各区的热休克蛋白70(HSP70)表达的影响及意义。方法60只Wistar大鼠，随机分为睡眠剥夺组(SD)、环境对照组(TC)和空白对照组(CC)。其中SD组又分为1d、3d、5d、7d4个时点。用改良多平台睡眠剥夺法进行REM睡眠剥夺，运用免疫组织化学方法观察REM睡眠剥夺后大鼠额叶、顶叶皮质及海马各区HSP70表达的分布规律及时空变化；同时结合蛋白质免疫印记(Western Blot)实验对额叶皮质及全海马HSP70蛋白作了选择性的半定量分析。结果REM睡眠剥夺后1d脑内HSP70表达一过性增强。以后逐渐下降。Western Blot实验印证了这一结果。结论REM睡眠剥夺能够引起大鼠皮质及海马神经元内HSP70表达增强，可能是一种自身稳定调节的保护机制。     

睡眠剥夺大鼠大脑皮层和海马nNOS表达的改变在其学习记忆损伤中的作用

目的观察睡眠剥夺（SD）后,大鼠学习记忆能力及大脑皮层和海马神经元型一氧化氮合酶（nNOS）蛋白表达的变化。方法采用小平台水环境法建立大鼠SD模型。观察大鼠经过不同时间SD后,各组“Y”迷宫成绩及大脑皮层和海马nNOS阳性神经元的变化情况。结果（1）“Y”迷宫实验：3组SD组的迷宫成绩较正常笼养对照组（CC）分别下降了24．3％、17．6％和41．9％（P〈0．01）。（2）nNOS阳性神经元数目：在皮层,SDld组较CC组增加了8．7％（P〈0．01）,SD2d组和SD3d组较CC组则减少了9．0％和16．0％（P〈0．01）;在海马CA。区,3个SD组较CC组分别减少了9．4％、16．0％和22．0％（P〈0．01）。结论SD可能通过改变大鼠大脑皮层和海马CA．区nNOS蛋白的表达来损害大鼠学习记忆能力。     

睡眠剥夺对大鼠海马和皮质IL-1βmRNA表达的影响

目的:研究完全睡眠剥夺对大鼠海马和皮质IL-1βmRNA表达的影响。方法:将大鼠放入1转／分钟转笼中,制作经历不同持续时间的完全睡眠剥夺(TSD)模型。30只大鼠随机分为5小组:对照组(正常对照CC组,环境对照 TC组)和睡眠剥夺组[TSD6h组,TSD1d组,TSD3d组(n=6只)]。采用RT-PCR方法检测大鼠海马和皮质IL- 1βmRNA表达。结果:大鼠海马区,TSD6h组和TSD1d组IL-1βmRNA的表达明显高于对照组,TSD3d组更为明显;皮质区TSD3d组表达也明显增多。结论:完全睡眠剥夺大鼠海马和皮质IL-1βmRNA表达增高,且随时间的延长而逐趋明显。睡眠短期剥夺IL-1βmRNA表达增高可能对脑细胞具有应激性保护作用,而长期剥夺后IL-1β持续增高可能对神经元有损伤作用。     

Neuroendocrinological investigations during sleep deprivation in depression. II. Longitudinal measurement of thyrotropin, TH, cortisol, prolactin, GH, and LH during sleep and sleep deprivation

Thyrotropin (TSH), thyroxin (T4), triiodothyronine (T3), free T3 (fT3), cortisol, prolactin, and human growth hormone (HGH) were measured every 2 hr during a night of sleep, the following day, and a night of sleep deprivation (SD) in 14 patients with major depressive disorder. In subgroups fT4 (n = 5), reverse T3 (rT3), and luteinizing hormone (LH) (n = 6) were also investigated. Significant increases in TSH, T4, fT4, T3, fT3, rT3, and cortisol and decreases in prolactin levels occurred during the night of SD, compared to the pattern during the night of sleep. The pre-SD T4 and T3 levels of the responders to SD were already higher than in the nonresponders, and increased less during SD. The cortisol and HGH concentrations of the responders rose higher during SD than those of the nonresponders. Changes in TSH and prolactin were not correlated to clinical response. Analysis of possible neurochemical mechanisms underlying this "pattern" of changes in different endocrine profiles suggests that enhanced noradrenergic activity might play a role in the changes in TSH, cortisol, thyroid hormones, and possibly HGH secretion during SD, and increased dopaminergic tone probably induced the decline in prolactin levels. Additional effects of the serotonergic system cannot be excluded at present. In conclusion, the data suggest that enhanced noradrenergic activity of the locus coeruleus stimulates alpha and/or beta adrenergic receptors in depressed patients during SD. This mechanism could well be involved in the antidepressant effect of this therapy.     

睡眠剥夺对大鼠海马和皮质IL-1β蛋白表达的影响

目的:研究完全睡眠剥夺对大鼠海马和皮质IL-1β蛋白表达的影响。方法:将大鼠放入1转/分钟转笼中,制作经历不同持续时间的完全睡眠剥夺(TSD)模型。30只大鼠随机分为5组:对照组(正常对照CC组,环境对照TC组)和睡眠剥夺组[TSD6h组,TSD1d组,TSD3d组(n=6只)]。采用免疫组化方法检测大鼠海马和皮质IL-1β蛋白表达。结果:IL-1β阳性细胞大多在细胞浆,胞核内也有表达;主要分布在海马CA3、CA1及齿状回细胞核和细胞浆,在大脑皮质分布于各层。结论:完全睡眠剥夺大鼠海马和皮质IL-1β蛋白表达增高,且随时间的延长而逐趋明显。睡眠短期剥夺,IL-1β蛋白表达增高可能对脑细胞具有应激性保护作用,而长期剥夺后IL-1β持续增高可能对神经元有损伤作用。     

Effect of repetitive transcranial magnetic stimulation on the cognitive impairment induced by sleep deprivation: a randomized trial

ObjectiveCurrently, an efficient method for improving cognitive impairment due to sleep deprivation (SD) is lacking. The aim of this study is to evaluate the effect of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) during SD on reversing the adverse effects of SD.MethodsA total of 66 healthy people were randomized into the rTMS group and sham group. Both groups were deprived of sleep for 24 h. During SD, participants were asked to complete several cognitive tasks and underwent mood assessments. Saliva cortisol levels, plasma concentrations of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), precursor BDNF (proBDNF), and tissue-type plasminogen activator (tPA), and frontal blood activation were detected before and after SD. The rTMS group received real rTMS stimulation for 2 sessions of 10 Hz rTMS (40 trains of 50 pulses with a 20-second intertrain interval) to the left dorsolateral prefrontal cortex and the sham group received sham stimulation during SD.ResultsTwenty-four hours of SD induced a reduced accuracy in the n-back task, increases in both anxiety and depression, increased cortisol levels, decreased frontal blood activation and decreased BDNF levels in healthy people. Notably, rTMS improved the hyperactivity of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and decreased frontal blood activation induced by SD, and reduced the consumption of plasma proBDNF.ConclusionsTwenty-four hours of SD induced a cognitive impairment. The administration of high-frequency rTMS during sleep deprivation exerted positive effects on HPA axis and frontal activation and might help alleviate cognitive impairment in the long term.