大鼠急性一氧化碳中毒后迟发性脑病模型的建立

1、    作者：赵天智，常耀明，李金声，谢小萍【关键词】  Morris水迷宫；一氧化碳中毒；迟发性脑病；大鼠Establishment of delayed neuropsychologic sequelae rat model after acute carbon monoxide poisoning【Abstract】 AIM: To establish the delayed neuropsychologic sequelae rat model after acute carbon monoxide (CO) poisonin

2、g for further elucidating its pathogenesis. METHODS: Male SD rats (240-280 g BW) were poisoned with CO in the animal experimental hyperbaric oxygen chamber. Cognitive ability was measured by the escape latency of searching the objective in the Morris water maze. The brains of the rats (3, 7, 10, 20

3、d after poisoning) were taken for paraffin pathological section and HE staining to observe the pathological change in cerebral cortex and hippocampal area. RESULTS: Rats lost consciousness when they were exposed to 2000 ppm (part per million) CO for 40 min and then 3000 ppm for up to 20 min. Maze te

4、st showed that the escape latency of the CO poisoned rats was significantly longer than the air exposed rats (F=4.74，P=0.047). The pathological examination revealed apparent neuronal degeneration and necrosis in the cerebral cortex and hippocampal area in CO poisoned rats. CONCLUSION: Besides the ev

5、idence of pathologic results, our models basically simulate the praxiologic change induced by central nervous system damage in the patients with delayed neuropsychologic sequelae after CO poisoning.【Keywords】 Morris water maze;  carbon monoxide poisoning; delayed neuropsychologic sequelae;

6、 rats【摘要】 目的: 建立大鼠急性一氧化碳（CO）中毒致迟发性脑病模型，以探讨其发病机制. 方法: 质量240280 g雄性SD大鼠，于动物实验高压氧舱内行急性CO暴露，以Morris水迷宫中搜索目标的逃避潜伏期(escape latency)来评价大鼠的认知记忆能力，并于染毒后3，7，10，20 d取脑组织，常规制备石蜡病理切片，行HE染色观察急性CO中毒后大鼠脑皮质及海马神经元的病理性改变. 结果:大鼠在2000×10-6体积分数CO浓度和3000×10-6体积分数CO浓度下分别暴露40 min和20 min后全部昏迷，Morris水迷宫测试发现CO暴露组大鼠逃避

7、潜伏期显著落后于空气对照组（F=4.74，P=0.047），病理学检查发现CO暴露组大鼠的皮质及海马有明显的神经元变性坏死. 结论: 本实验建立的模型基本模拟了CO中毒后迟发性脑病患者中枢神经系统损伤的行为学特征改变，且有相应的病理学检测结果作为其佐证.【关键词】 Morris水迷宫；一氧化碳中毒；迟发性脑病；大鼠【中图号】 R595.10引言一氧化碳（carbon monoxide, CO）中毒后3%30%的患者经过一段时间的“假愈期”会出现以痴呆、精神症状和锥体外系症状为主迟发性脑病(delayed neuropsychologic sequelae, DNS)1. 目前其发病机制仍未完全

8、阐明，缺少可靠的动物模型是阻碍其深入研究的重要原因之一2，主要问题在于中毒浓度的掌握和动物行为学评价方法的缺陷上. 因此，我们尝试采用急性静态CO吸入的方法制备大鼠的DNS动物模型，并采用Morris水迷宫来评价中毒后大鼠认知记忆能力的改变，为进一步研究DNS的发病机制提供客观有效的手段.1材料和方法1.1材料1.1.1CO气体于染毒前新鲜制备.1.1.2染毒装置DWC4501150型（上海七零一所）动物实验高压氧舱，舱体为直径0.45 m，长1 m的圆筒形，有效空间160 L，可同时对4只大鼠染毒.1.1.3行为实验装置由Morris水迷宫和图像自动监视系统(Morris Maze Expe

9、rimental Assistant System, MMEAS)组成（第四军医大学防原教研室提供）. Morris水迷宫为内壁黑色的不锈钢圆柱形储水池(d=100 cm，h=50 cm)，内置一个高度可调位置可移动的黑色圆台，圆台顶部直径为10 cm. 在水池上缘等距离设置东南西北四个标记点，以这四个入水点在水面和水桶底部的投影点，将水面和水池均分为四个象限，圆台设置于某一象限中间. 实验时，使水深淹没圆台顶部2 cm，调节水温至2224之间. 整个实验周期之内室内物品摆设和实验人员站立位置相对固定，并严格控制噪声干扰. MMEAS系统以图像采集卡、摄像机、图像监视器等为主要扩展硬件，利用图

10、像软件包提供的各层次库函数完成数据采集和统计处理.1.1.4实验动物封闭群健康成年雄性SpragueDawley大鼠（第四军医大学实验动物中心提供），约910 wk龄，体质量为240280 g. 饲养于12 h明暗交替，室温1823环境，喂饲标准大鼠饲料，不限食水.1.2方法1.2.1染毒方法参照Thom等 3报道的染毒方法及预实验的结果，将清醒大鼠置于动物实验高压氧舱内（每次最多4只）密封舱门，由进气口加入制备的纯净CO气体，使舱内CO气体浓度达到2000×10-6体积分数，维持40 min，后补加气体达3000×10-6体积分数，约20 min，至大鼠出现昏迷时止.1.

11、2.2Morris水迷宫行为测试16只雄性SD大鼠适应性饲养1 wk后，随机分为CO暴露组和空气对照组，每组8只. 大鼠于CO暴露后的第二日上午10点开始行水迷宫实验，实验时从除站台外的三个象限随机选择一个入水点，将大鼠面向池壁放入水中，每一次入水位置是假性随机的. 观察并记录大鼠寻找并爬上平台所需时间(逃避潜伏期)，如果大鼠在120 s内未找到平台，则人为引导大鼠到达平台且停留30 s，这时逃避潜伏期为120 s. 实验每隔一日进行一次，持续到染毒后21 d，每次实验训练3次，每个象限一次，每次间隔20 min，3次成绩的平均值记为当天成绩.1.2.3病理学检查28只雄性SD大鼠适应性饲养1 wk后，随机分为A，B，C，D，E 5组，其中A，B，C，D 4组为实验组，每组5只，E组8只为空气对照组. 实验组按上述染毒方法予以染毒，对照组按相同步骤注入空气. A，B，C，D 4组分别于染毒后3，7，10，20 d取脑，实验组取脑同时取2只E组大鼠作为对照. 大鼠用20 g/L戊巴比妥钠(60 mg/kg) 腹腔麻醉，开胸暴露心脏，插管，由左心室经主动脉快速灌注生理盐水200 mL, 40 g/L多聚甲醛0.1 mol/L PB液400 mL