生后早期大鼠下丘腦核團的觀察

生后早期大鼠下丘腦核團的觀察

許多科學(xué)家在生物化學(xué)得到的早期階段發(fā)現(xiàn)了鈉飲鹽行為的突變期，可在12.13天生下。動物的鹽飲草的行為在這一時期發(fā)生了徹底的變化。無論是禁鹽、激素注射或腎上腺摘除術(shù)后,都只會引起13d齡以上大鼠出現(xiàn)飲鹽行為,而12d齡以下則不出現(xiàn)此行為。那么,這一時期是否與攝入行為密切相關(guān)的下丘腦在大鼠生后早期發(fā)育程度相關(guān)呢?本實驗利用計算機圖像分析系統(tǒng)對生后早期日齡不同的大鼠下丘腦主要核團進行分析,旨為大鼠飲鹽行為變化提供具有參考價值的形態(tài)學(xué)證據(jù)。1光鏡觀察和數(shù)據(jù)采集選用健康Wistar系雄性幼鼠,分為10、13、16d齡組,每組10只。0.5%戊巴比妥鈉腹腔麻醉,開胸暴露心臟,經(jīng)左心室快速灌注0.9%NaCl溶液,同時剪開右心耳放血,待右心房流出液變淺,再灌注1%多聚甲醛-1.25%戊二醛0.1M磷酸緩沖液固定液固定,取腦制備火棉膠切片(常規(guī)酒精脫水、浸膠、包埋、焊塊),采用美國產(chǎn)推拉式兩用切片機行連續(xù)切片,片厚20~60μm。切片經(jīng)常規(guī)尼氏染色,分色、脫水、透明、封固。光鏡下采用計算機圖像分析系統(tǒng)MIAS2000及MIAS97數(shù)據(jù)庫,測量冠狀切片上下丘腦3個顯著核團的相關(guān)數(shù)據(jù),包括平均表面積(SˉSˉ)、表面積密度(Sv)、平均體積(VˉˉˉVˉ)、體積密度(V)、表面積/體積(Rsv)。在光鏡(40倍)下,選定標準面積為49142.67μm2,測量每張切片核團內(nèi)標準面積里的細胞截面數(shù)(壓線者亦算在內(nèi))作為細胞密度數(shù)據(jù)。測量結(jié)果用xˉ±sxˉ±s表示,采用t檢驗,對各年齡組測量結(jié)果進行分析。2結(jié)果2.1腹內(nèi)側(cè)核vmh尼氏染色可見各年齡組下丘腦核團邊界清晰,弓狀核(arcuatehypothalamicnucleus,arc)出現(xiàn)于結(jié)節(jié)區(qū)室周帶內(nèi),圍繞第三腦室底,在正中隆起背側(cè)部,開始呈弓狀半環(huán)繞第三腦室,繼之呈環(huán)圍繞第三腦室,在垂體柄后上方,由腹內(nèi)側(cè)核下方向后,伸至乳頭前區(qū),細胞密集,著色較深。腹內(nèi)側(cè)核(ventromedialhypothalamicnucleus,vmh)是結(jié)節(jié)區(qū)最大的核,位于結(jié)節(jié)區(qū)內(nèi)側(cè)帶的腹側(cè)半,外形呈圓或卵圓形,邊界為細胞稀少帶,中央部細胞也較少,且著色較淡。室旁核(paraventricularhypothalamicnucleus,Pa)位于視上區(qū),內(nèi)側(cè)靠近室周帶處呈長楔狀輪廓,前下端在視交叉上方,向后上方斜越背內(nèi)側(cè)核的背側(cè)至下丘腦溝。2.2各組大鼠核團內(nèi)細胞密度的比較3個年齡組大鼠的體重比較和腦重比較差別均有顯著性差異(P<0.01),隨日齡增加,體重和腦重均增加(表1)。13d齡組與10d齡組弓狀核比較具有差異(P<0.05),13d齡組較10d齡組大,僅表面積/體積變小;而13d齡組與16d齡組比較,除平均體積、表面積/體積外,其它無差異(P>0.05);13d齡組與10d齡組核團內(nèi)細胞密度比較有差異(P<0.05),而16d齡組與13d齡組比較有顯著性差異(P<0.01),13d齡組大鼠核團內(nèi)細胞密度比10d齡組增高,而16d齡組比13d齡組增高程度更為明顯(表2)。13d齡組與10d齡組腹內(nèi)側(cè)核比較有差異(P<0.05),其中平均表面積、平均體積、體積密度更有顯著性差異(P<0.01),13d齡組均較10d齡組大,僅表面積/體積數(shù)據(jù)變小;而13d齡組與16d齡組比較無差異(P>0.05);13d齡組與10d齡組核團內(nèi)細胞密度比較有顯著性差異(P<0.01),16d齡組與13d齡組比較也有顯著性差異(P<0.01),表明13d齡組大鼠核團內(nèi)細胞密度比10d齡組明顯增高,16d齡組大鼠核團內(nèi)細胞密度比13d齡組也明顯增高(表3)。13d齡組與10d齡組室旁核比較有差異(P<0.05),13d齡組較10d齡組大,僅表面積/體積數(shù)據(jù)變小;而13d齡組與16d齡組比較差異無顯著性(P>0.05),只有體積密度、表面積/體積比較有差異(P<0.05);13d齡組與10d齡組核團內(nèi)細胞密度比較有差異(P<0.05),16d齡組與13d齡組比較具有顯著性差異(P<0.01),表明13d齡組大鼠核團內(nèi)細胞密度比10d齡增高,而16d齡組大鼠核團內(nèi)細胞密度比13d齡組增高程度更為明顯(表4)。3不同年齡組大鼠神經(jīng)功能控制需求的差異在正常情況下,大鼠生后早期至斷乳前期(約3周)并不表現(xiàn)特別的飲鹽行為,但在對生后早期大鼠飲鹽行為研究中,有學(xué)者發(fā)現(xiàn),出生后13d可能是大鼠飲鹽行為的一個臨界期,13d齡前后的大鼠會出現(xiàn)截然相反的行為表現(xiàn),Leshem等與楊振芳等在實驗中均發(fā)現(xiàn),禁鹽可以使12~13d齡以上幼鼠表現(xiàn)出飲鹽行為,而12d齡以下則無飲鹽行為出現(xiàn);Thompson等在觀察血管緊張素Ⅱ(ANGⅡ)與醛固酮(ALDO)對生后早期大鼠飲鹽行為協(xié)同作用中也發(fā)現(xiàn),這種對飲鹽行為的協(xié)同增強作用只存在于17d齡幼鼠組,而在12d齡組中卻無此作用;Zendejas等也報道腎上腺素對新生鼠飲鹽行為的抑制作用到12~13d齡會突然消失。在以往文獻中曾報道動物性別的差異在腦發(fā)育中存在臨界期,在大鼠此臨界期為生前至生后21d,也即21d是大鼠性別行為變化的臨界期。由于鈉欲中樞系統(tǒng)是在邊緣系統(tǒng),包括下丘腦、中隔和杏仁核等,而下丘腦是植物神經(jīng)的皮質(zhì)下高級中樞,與攝食、飲水、飲鹽、睡眠、體溫等重要生理功能的調(diào)節(jié)關(guān)系密切。因此本文通過對下丘腦的研究來了解飲鹽行為與中樞發(fā)育的相關(guān)性。Epstein曾提到,大鼠在出生時就有一個復(fù)雜但尚不完善的控制各項生理功能的神經(jīng)系統(tǒng),它可在生后繼續(xù)發(fā)育成熟,但并不影響其行為,只有在斷乳后才表現(xiàn)出行為的改變,即自行控制攝食、飲水、飲鹽行為。吸吮和攝食是大鼠兩種不同的生理行為,出生僅2~3d的新生鼠離開母鼠后,在至渴條件下可以表現(xiàn)出攝食、飲水行為,若能保持環(huán)境溫度適宜并且有足夠易獲得的液體,大鼠早在出生后14~15d即可斷奶。生后早期大鼠這種早熟現(xiàn)象表明吸吮、攝食、飲水、飲鹽等都是由不同的神經(jīng)中樞調(diào)控的,這些中樞早在哺乳期間可能就已具備雛形,只要當(dāng)適合因素刺激后即可表現(xiàn)出相應(yīng)的行為。但這種行為改變也不能排除另一種解釋,即哺乳期中出現(xiàn)的這些行為只是一種本能反射的反映,真正的控制中樞需至青春期才能成熟,類似人類嬰兒生后6周至4月之前都有反射性邁步能力,也有足夠力量去支撐身體,但到4個月后這種能力反而消失了,只有在坐、爬能力具備后才能真正行走。究竟在生后早期這些功能的控制中樞-下丘腦發(fā)育狀況如何?是否生后13d左右為明顯中樞發(fā)育期,這是本實驗研究的關(guān)鍵所在。本實驗以10d齡、13d齡、16d齡分為3組,測量其下丘腦主要核團的體視學(xué)參數(shù),通過統(tǒng)計分析了期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育狀況。實驗結(jié)果顯示不同年齡組體重比較和腦重比較均有顯著性差異,表明動物隨日齡延長在有規(guī)律增長。但是三組動物分析發(fā)現(xiàn),13d齡組與10d齡組的各項指標比較均有顯著性差異,13d齡組均大于10d齡組;然而13d齡組和16d齡組相比卻無顯著性差異。從細胞密度分析可以看出,13d齡組與10d齡組和16d齡組均有差異,但與16d齡組存在顯著性差異。由此可以認為13d齡組大鼠確實存在一個神經(jīng)系統(tǒng)的明顯改變期。無論體積或表面積均得到大幅度增長,13d以后又進入相對穩(wěn)定發(fā)育中,以至增長趨勢不具顯著性變化。但16d齡組核團細胞密度遠遠大于13d齡組,這表明出生后13d正丘腦發(fā)基本完善后,機體進入神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)理階段,表現(xiàn)為神經(jīng)細胞核團形狀縮小,而細胞密度增加,形成有明顯邊界