摘要 　 目的:探討推拉動作后再進行高 G值暴露對大鼠記憶功能的影響。方法:24只雄性SD大鼠隨機分為對照組、+ 10Gz組和推拉組3組 ,每組8只。記錄處理后不同時間大鼠記憶功能的變化。結果:推拉組避暗實驗的錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后較對照組顯著增加〔 6 h 分別為(3. 3± 1. 0) 、(2. 3±0. 6) s、vs (0. 0±0. 0) 、(0. 0±0. 0) s ;6 d分別為 (0. 3 ± 0. 5) 、 (1. 3 ± 0. 9) s、vs(0. 3 ± 0. 5) 、(0. 1 ± 0. 2) s , ( P < 0. 01)〕,較 + 10 Gz 組也顯著增加;潛伏期在暴露后則較對照組顯著縮短 ( P < 0. 01) 。推拉組迷宮實驗的正確率在暴露后即刻為 (82. 5 ±4. 6) % ,2 d 為 (75. 0± 16. 0) % ,分別較對照組的(92. 5 ±4. 6) %、 (100. 0 ±0. 0) %顯著降低( P < 0. 01) 。反應時在暴露后即刻為 (33. 6± 12. 9) s , 2 d為 (67. 4 ±32. 9) s , 與對照組及 + 10 Gz 組相比較則顯著延長( P < 0. 01) 。結論:推拉動作后再進行 + 10 Gz 暴露 3 min 可導致大鼠嚴重的持續(xù)性記憶功能障礙。 　　　　

關鍵詞: 　加速度，推拉動作，推拉效應，記憶

近年來資料顯示 ,由于戰(zhàn)斗機機動性能的不斷提高以及空戰(zhàn)中攻擊性動作的需要 ,推拉動作(push- pull maneuver , PPM)在實際飛行中出現(xiàn)機會逐漸增多〔 1～3〕,它可以導致飛行員的 + Gz 耐力下降 ,比單純 + Gz作用更易發(fā)生意識喪失 ,這一現(xiàn)象稱為推拉效應(push - pull effect , PPE)〔 2 ,3〕。20 世紀 90 年代以來 ,發(fā)現(xiàn)一些致死性的 A 級飛行事故與推拉效應有關。這對飛行安全構成了嚴重威脅〔 3 ,4〕。因此 ,推拉效應逐漸為人們所重視 ,近年來成為航空醫(yī)學加速度生理領域新的研究熱點。以往的研究表明 ,高 G值暴露可引起大鼠腦缺血、缺氧等 ,從而導致學習記憶能力降低〔 5 ,6〕,推拉運作可使其后的高 G值暴露中腦血流量降低更甚 ,因此 ,學習記憶能力降低也可能更甚 ,但目前關于推拉動作后學習記憶功能的改變尚未見報道。本研究旨在探討推拉動作后再進行高 G值暴露對大鼠記憶功能的影響。

1 　對象和方法

1. 1 　實驗動物及分組 　

雄性 SD大鼠24只(本校實驗動物中心提供) ,體重(185 ± 10) g ,領回后先飼養(yǎng)1周并使其適應實驗環(huán)境 ,排除驚嚇、環(huán)境等因素對大鼠記憶和行為的影響。將大鼠隨機分為對照組、+10 Gz組和推拉組3個組 ,每組8只動物。

1. 2 　實驗方法

1. 2. 1 　動物暴露方法 　采用半徑為 2 m的動物離心機模擬 + Gz ,大鼠水平固定于離心機的轉臂上 ,大鼠頭部朝向離心機旋轉軸心。推拉組先進行 - 1 Gz暴露1 min ,隨即進行 + 10 Gz暴露 ,峰值作用時間為3 min。+ 10 Gz組只進行 + 10 Gz 暴露 ,峰值作用時間也為3 min ,加速度增長率均為 1G· s- 1。對照組僅放置于有機玻璃盒中3 min ,但不進行 + Gz暴露。

1. 2. 2 　避暗實驗〔 7〕 以大鼠在明箱中停留的時間超過5 min為學會。學會后記錄在 5 min 內(nèi)大鼠的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期。學習及記憶測量的時機同 Y- 型迷宮實驗。

1. 2. 3 　Y- 型迷宮實驗〔 7〕以動物連續(xù) 10 次中有 9次(90 %)反應正確定為學會標準。24 h 后進行 + Gz暴露 ,然后于暴露結束后的即刻、 6 h、 1 d、 2 d、 4 d 和6 d觀察大鼠正確率和完成這10次檢測所需的反應時的改變 ,每次實驗進行10次檢測。實驗時間為每天上午8 :00～12 :00 (6 h 點在暴露當天的下午3 :00～5 :00) ,在同一環(huán)境相似的條件下進行。

1. 3 　統(tǒng)計學處理　所有數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標準差表示 ,采用“SPSS 10. 0 FOR WINDOWS”進行隨機單位組方差分析 ,兩組間比較用 t 檢驗。

2 　結果

2. 1 　各組大鼠避暗實驗的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期的變化 　由表 1 可見 ,對照組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間隨著測量次數(shù)的增加與基礎值相比無顯著改變; + 10 Gz組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間僅在暴露后 6h時較基礎值顯著增加( P < 0. 01) ,較對照組大鼠也有顯著性差異(P < 0. 01) ;推拉組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后6 h及6d時均較基礎值顯著增加(P <0. 01) ,同時還較對照組和+10Gz組大鼠顯著增加( P < 0. 01) 。對照組大鼠潛伏期隨著測量次數(shù)的增加較基礎值沒有顯著性改變;+10Gz組大鼠潛伏期在暴露后沒有顯著改變,各時間點較對照組均無顯著差異;推拉組大鼠潛伏期在暴露后 6 h、 2 d、4 d及6 d時較基礎值顯著縮短( P < 0. 01) ,較對照組和 + 10 Gz組也顯著縮短( P < 0. 01) 。

2. 2 　各組大鼠迷宮實驗的正確率和反應時的變化

　對照組大鼠正確率隨著測量次數(shù)的增加較基礎值先降低后升高( P < 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時較基礎值顯著降低( P < 0. 01) ,各時間點較對照組大鼠均無顯著性差異;推拉組大鼠正確率在暴露后即刻與 2 d 時較基礎值均顯著降低( P < 0. 01) ,較對照組也顯著降低(P<0.01)。對照組大鼠反應時隨著測量次數(shù)的增加較基礎值逐漸縮短( P < 0.01) ; +10Gz組大鼠反應時在暴露后即刻與2 d時較基礎值顯著延長( P < 0. 05) ,較對照組顯著延長( P < 0. 01) ;推拉組大鼠反應時在暴露后即刻、 2 d及4 d時較基礎值均顯著延長( P < 0. 05) ,同時還較對照組及 + 10 Gz 組顯著延長 ( P < 0. 05 ,P < 0. 01 ,圖1) 。

3 　討論

　　近年來 ,戰(zhàn)斗機在機動飛行中做推拉動作有增加的趨勢。據(jù)報道 ,美國1982～1996 年機毀或人亡嚴重G- LOC事故中 ,12. 5 %事故前很大可能存在推拉動作 ,29 %有可能存在推拉動作 ,特技飛行員經(jīng)歷的 G - LOC 中有 47 %明顯與推拉效應有關〔 1 ,3〕。過去考慮人對 - Gz 的耐力低 ,飛機上又沒有專用的抗荷裝備 ,因此要求飛行員應盡量回避做- Gz動作。現(xiàn)代戰(zhàn)術上要求戰(zhàn)斗機以快速動作奇襲對方 ,同時為了減少雷達發(fā)現(xiàn)機會 ,因此推拉動作在實際飛行中是經(jīng)常發(fā)生的。學習與記憶是動物和人類賴以生存所不可缺的重要腦功能,是相互聯(lián)系的神經(jīng)過程 ,是神經(jīng)系統(tǒng)活動的外在表現(xiàn) ,可以反映神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。對人類來說 ,它又是進行智力活動的基礎 ,學習是指新行為(經(jīng)驗)的獲得和發(fā)展 ,而通過學習獲得經(jīng)驗的保持和再現(xiàn) ,這就是記憶。Y- 迷宮實驗是用來檢測大鼠視覺及空間位置判斷識別能力的一種方法。本實驗結果表明 , + 10 Gz 組大鼠僅在暴露后即刻和 2 d 時反應時較對照組顯著延長 ,而在其它時間點與對照組及自身暴露前相比則沒有顯著性差異。從 + Gz暴露后1d時開始,推拉組大鼠反應時較+10Gz 組及對照組顯著延長 ,而正確率較 + 10 Gz組及對照組顯著降低 ,直到4 d 時還未恢復正常 ,提示推拉動作后再 + 10 Gz暴露 3 min使大鼠的記憶能力明顯的持續(xù)性的降低 ,在 2 d 時這種降低最顯著。

　　在避暗實驗中 ,推拉組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間在暴露后6h及6d時較對照組和+10 Gz組顯著增多 ,潛伏期在暴露后6h、2d、4d及6d時較對照組和 + 10 Gz 組顯著縮短;而+10 Gz 組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間僅在暴露后6h時較對照組顯著增多 ,潛伏期與對照組相比沒有顯著性差異。說明推拉效應加重了+ Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。

　　大量的離心機試驗證實 ,推拉動作可使其后的+Gz耐力下降 ,心率變慢 ,動脈血壓、基礎阻抗、和總外周阻力反射調(diào)節(jié)均下降 ,每搏量增加等〔8 ,9〕。分析其原因,可能是在- 1Gz 時 ,血液向頭部慣性移位 ,急劇升高的頸動脈血壓引起頸動脈竇、主動脈弓壓力感受器強烈的神經(jīng)反射 ,使心迷走中樞活動增強 ,交感中樞抑制 ,產(chǎn)生心動徐緩 ,心輸出量大量減少,總外周阻力降低的效應 ,導致心水平血壓降低。- 1 Gz 結束后 ,上述效應并不能立即消退,因此在隨后 + 10 Gz 作用時 ,頭水平血壓比沒有預先- 1 Gz 作用時降低更嚴重。同時由于心迷走中樞活動仍較強 ,交感中樞仍處于抑制狀態(tài) ,使頸動脈竇區(qū)壓力感受器對這時低血壓的反射性反應受影響。- 1 Gz不但使隨后 + 10 Gz 時的頭水平血壓更加下降 ,而且損害了人體對 + Gz 的代償反應,致使+ 10 Gz時心血管功能的恢復比 - 1 Gz 時顯著變差 ,從而使得大鼠腦組織的缺血缺氧更加嚴重 ,甚至導致腦組織神經(jīng)元缺血性改變等。

　　總之 ,本研究表明 , + 10 Gz 暴露 3 min 可引起大鼠暫時性記憶功能障礙 ,而推拉動作后再 + 10 Gz暴露3 min使大鼠產(chǎn)生持續(xù)性的、嚴重的記憶功能障礙 ,說明推拉效應加重了 + Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。