摘要: 目的:探讨不同剂量慢性染氟对大鼠学习记忆能力的影响。方法:选用Wistar大鼠46只,随机分为对照组、低氟组、高氟组3组,分别饮用自来水(对照组) ,100 mg/ L(低氟组) ,200 mg/ L(高氟组)的氟化钠溶液,5个月后用Y—迷宫实验观察慢性氟中毒对大鼠学习记忆行为的影响。结果:与对照组大鼠Y—迷宫实验学会所需次数(58183±25112)相比,低氟组(73195±9177)和高氟组(77137±8169)的大鼠学会所需次数明显增加( P< 0105) ,且随染氟剂量的增加学会所需次数亦增加,但无统计学意义( P> 0105) 。结论:提示慢性氟中毒对大鼠学习记忆能力有显著的影响。

关键词: 氟中毒;学习记忆; Y—迷宫,氟(fluorine , F)是维持人体生命所必需的微量元素,长期高氟摄入对神经系统可产生一定的危害,但关于氟对动物学习记忆功能的影响研究报道较少。为了进一步明确氟对动物学习记忆功能的确切影响,本实验首先通过大鼠长期自饮不同浓度的氟化钠溶液(100 mg/ L和200 mg/ L) ,观测慢性氟中毒对大鼠学习记忆能力的变化。为进一步探讨慢性氟中毒对神经系统影响的机理研究提供确切资料。

材料和方法

1 实验动物和分组

选用6周龄的Wistar大鼠,体重(25±3)g ,由天津市实验动物中心提供。共46只随机分为3组,即对照组(n= 6) ;低氟组( n= 21) ,自由饮100 mg/L的氟化钠溶液;高氟组(n= 19) , 自由饮200 mg/L的氟化钠溶液,饲养期为5个月。

2 主要试剂和仪器

氟化钠试剂(天津市化学试剂三厂) 、MAZE型三等分辐射迷宫(Y -迷宫) (张家港市生物医学仪器厂) 。

3 测定指标和方法

Y -迷宫实验即将大鼠放入迷宫适应60 s后打开光源(有光处无电刺激,无光处有电刺激) ,待其进入有光处开始计时,60 s 后切换光源。每次切换光源使大鼠学习1次,每天每只大鼠如此切换20次,连续4 d ,其中连续9次直接从无光处跑到有光处者为学会。记录大鼠达到学会标准所需的次数即学会次数。

4 统计方法

采用sp ss11 . 0统计软件对各组大鼠的Y -迷宫实验学会次数进行单因素方差(o ne way ANOVA)分析。

结   果

在Y -迷宫实验过程中,对照组大鼠对光电刺激均反应敏感,达到安全区潜伏期短,达到学会标准所用的次数明显少。但与对照组相比,不同剂量染氟组大鼠对光电刺激的反应明显迟钝,达到安全区潜伏期较长。为了更准确反映染氟对大鼠学习记忆功能的影响,本研究加大了染氟大鼠Y -迷宫的检测例数,结果显示(见表1) ,低氟组和高氟组与对照组比学会次数明显增多( P< 0105) ,且随染氟剂量的增加学会所需次数亦增加,但尚无统计学差异( P> 0105) 。说明氟中毒能显著降低大鼠的学习记忆能力。

表1 实验大鼠迷宫实验学会次数比较( …x ±s)

组别 动物数( n) 学会次数

对照组 6 58. 83 ±25. 12

100mg/ L氟化钠组 21 73. 95 ±9. 773

200mg/ L氟化钠组 19 77. 37 ±8. 693    注: 3与对照组比较, P< 0. 05

讨   论

学习和记忆是人和大多数动物赖以生存的必不可少的重要神经功能,也是神经系统所具有的基本功能之一,属于脑的高级功能。因此,氟中毒导致神经系统的损伤会引起学习记忆的改变。Y -迷宫实验实际上就是利用大鼠喜暗的习性,通过电刺激使大鼠获得一种操作式条件反射,大鼠达到学会标准所需的训练次数也就反映出了它们学习记忆的能力。在本实验中,我们发现,染氟组与对照组相比,学会次数明显增加;而且随着染氟浓度的增大,其学会次数也在增加,表明,氟中毒对大鼠的学习记忆能力有明显的损伤作用。这与孙增荣等人的报道一致。氟是一种原生质毒物,氟离子可以通过血细胞或其他组织的细胞壁和原生质结合,进而影响中枢神经系统的正常活动。孙增荣等通过对长期饮高氟水的小鼠大脑海马组织超微结构观察发现,试验小鼠海马神经细胞、神经纤维、神经突触及血脑屏障受到显著损伤。而正常情况下,脑组织的氟含量远低于其他软组织,但有实验表明随着氟染毒剂量的增加,脑组织中的氟含量也逐渐增加,所以多数学者认为氟可以通过血脑屏障进入脑组织,同时又反过来损伤血脑屏障。

长期过量摄入氟可引起动物大脑皮质和皮质下区脱髓鞘和小脑蒲金野氏细胞数目减少,电镜下可见神经细胞中线粒体肿大,粗面内质网扩张,突触数目减少,而且线粒体嵴断裂或消失,这些损伤可能导致神经元的联系减少及突触功能异常,继而影响到大脑的功能。然而,大脑皮质、小脑、海马都是脑组织内参与学习记忆的重要结构。它们结构功能的改变或损伤必定对学习记忆能力带来影响,从而使大鼠在宏观行为上表现为学习记忆等高级神经行为受损。

当然,氟中毒影响动物高级神经行为的机制十分复杂,已有学者认为氟对机体的损伤并不是单一的结果,氟中毒除机体内含氟量增高外,还存在酶、维生素及微量元素等多种生化指标的改变,值得我们进一步研究。