【摘要】：睡眠剝奪(sleep deprivation,SD)是指環(huán)境改變(如嚴(yán)寒、高溫、噪聲等),或其他不可抗因素(如工作壓力過(guò)大或作戰(zhàn)狀態(tài)等)導(dǎo)致睡眠無(wú)法滿足正常生理需求(24h睡眠少于4h),從而引起如運(yùn)動(dòng)能力、記憶能力、免疫能力下降等一系列人體生理、心理、行為等變化的情況。濕熱環(huán)境指氣溫在29℃以上,空氣相對(duì)濕度超過(guò)60%的高溫高濕環(huán)境。高溫高濕環(huán)境下,人體同時(shí)承受來(lái)自外部的傳導(dǎo)熱量和機(jī)體內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,且由于蒸發(fā)散熱能力下降,蓄積了過(guò)多熱量,導(dǎo)致組織器官損傷和功能下降,出現(xiàn)水鹽代謝失調(diào),機(jī)體內(nèi)部穩(wěn)態(tài)失衡,從而引起體力與腦力疲勞的產(chǎn)生。目前,對(duì)睡眠剝奪或濕熱環(huán)境單一條件導(dǎo)致的重要臟器影響的研究報(bào)道較多,但對(duì)濕熱環(huán)境合并睡眠剝奪雙重應(yīng)激下所導(dǎo)致疲勞的發(fā)生、發(fā)展和機(jī)體重要臟器損害機(jī)制及保護(hù)措施的研究未見(jiàn)報(bào)道,也缺乏簡(jiǎn)便有效的抗疲勞和快速恢復(fù)疲勞的有效藥物。對(duì)于濕熱地區(qū)睡眠剝奪作業(yè)疲勞的預(yù)防和快速恢復(fù)的研究對(duì)提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力有重要作用,這也是軍事醫(yī)學(xué)急待解決的問(wèn)題。為此,以我們以前研究的抗疲勞配方杞藿飲作為抓手,探索該配方在解決上述問(wèn)題中的可行性、有效性。杞藿飲(Qi Huo Decoction,QHD)由黃芪、紅景天、枸杞子、淫羊藿、刺五加、馬齒莧、絞股藍(lán)等組成,具有益氣滋陰、補(bǔ)精養(yǎng)神、清濕熱、強(qiáng)筋骨等功效。我們以往的研究顯示,該藥在抗運(yùn)動(dòng)力竭疲勞方面有一定作用。本實(shí)驗(yàn)觀察杞藿飲對(duì)濕熱環(huán)境下睡眠剝奪大鼠疲勞產(chǎn)生過(guò)程中重要臟器的保護(hù)作用,并探討其機(jī)制為中藥制劑杞藿飲成為抵抗疲勞發(fā)生和加快恢復(fù)的新型藥物奠定動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。【研究目的】以SD大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,觀察杞藿飲對(duì)濕熱環(huán)境下睡眠剝奪疲勞大鼠肝、胃、骨骼肌等重要臟器的保護(hù)作用,探討杞藿飲作為抗疲勞遴選制劑的可行性。【研究方法】40只雄性SD大鼠,我們應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表法將其分為四組,分別為空白對(duì)照(BC)組、濕熱環(huán)境對(duì)照(HC)組、濕熱環(huán)境睡眠剝奪(HS)組、濕熱環(huán)境睡眠剝奪QHD(HSQ)組,各組均為10只。BC組實(shí)驗(yàn)大鼠在常溫常濕環(huán)境下喂養(yǎng),HC組、HS組、HSQ組大鼠模擬濕熱環(huán)境下飼養(yǎng)。BC組、HC組、HS組實(shí)驗(yàn)大鼠,給予每日2次蒸餾水3ml灌胃,HSQ組實(shí)驗(yàn)大鼠給予每日2次QHD(含生藥1g/mL)灌胃,連續(xù)15d。HS組、HSQ組大鼠,予以72h睡眠剝奪。72h實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠肝、胃、骨骼肌的損害程度進(jìn)行檢測(cè)比較,主要檢測(cè)的指標(biāo)包括:1.檢測(cè)大鼠血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)水平,肝組織中肝糖元、丙二醛(MDA)和還原型谷胱甘肽(GSH)水平。比較各組大鼠β-半乳糖苷酶(β-gal)在肝細(xì)胞中的表達(dá)及其超微結(jié)構(gòu)變化。2.HE染色觀察各組大鼠胃黏膜組織病理學(xué)改變,H~+/K~+-ATP酶熒光染色測(cè)定各組大鼠胃黏膜分泌期壁細(xì)胞計(jì)數(shù)值。3.檢測(cè)大鼠腓腸肌組織中肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、一氧化氮(NO)和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)水平及其超微結(jié)構(gòu)變化。【結(jié)果】1.肝臟保護(hù)作用觀察:⑴與BC組比較,HC組、HS組、HSQ組血清AST和ALT均顯著升高(P0.01);HS組、HSQ組血清AST和ALT較HC組均顯著升高(P0.01);HSQ組血清AST和ALT明顯低于HS組(P0.01)。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境可以對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠肝功能造成損傷,連續(xù)睡眠剝奪加劇了損傷程度,而杞藿飲能有效減輕其損傷程度。⑵與BC組比較,HC組、HS組、HSQ組肝組織中肝糖元和GSH含量顯著降低(P0.05),MDA含量顯著增高(P0.01)。與HC組比較,HS組、HSQ組肝糖元和GSH含量顯著降低(P0.01),MDA含量顯著增高(P0.01)。與HS組比較,HSQ組肝糖元和GSH含量顯著增高(P0.01),MDA含量顯著降低(P0.01)。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境可以減少實(shí)驗(yàn)大鼠肝糖原儲(chǔ)備,并造成機(jī)體氧化應(yīng)激失衡,導(dǎo)致肝臟損害且減緩恢復(fù),連續(xù)睡眠剝奪加劇了此過(guò)程,而杞藿飲可以增加肝糖原的儲(chǔ)備,進(jìn)而可以維持血液中血糖穩(wěn)定,提供更多能量,并能調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激平衡,減輕肝臟的損害,并加速恢復(fù),維護(hù)肝細(xì)胞的正常功能。⑶光鏡下HC組、HS組、HSQ組實(shí)驗(yàn)大鼠肝組織均有不同程度的炎性細(xì)胞浸潤(rùn),肝細(xì)胞腫脹壞死,以HS組最明顯,HSQ組損害有一定程度的減輕。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境及睡眠剝奪導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)大鼠肝組織炎性壞死,而杞藿飲能明顯減輕此情況。⑷HC組、HS組、HSQ組大鼠肝細(xì)胞均有衰老相關(guān)β-gal陽(yáng)性表達(dá)。HC組、HS組、HSQ組大鼠的肝組織中β-gal陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)值均顯著高于BC組大鼠(P0.01),HS組、HSQ組β-gal陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)值均顯著高于HC組大鼠(P0.01),HSQ組β-gal陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)值顯著低于HS組(P0.01)。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境可加快肝細(xì)胞的衰老進(jìn)程,連續(xù)睡眠剝奪更加速了此進(jìn)程,而杞藿飲能抑制肝細(xì)胞衰老,從而降低肝細(xì)胞損害。⑸透射電鏡觀察顯示HC組、HS組、HSQ組實(shí)驗(yàn)大鼠肝細(xì)胞的微絨毛減少,有的甚至消失,部分肝細(xì)胞出現(xiàn)了空泡化,損傷以HS組大鼠最明顯,HSQ組損害有一定程度的減輕。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境可對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)造成損傷,連續(xù)睡眠剝奪更加劇了損傷程度,而杞藿飲能有效減輕其損傷。2.胃黏膜保護(hù)作用觀察:⑴HC組、HS組、HSQ組實(shí)驗(yàn)大鼠的胃黏膜均有不同程度的損傷。其表現(xiàn)為胃黏膜散在多量點(diǎn)狀/線狀的糜爛充血,上面附蓋有小量血痂,可以看到炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。HSQ組實(shí)驗(yàn)大鼠的胃黏膜損傷程度明顯輕于HS組大鼠。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境下,可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)大鼠胃黏膜損傷,連續(xù)睡眠剝奪可使損傷明顯加重,而杞藿飲能明顯減輕胃黏膜損傷程度。⑵與BC組比較,HC組、HS組、HSQ組大鼠胃分泌期壁細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著升高(P0.05),HS組、HSQ組大鼠胃分泌期壁細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著高于HC組(P0.01),HSQ組大鼠胃分泌期壁細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著低于HS組(P0.01)。從細(xì)胞學(xué)水平證明胃酸在長(zhǎng)期濕熱環(huán)境下連續(xù)睡眠剝奪引起的應(yīng)激性胃黏膜損害形成中起重要作用,而杞藿飲能減少壁細(xì)胞進(jìn)入分泌期,進(jìn)而抑制胃酸分泌,從而降低大鼠的胃黏膜損害程度。3.骨骼肌保護(hù)作用觀察:⑴與BC組比較,HC組、HS組、HSQ組大鼠腓腸肌中CK和LDH水平均顯著升高(P0.05),NO和iNOS水平顯著降低(P0.05)。與HC組比較,HS組、HSQ組大鼠腓腸肌CK和LDH水平顯著升高(P0.01),NO和iNOS明顯降低(P0.01)。與HS組比較,HSQ組大鼠腓腸肌CK和LDH水平無(wú)明顯差異(P0.05),NO和iNOS水平明顯升高(P0.01)。說(shuō)明長(zhǎng)期處于濕熱環(huán)境及連續(xù)睡眠剝奪可致大鼠骨骼肌能量代謝障礙,自由基水平失調(diào)。而杞藿飲可以明顯改善肌細(xì)胞的能量代謝,調(diào)節(jié)自由基水平平衡,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化效能。濕熱環(huán)境睡眠剝奪(HS)組和濕熱環(huán)境睡眠剝奪杞藿飲(HSQ)組間CK和LDH水平無(wú)顯著性差異,可能與實(shí)驗(yàn)設(shè)置濕熱環(huán)境比較溫和,睡眠剝奪對(duì)骨骼肌細(xì)胞的損傷程度較輕及實(shí)驗(yàn)樣本過(guò)少有關(guān)。⑵透射電鏡觀察顯示,BC組、HC組大鼠腓腸肌纖維肌節(jié)清晰,長(zhǎng)短大體一致,明暗帶分界清楚,排列規(guī)則。HS組、HSQ組大鼠均出現(xiàn)不同程度的腓腸肌纖維輕度的溶解、明暗帶之間分界模糊,排列不規(guī)律等改變,尤以HS組的超微結(jié)構(gòu)變化最顯著。說(shuō)明長(zhǎng)期濕熱環(huán)境及連續(xù)睡眠剝奪可以導(dǎo)致骨骼肌超微結(jié)構(gòu)破壞,而杞藿飲能一定程度減輕骨骼肌損傷程度。【結(jié)論】以上研究證實(shí):高溫高濕環(huán)境可導(dǎo)致SD大鼠肝、胃、骨骼肌一定程度的損傷;連續(xù)睡眠剝奪能增加其損傷程度;杞藿飲可顯著改善實(shí)驗(yàn)大鼠肝臟、胃、骨骼肌的損傷程度。杞藿飲對(duì)濕熱環(huán)境下睡眠剝奪導(dǎo)致疲勞大鼠的肝、胃、骨骼肌具有保護(hù)作用,可以作為疲勞預(yù)防和快速恢復(fù)的遴選中藥制劑。
【圖文】：
A：BC 組 B：HC 組 C：HS 組 D：HSQ 組圖 3 各組大鼠肝組織病理性變化（HE×200）實(shí)驗(yàn)大鼠肝細(xì)胞 β-半乳糖苷酶染色觀察HS 組、HSQ 組大鼠肝細(xì)胞均有衰老相關(guān) β-gal 陽(yáng)性表達(dá)
注：*與 BC 組比較 P<0.05；#與 HC 組比較 P<0.01；△ 與 HS 組比較 P<0.01。A：BC 組 B：HC 組 C：HS 組 D：HSQ 組圖4 各組大鼠肝細(xì)胞β-半乳糖苷酶染色觀察（β-gal ×200）1.5 各組實(shí)驗(yàn)大鼠肝臟超微結(jié)構(gòu)觀察透射電鏡觀察顯示 HC 組、HS 組、HSQ 組大鼠肝細(xì)胞線粒體腫脹，，微絨毛減少甚至消失，部分肝細(xì)胞出現(xiàn)空泡化，損傷以 HS 組大鼠最明顯，HSQ 組損害有一定程度的減輕，見(jiàn)圖 5。C DAB
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R285.5
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本文編號(hào)：2641078
