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+Gz诱导热休克蛋白表达及其对+Gz致脑损伤保护作用的研究

李金声  
【摘要】: 现代高性能战斗机具有很高的机动性能,其在飞行中产生的正加速度 高达+9Gz,G增长率可达6G/s以上,作用时间长(可持续45s),并可反 复出现,超过人体耐受限度。+Gz致意识丧失(+Gz-induced loss of consciousness,G-LOC)的发生率显著增加,成为威胁飞行安全的主要因 素。安全飞行是当今普遍关注的社会问题。G-LOC机理的研究其最终目 的,是为解决G-LOC的防护问题提供理论依据,故受到航空医学界的高 度重视。 +Gz暴露可对大鼠脑产生类似缺血再灌注的作用(Glaister,1988), 反复+Gz暴露可对大鼠脑产生类似缺血预刺激的作用。因此,我们推测反 复低G值暴露对再暴露于高G值有保护作用。事实上反复离心机训练, 对于增强飞行员的+Gz耐力极有价值。研究资料表明,相对失能期的长短 与飞行员以往是否有过离心机G-LOC体验和飞行中G-LOC的经历有关。 经历过多次G-LOC的受训者比初次经历者,具有较强感知和识别G-LOC 各种症状的能力,可较早恢复意识和定向能力,使失能时间缩短 (Whinnery,1988)。为此,Gillingham等(1987)曾建议将G-LOC的体 验列为飞行员高G生理训练的内容之一。但由于目前对反复高G暴露是 第四军医大学博士学位论文 否会带来严重危害尚不清楚,故对高性能战斗机飞行员在高G训练时体 验G-LOC的科学性与安全性还存在异议。反复发生G-LOC是否会对飞行 员的健康带来危害?是否产生累积效应?阐明这些问题对指导飞行训练、保 障飞行安全均具有十分重要的现实意义。 本研究采用兔疫组织化学、原位分子杂交技术及病理组织切片、电镜 技术等,观察不同AIZ暴露后脑HSP70蛋白和HSP70InRNA表达和分布 的变化规律,同时观察高G值持续性oZ暴露对脑的病理影响,进而揭 示HSP70表达水平与---e致脑损伤的相关性。并进一步探讨低G重复暴 露后是否对再暴露于高G的脑有保护作用,以期阐明AIZ致脑损伤的分 子机制。 本研究的主要结论及意义如下: 1.不同+Gi暴露可明显诱导大鼠脑HSP70表达,其表达强度、范围 随G值的大小而异 正常脑组织很少或无HSP70免疫阳性神经元。在不 同G值暴露中,HSP70表达均较正常对照组增强(P<0刀5),其中+4GZ 和+6Gi诱导HSP70表达最强,+ZGZ次之,+10GZ较弱。+ZGZ~-.--6GZ 暴露后HSP70的表达在分布上无明显变化,而只是强度上的差异,而 门 暴露后HSP70的表达除强度较弱外,其表达范围也较局限。随着 lz暴露强度的增加,顶叶皮层 HSP70表达逐渐减弱或消失(+10Gi)。 在海马,CAI较CAZ、CA3表达弱,持续时间短,在+10Gi作用下CAI 几乎无表达,而CAZ和CA3有较弱表达。从表达时程看,HSP70表达在 id最强(P<0刀5),其次为 10h和 Zd,4d明显减弱,6d恢复正常。以上 结果表明,oZ暴露可明显诱导大鼠脑HSP70表达,其表达强度、范围 随G值的不同而异。而高G暴露(+10GZ)部分脑区HSP70的表达受到 抑制。 二.不同+Gi暴露可明显诱导大鼠脑 HSP70 mRNA表达,其表达强度、 互且 v 第四军医大学博士学位论文 范围随 G值的大小而异 正常脑组织很少或无 HSP70 mRNA的表达。不 同AIZ(+2~+10Gi)暴露后 HSP70 InRNA的表达主要位于皮层、海马、 丘脑和丘脑下部、梨状皮层等部位,其表达时程在 10h最强,其次为 sh 和 id,Zd明显减弱,4d恢复正常。在不同 G值暴露中,+4GZ和+6GZ诱 导 HSP70InRNA表达最强,其次是+ZGZ,+10GZ诱导的较弱。+ZGZ-+6GZ 暴露后HSP70InRNA的表达在分布上无明显变化,而只是强度上的差异 (+4Gi~ +6Gi>+ZGz)。+10Gi暴露后 HSP70mRNA的表达在顶叶皮层强 度较弱,只有锥体细胞层的神经元有轻度的 HSP70mRNA阳性反应,id 后基本消失。在海马HSP70InRNA阳性反应亦较弱,其阳性反应主要见 于锥体细胞层和齿状回的颗粒细胞层,锥体细胞层的反应由强到弱依次为 海马CA3区,CAZ区和CAI区。以上结果表明:lz暴露后HSP70mRNA 的表达在分布上与蛋白水平的表达极为相近,但其表达高峰早门 oh),持 续时间短(Zd)。+10GZ暴露后HSP70在顶叶皮层和海马几乎


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