睡眠剥夺(sleep deprivation, SD)一词起源于对持续/连续工作状态导致的睡眠缺失的描述,后逐渐发展成为一个独立的概念,具体指人因环境或自身原因丧失了所需要睡眠量的一种过程和状态。一般24小时内的睡眠少于6-8小时则认为发生了睡眠剥夺。随着现代生活节奏的加快以及社会竞争的加剧,SD成为一个非常重要的社会问题。另外在某些职业或人群,SD不可避免。常有持续工作,睡眠不足而诱发心脏病的报道,更有甚者可导致猝死。SD影响了机体固有的生物节律,使机体处于应激状态。应激是机体对各种有害刺激的反应。应激早期机体出现保护防御性的快速动员并处于最佳状态,但持续时间短,随后机体进入抵抗或适应阶段,持续强烈的有害刺激将耗竭机体的抵抗能力,机体内环境明显失衡,应激反应的负效应陆续显现,出现应激相关的疾病、器官功能衰退甚至体克、死亡。机体受到强烈刺激时,应激反应的神经内分泌改变为蓝斑-去甲肾上腺素能神经元／交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(hypothalamus-pituitary-adrenal, HPA)的强烈兴奋。参与应激反应最重要的是HPA轴。HPA轴激活,促进促肾上腺皮质激素释放激素释放,进而刺激促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone, ACTH)的分泌,增加皮质醇(cortisol, CORT)的分泌,HPA轴的活动受到体内外各种应激性刺激的影响而发生改变。ACTH水平直接反映HPA轴的功能状态。CORT是HPA轴的终末产物,对机体的糖、脂肪和蛋白质的代谢有重要影响,因此常作为研究应激的最经典、最重要的指标之一。CORT能直接影响糖、蛋白质、脂肪等三大营养物质代谢,还有抑制免疫作用,增加了心血管系统对儿茶酚胺和其它加压物质的反应性,加强去甲肾上腺素对动脉的收缩作用,促进肝脏生成血管紧张素原,使肾素与之结合而转化为血管紧张素。引起Na+、H2O潴留,增加血容量,引起血压升高。引起白细胞增多,增加氧自由基的产生。而氧自由基损害血管内皮细胞的结构和功能,内皮细胞通透性增加,脂质易于侵入血管内膜,促进AS的发生和发展。近期也有研究提示冠心病的发生发展过程与HPA轴有着密切的关系。氧化应激是指机体内抗氧化物和氧化物生成系统之间的不平衡。生物体进行有氧代谢时可产生活性氧。正常情况下,体内氧自由基的产生和清除是平衡的,当自由基产生过多或体内抗氧化物相对不足时,体内氧自由基代谢就会出现失衡,自由基在体内累积过多,就会攻击机体,即发生氧化应激。SD可通过多种途径诱发机体的氧化应激。具体包括SD后导致能量消耗代谢及自由基的增多,机体抗氧化能力降低以及通过内质网应激间接引起氧化应激三条途径。氧化应激条件下,儿茶酚胺和糖皮质激素升高,以动员机体各方面的机制来对付应激作用下机体出现自由基产生和清除失衡。自由基在体内大量“堆积”,引发广泛的损伤效应。动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是严重危害公众健康的常见病和多发病,近年在我国呈增长趋势。AS是一种发生在大中动脉的疾病,如冠状动脉、颈动脉、四肢末端的动脉和弹性动脉(如主动脉、髂动脉)。粥样斑块可堵塞动脉管腔,且极易发生血栓、出血、栓塞和动脉破裂等,导致严重的后果。目前认为,AS的发生及发展与炎症反应有关。最近研究指出：AS实质上是一种复杂、缓慢进展的炎症过程。炎性反应在AS的发生、发展及最后斑块表面破裂并发血栓形成的所有阶段均具有重要作用。目前有较多关于SD影响炎症因子释放的报道表明SD可促发应激反应而导致各类炎性蛋白释放。而这些炎性蛋白又可危及心血管系统。近年来,越来越多的证据显示对于急性心脑缺血性临床事件的发生,不稳定AS斑块是较动脉狭窄更危险的因素。急性冠脉综合征的发生常与一些不稳定斑块及继发血栓密切相关,这些斑块常常并不导致严重的管腔狭窄,却容易发生破裂、糜烂、钙化等情况而易于继发血栓导致临床高危事件的发生。在AS损伤中,富含脂质的巨噬泡沫细胞聚集是易破斑块的重要特征,巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)在斑块破裂中起重要作用。MMPs几乎能降解细胞外基质的所有成分,削弱纤维帽对斑块的保护作用从而促进斑块的破裂。MMPs目前被认为是动脉粥样硬化和冠心病的独立危险因素。MMP-9是MMPs家族中的重要成员,在AS斑块处的血管重构、斑块的不稳定及其破裂诱发的急性冠脉综合征都扮演着重要的角色。本研究对AS大鼠采用“改良多平台睡眠剥夺法”建立SD模型,分别对其进行1、3、5、7天SD。SD后检测各组AS大鼠血清中及主动脉组织内神经内分泌功能改变、氧化应激、炎症反应的相关指标变化趋势,并以主动脉组织内MMP-9蛋白表达水平作为评价斑块稳定性的指标,同时结合观察SD后各组大鼠的生理、行为改变,心电图变化,主动脉组织形态学改变,以探讨SD后的AS大鼠主动脉组织本身是否因为SD所致的神经内分泌功能改变、氧化应激、炎症反应等而受到损伤,促进斑块的发展、破裂从而导致急性心脑血管事件的发生。第一章睡眠剥夺对动脉粥样硬化大鼠神经内分泌功能变化的影响目的：以神经内分泌系统所产生的两种与心血管疾病密切相关的激素,ACTH及CORT为切入点,通过测定其在血清中的表达量在不同SD时间情况下的波动情况,分析HPA轴功能状态,来反映SD对大鼠神经内分泌功能变化的影响。材料及方法：(一)、建立AS大鼠模型。(二)、建立AS大鼠SD模型。(三)、观察SD后AS大鼠的生理及行为改变。(四)、检测SD后AS大鼠血清ACTH及CORT含量。结果：(一)、SD后AS大鼠精神状态逐渐转差,反应变迟钝,食欲不振,身体渐消瘦、变虚弱,皮毛变粗糙、蓬乱而没有光泽。且随着SD时间的延长,AS大鼠呈先兴奋,然后激惹,最后衰竭的变化趋势。(二)、SD后AS大鼠ACTH及CORT水平呈先增高后下降的波动性变化。结论：SD造成的应激性刺激,能够激活HPA轴,并刺激与心血管危险因素密切相关的ACTH及CORT分泌,且随着SD时间的变化,激素分泌水平发生波动,并反馈性地引起应激水平的变化。从而对心血管系统产生影响,促进AS大鼠的AS进展。第二章睡眠剥夺对动脉粥样硬化大鼠氧化应激水平的影响目的：以还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)、脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde, MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD),四种氧化应激的重要指标为代表,观察SD情况下,AS大鼠主动脉组织的氧化应激水平及其变化趋势,了解SD所致的氧化应激对AS大鼠AS病变进程的影响。材料及方法：(一)、建立AS大鼠模型。(二)、建立AS大鼠SD模型。(三)、检测SD后AS大鼠主动脉组织GSH及MDA含量。(四)、检测SD后AS大鼠主动脉组织GSH-Px及SOD活性。(五)、作各指标与SD时间间的相关性分析。结果：(一)、SD后AS大鼠主动脉组织GSH含量降低,且随着SD时间的延长,其含量呈现逐渐降低的趋势。(二)、SD后AS大鼠主动脉组织GSH-Px活性降低,且随着SD时间的延长其活性呈现逐渐降低的趋势。(三)、在SDld AS大鼠主动脉组织SOD活性水平明显升高并达到最高值,而后随着SD时间的延长,SOD活性水平降低,呈持续下降趋势。(四)、SD后AS大鼠主动脉组织MDA含量升高,且随着SD时间的延长,其含量呈现逐渐升高趋势。(五)、GSH、GSH-Px、SOD与SD时间呈负相关关系(r=-0.949,-0.977,-0.590,P<0.001)。MDA与SD时间呈正相关关系(r=0.984,P<0.001)。结论：SD后,AS大鼠发生氧化应激反应,且随着SD时间的延长,机体的抗氧化能力逐渐减弱,所受氧化损伤逐渐加重,从而加速AS病变进程的发展。第三章睡眠剥夺对动脉粥样硬化大鼠致炎因子水平的影响目的：以经过不同时长SD后的AS大鼠血清及主动脉组织为样本,检测随SD时间变化,AS大鼠血清中TNF-α、hs-CRP、IL-6水平及主动脉组织中NF-κB蛋白表达水平的变化情况,以期了解SD是否可以引起AS大鼠机体发生炎症反应,及其反应程度随SD时间的变化趋势,以探讨SD是否可以通过激活炎症反应而促进AS进程的发展。材料及方法：(一)、建立AS大鼠模型。(二)、建立AS大鼠SD模型。(三)、检测SD后AS大鼠血清TNF-α、hs-CRP、IL-6水平。(四)、检测SD后AS大鼠主动脉组织NF-κB蛋白表达水平。(五)、作各指标与SD时间间的相关性分析。结果：(一)、SD后AS大鼠血清中的TNF-α水平升高,且随着SD时间的延长,其水平呈现逐渐升高的趋势。(二)、SD后AS大鼠血清中的hs-CRP水平上升,且随着SD时间的延长,其水平呈现持续上升的趋势。(三)、SD后AS大鼠血清中的IL-6水平升高,且随着SD时间的延长,其水平逐渐升高。(四)、SD后AS大鼠主动脉组织NF-κB蛋白表达水平随着SD时间的延长呈逐渐升高的趋势。(五)、TNF-α、hs-CRP、IL-6、NF-κB与SD时间均呈正相关关系(r=0.952,0.951,0.961,0.986,P<0.001)。结论：SD后,AS大鼠炎症反应激活,且随着SD时间的延长,机体的炎症反应持续发展,主动脉组织AS病变加重。SD可通过激活炎症反应而促进AS病变进程的发展。第四章睡眠剥夺对动脉粥样硬化大鼠斑块稳定性的影响目的：以SD后的AS模型大鼠为研究对象,观察其心电图表现,利用光镜观察其主动脉形态学改变,通过检测其主动脉组织内MMP-9蛋白表达水平作为评价斑块稳定性的指标,以了解随着不同SD时间,上述各项的变化,探讨SD是否促进AS斑块的不稳定,从而促进了AS病变的进程。并用多元逐步回归方法分析前述有关神经内分泌、氧化应激、炎症相关指标中对MMP-9蛋白表达水平有影响的指标,以明确SD是否从神经内分泌、氧化应激、炎症三方面对AS大鼠产生影响,从而促进其AS斑块的不稳定、破裂,加重AS病变的发展。材料及方法：(一)、建立AS大鼠模型。(二)、建立AS大鼠SD模型。(三)、SD后AS大鼠心电图监测。(四)、SD后AS大鼠主动脉组织光镜标本制备及观察。(五)、SD后大鼠主动脉组织MMP-9蛋白表达水平检测。(六)、作各指标与SD时间间的相关性分析。(七)、用多元逐步回归方法分析前述有关神经内分泌、氧化应激、炎症相关指标中对MMP-9蛋白表达水平有影响的指标。结果：(一)、SD后AS大鼠心率变化较大。随着SD的时间延长,AS大鼠心率呈先增快后减慢的波动性变化。(二)、随着SD的时间延长,AS大鼠心电图ST-T逐渐上抬,T波高耸直立,显示SD引起心肌全层缺血。(三)、SD后AS大鼠主动脉AS病变程度随着SD时间的延长而逐渐加重。(四)、SD后AS大鼠主动脉组织MMP-9蛋白表达水平升高,且随着SD时间的延长,其表达水平呈持续升高的趋势。(五)、心电图ST-T改变、MMP-9与SD时间呈正相关关系(r=0.883,0.978,P<0.001)。(六)、通过多元逐步回归分析发现影响AS大鼠主动脉组织MMP-9蛋白表达水平的主要因素为：ACTH、MDA、hs-CRP及IL-6。结论：SD可使AS大鼠分别在神经内分泌、氧化应激以及炎症三个方面发生变化,从而导致AS大鼠主动脉组织MMP-9蛋白水平发生改变,从而促进其AS斑块的不稳定、破裂,加重AS病变的发展。