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目的探讨低温对小鼠学习记忆能力、运动能力和抗疲劳能力的影响,测定低温环境下小鼠脑组织各种生化指标(血管内皮物质、脂质过氧化物质、ATP酶等)的变化以及海马组织bax、bcl-2和c-fos基因表达情况,初步揭示低温对小鼠神经行为功能影响的生化及分子机制,并为低温作业危害防治措施的制订提供一定依据。方法1.300只小鼠进行Y型迷宫筛选试验,筛选出240只作为实验对象,按其在低温[(4±0.5)℃]中暴露时间的不同随机分为:低温1d组(A低温组)、低温5d组(B低温组)、低温20d组(C低温组)和3个相应的室温[(25±2)℃]对照组,每组40只:各低温组进行低温试验后,和相应的对照组随机取20只进行学习记忆能力的测试,其余20只进行运动能力和抗疲劳能力的测试。2.200只小鼠进行Y型迷宫筛选试验,筛选出120只作为实验对象,按其在低温[(4±0.5)℃]中暴露时间的不同随机分为:低温1d组(A低温组)、低温5d组(B低温组)、低温20d组(C低温组)和3个相应的室温[(25±2)℃]对照组,每组20只;各低温组进行低温试验后,和相应的对照组随机取10只进行脑组织内皮物质、脂质过氧化和ATP酶活性的测定,其余10只用于海马组织bax、bcl-2和c-fos基因表达情况的测定。结果1.低温对小鼠学习记忆能力的影响:与相应对照组比较,在学习能力测试中,A低温组和C低温组小鼠的总电击时间延长,总训练次数和错误反应次数增加,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01),正确反应率降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01):在记忆能力测试中,A低温组和C低温组小鼠的总电击时间延长,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01),正确反应率降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。2.低温对小鼠运动能力和抗疲劳能力的影响:与相应的对照组比较,A低温组和C低温组小鼠的负荷游泳时间缩短,差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.01);血糖(blood sugar,BS)浓度下降,血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和血清乳酸(lactic acid,LD)升高,肌酸激酶(creatine kinase,CK)活性增高,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。3.脑组织生化指标的变化:与相应对照组比较,A低温组和C低温组小鼠脑组织内皮素(endothelin,ET)、血管紧张素Ⅱ(angiotensin,AngⅡ)含量增加,一氧化氮(nitric oxide,NO)含量降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);脑组织谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量和超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量增加,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01):脑组织Na+-K+-ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。4.海马组织bax、bcl-2和c-fos基因表达情况:与相应对照组比较,A低温组和C低温组小鼠海马组织bax基因表达显著增多,阳性细胞数增多、染色加深,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);bcl-2基因表达阳性细胞数也有增多趋势,但bcl-2/bax比值明显低于对照组(P<0.05);c-fos基因表达显著增加,阳性细胞数增加、染色加深,差异有统计学意义(P<0.01)。结论1.低温可导致小鼠总电击时间延长,总训练次数和错误反应次数增加,正确反应率下降,从而降低小鼠的学习记忆能力。2.低温可使小鼠的负荷游泳时间缩短,循环中BS浓度降低、BUN和LD浓度升高、CK活性升高,引起能量物质的减少和代谢产物的增加,从而降低小鼠运动能力和抗疲劳能力。3.低温还可使脑组织血管内皮物质、脂质过氧化物质、ATP酶活性改变,这些体液因素的改变可能是低温降低神经行为功能的生化机制。4.低温可导致小鼠海马组织bax基因表达增加、bcl-2/bax比值降低和c-fos基因表达增加,这些基因的异常表达可能是低温降低学习记忆能力的分子机制。