目的丙烯酰胺(acrylamide, ACR)是工业上广泛应用的一种化工产品,具有较强的毒性,被广泛应用于废水处理、采油、造纸、树脂加工、纺织、皮革等领域。近年来,人们也开始关注高温烹饪食物时产生的ACR对人体健康的影响。ACR被列为可能致癌物,可摄入、吸入等而产生毒性。神经毒性主要表现为中枢-周围性远端轴索病,临床表现为共济失调、骨骼肌无力,其病理特征是远端轴突肿胀、变性、神经丝(neurofilament,NF)聚集,但发病机理尚未完全阐明。我们通过建立ACR亚慢性中毒大鼠模型,观察大鼠运动功能和学习记忆能力的改变,并测定大鼠染毒后中枢和周围神经组织及血清内钙离子(Ca2+)含量、钙蛋白酶(Calpain)活性和NF磷酸化的变化,观察染毒大鼠大脑皮质、脊髓和坐骨神经光镜下的病理变化以及脊髓、坐骨神经电镜超微结构的改变,以期为ACR神经损伤生物标志物的探索提供依据,进一步确定其毒性机制,为临床病人的诊断提供依据。方法1.成年雄性Wistar大鼠随机分为对照组、低剂量组和高剂量组。低、高剂量组分别以20mg/kg体重和40mg/kg体重剂量腹腔注射ACR染毒,每周3次,连续8周；对照组腹腔注射等体积双蒸水。2.神经行为指标测定观察各组大鼠的一般状况和神经行为改变,每周测量大鼠体重、负重游泳时间、握力时间、学习记忆能力等指标,给出步态评分。3.分离脊髓组织,用胰酶消化得细胞,经Fura-2/AM装载后用荧光分光光度计测定钙离子含量。断头取血,常规分离血清,用钙试剂盒测定血清中钙离子。4.取大脑皮质、脊髓和坐骨神经组织匀浆上清,加calpain substrateⅡ与其反应,用荧光分光光度计上测定荧光强度,得出calpain活性值。5.形态学检测通过对染毒大鼠大脑皮质,脊髓和坐骨神经组织石蜡切片的HE染色光镜观察以及脊髓和坐骨神经透射电镜的观察,直观地确定其是否存在形态学变化。6.用常规免疫组织化学方法(SP法)测定脊髓和大脑皮质石蜡切片中NF磷酸化和非磷酸化的变化。结果1实验动物一般状况及神经行为学变化：与对照组相比,中毒后可引起大鼠体重减轻,步态评分增高。神经行为学测定结果表明,负重游泳时间缩短,握力时间缩短,水迷宫实验潜伏期延长和游泳路程增加,都有显著性差异(P>0.05)2脊髓细胞和血清中钙离子含量：染毒组脊髓细胞内钙离子含量与对照组相比升高；血清中钙离子含量下降,均有显著性差异(P<0.05)。3 calpain活性结果显示：与对照组相比,中毒后可引起大脑皮质组织内calpain酶活性降低,脊髓和坐骨神经calpain酶活性升高,均有显著性差异(P<0.05)4形态学变化1)HE染色：脊髓前角和后角神经元细胞轮廓清晰,胞浆均匀深染,对照组和染毒组没有明显差异；低、高剂量组大脑皮质神经元并不见细胞数目减少和坏死细胞的形态学变化,但两组均可见核染色质致密浓缩；高剂量组坐骨神经纤维变组,髓鞘肿胀,轴突肿胀或消失。2)电镜观察：染毒组脊髓和坐骨神经髓鞘均出现纤维化、疏松,变形,断裂和崩解；并可见坐骨神经髓鞘内NF增多和聚集现象。5免疫组织化学证实,脊髓前角非磷酸化神经元较对照组相比,突起变短、减少,胞浆着色变淡。染毒组磷酸化神经元胞浆浓染,神经元突起多且长；大脑皮质磷酸化神经元较对照组胞浆颜色深染,几乎看不到完整的突起。结论1.ACR亚慢性染毒后可以引起大鼠运动功能和学习记忆能力的降低。2.ACR亚慢性染毒后大鼠脊髓组织中calpain活性和钙离子含量均升高,坐骨神经组织内calpain活性明显升高。而大脑皮质中calpain活性是降低的。3.ACR染毒可以升高大鼠脊髓细胞内钙的含量,血清钙含量下降。4.ACR染毒可引起大鼠脊髓和坐骨神经形态学方面的改变。HE染色光镜观察和电镜结果一致。5.ACR染毒可以导致大脑皮质和脊髓磷酸化的改变,与细胞内钙离子含量和calpain活性有关系。