长时连续作业对大鼠觉醒能力的损害及机制研究

发布时间：2019-07-24 09:03

【摘要】： 现代社会中,很多人需要长时间连续的工作,例如长途司机连续驾驶、连续军事作业等。众所周知,这些超昼夜周期的工作以及强制性无睡眠或少睡眠的工作势必会对操作人员的行为能力和认知功能造成严重影响,从而降低工作效率。本实验通过建立大鼠长时连续作业模型,成功地模拟了连续作业过程中的多种影响因素;随后研究了长时连续作业对大鼠觉醒能力的损害作用;在此基础上,进一步研究了长时连续作业对大鼠脑内orexin-A、OX1R受体的影响及咖啡因对长时连续作业后orexin-A及OX1R的影响。结果如下: 1.大鼠长时连续作业模型的建立以传统的小动物跑台装置为基础,采取48 h连续跑台作业模式建立长时连续作业的大鼠模型。该模型包含了各种干扰因素,如跑台运动因素、躲避电刺激的脑力活动因素(条件反射)、电刺激所致的应激和精神紧张因素、食物限制因素,以及睡眠剥夺因素等,从而较好地模拟了长时连续作业过程中多种复杂的环境。 2.长时连续作业对大鼠夜间觉醒行为的影响本实验通过三项指标来评价动物夜间(19:00～07:00)的觉醒能力,即行为活动状态分布、觉醒时间以及直立次数。结果显示,大鼠通过48 h连续作业后行为活动降低(n=8,P0.05),同时觉醒时间(n=8,P0.01)和直立次数均减少(n=8,P0.01)。从而揭示,长时连续作业可显著降低机体的觉醒行为水平。 3.长时连续作业对大鼠夜间认知功能的影响长时连续作业后,将大鼠进行连续2天穿梭箱主动回避行为测试,测试均在21:00进行。结果表明,无论是在第一天,还是在第二天,跑台组大鼠反应能力均明显弱于对照组(n=6,P0.05)。因此,该结果在一定程度上说明,长时连续作业可以降低机体的认知能力。 4.长时连续作业对大鼠前额叶皮层递质水平的影响本实验中,利用高效液相色谱法测定了长时连续作业后前额叶皮层脑区去甲肾上腺素(NA),多巴胺(DA)及5-羟色胺(5-HT)神经递质含量的变化。结果显示,这三种神经递质在跑台组前额叶皮层脑区的含量明显低于对照组(n=6,P0.05)。因此,该结果提示,长时连续作业后,动物的觉醒能力和认知功能的下降可能与去甲肾上腺素,多巴胺及5-羟色胺等三种递质水平的下降有关。
【图文】：

小动物跑台模式图

第三军医大学硕士学位论文在小动物跑台上进行。如图 1 所示，主要组成部分包括跑道区、电速度、跑台坡度以及电击强度可调。作业过程为：20 min 作业+20作业暂停视为 1 个周期。跑台参数设定：作业时：坡度 0°，速度 1：坡度 0°，速度 7 m/min。作业暂停过程中，跑台速度较为缓慢，由动物可每次可最多有 9 s 的运动暂停时间，此时运动因素影响作用降睡眠剥夺的目的，因此我们把此过程称为作业暂停。整个过程连续 20 V，频率 60 Hz，一旦动物进入电刺激区则会受到电击，迫使其继后将动物置于笼中给予自由活动，自由摄食水 15 min。作业前所有适应训练。本实验采用连续 48 h（两个昼夜周期）作业模式，即（18夜周期包括作业阶段和休息阶段两个部分：（1）跑台作业阶段：第 13：00（18 h），进行跑台作业训练；（2）休息阶段：第二天 13：00鼠笼中，自由活动，自由摄食水。

大鼠典型的睡眠觉醒脑电图

通过视频监视器（Vetter，Model 620）对大鼠夜间记录；睡眠状态主要通过 ECoG 进行判断：δ 波（0.25～EM 睡眠)的判定指标[64]，典型的睡眠-觉醒 ECoG 如图 2 所往文献[64]将大鼠觉醒行为分级简化为 6 级：（0）睡眠；（和腹部均贴于地；（3）腹部贴于地；（4）活动（包括理毛括走动、摄食及饮水等）。另外，直立次数单独进行计算，[65]。主动回避行为模具由第三军医大学生理教研室提供。穿梭，两室底分别通以交流电作为非条件刺激；两室壁各有一鼠于一室内适应 2 min 后，由微机控制铜删通电和灯光，按避反应（Active Avoidance Response, AAR）的习得情况，每AR 习得程序为：条件刺激持续 10 s，，其后 5 s 同时给予非时，大鼠就逃至另外一室，判断为主动性回避反应，否则
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：R363

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