冷热应激对小鼠应激激素含量的影响

    王喜伟 金志民

    摘要:为研究冷热应激对神经内分泌系统的影响,试验随机选用30只雌性ICR小鼠,构建慢性冷热应激模型,采用酶联免疫吸附法测定血清中的皮质酮、肾上腺素及生长激素含量,并测量应激前后小鼠体重。结果显示,与对照组相比,冷热应激组小鼠体重显著降低(P<0.05);冷热应激组小鼠皮质酮与肾上腺素含量极显著升高(P0.05)。冷热应激组小鼠血清中生长激素(GH)浓度极显著降低(P<0.01),且冷应激组GH浓度极显著低于热应激组(P<0.01)。结果说明,冷热应激激活机体下丘脑—垂体—肾上腺皮质系统和交感神经—肾上腺髓质系统,致使其分泌更多的皮质酮与肾上腺素来调节并完成对应激的适应,较好地维持内环境的相对稳定,且冷热应激可抑制生长激素的分泌,影响小鼠的生长发育。

    关键词:热应激;冷应激;应激激素;小鼠

    中图分类号:S852.2 文献标识码:A 文章编号:1007-273X(2019)04-0008-02

    冷热应激是指机体受到寒冷或炎热刺激所产生的非特异性应答反应,会给动物带来许多不良影响,尤其是冷刺激会导致机体产生过量的自由基,破坏抗氧化系统的平衡,使机体产生不同程度的损伤[1]。在受到冷热刺激时,机体会出现一系列的神经内分泌变化,从而使血液中多种激素水平显著改变,来维持体温和内环境的稳定,当刺激超过机体调节能力时,就会引起动物的死亡。本研究通过测定冷热应激小鼠血清中应激激素的含量,探讨冷热应激对神经内分泌系统的影响。

    1 材料与方法

    1.1 试验动物与分组

    6周龄雌性ICR小鼠30只,体重24~28 g,购自辽宁长生生物技术股份有限公司。小鼠饲养于室温环境下,自由取食与饮水,适应性饲养3 d后按试验设计进行操作。

    30只小鼠随机分为3组,每组10只。对照组:不做任何处理,在试验组小鼠应激时禁水禁食;热激组:37 ℃电热恒温鼓风干燥箱;冷激组:4 ℃冰箱,各组小鼠每天应激1 h,共进行7 d。

    1.2 激素含量的测定

    在试验开始前后分别用天平称量小鼠体重。应激完成后,眼眶静脉丛采血,离心分离血清,利用皮质酮、肾上腺素及生长激素酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)测定激素含量,具体操作步骤按照说明书进行。

    1.3 数据分析

    应用 SPSS 19.0软件对试验数据进行统计学分析,试验数据用“平均值±标准差”表示,采用单因素ANOVA法进行差异显著性分析,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

    2 结果与分析

    小鼠体重变化统计结果见表1。由表1可见,对照组小鼠终体重显著高于冷热应激组(P<0.05)。与初始体重相比,冷热应激组小鼠终体重轻微降低,但无统计学意义。

    小鼠激素含量统计结果见表2。由表2可见,与对照组相比,冷热应激组小鼠血清中皮质酮(CORT)与肾上腺素(EPI)浓度均极显著升高(P0.05)。与对照组相比,冷热应激组小鼠血清中生长激素(GH)浓度极显著降低(P<0.01),且冷应激组GH浓度极显著低于热应激组(P<0.01)。

    3 小结与讨论

    皮质酮通过调节糖、脂肪和蛋白质的代谢,增强机体对外界刺激的防御能力来参与机体的应激反应。慢性冷热应激使小鼠血清中的CORT浓度极显著升高,这是由于应激激活機体下丘脑—垂体—肾上腺皮质(HPA)系统,垂体分泌促肾上腺皮质激素增加,促进肾上腺皮质分泌更多的糖皮质激素,从而提高机体耐受力和适应性。相关研究表明,冷热应激均可使大鼠血清中CORT水平极显著升高[2-4]。陈静等[5]研究表明,热应激组小鼠血清CORT水平显著高于对照组,且随着应激时间的延长CORT浓度呈上升的趋势。而血液中持久的高水平糖皮质激素会对免疫系统产生抑制作用。

    在本试验中,慢性冷热应激使小鼠血清中的EPI浓度极显著升高,表明冷热应激激活了交感神经—肾上腺髓质(SAM)系统,引起肾上腺髓质分泌更多的儿茶酚胺。SAM系统通过紧急动员确保动物体内重要组织器官的血液供应,迅速提高机体的应激抵抗能力[6]。EPI对心血管功能的影响主要是降低外周血管阻力,增加心输出量,这有利于机体通过血液循环来加强对体热的发散,调节体温平衡。Vangelova等[7]研究发现,热暴露可使血液中的肾上腺素水平显著升高。在本研究中,冷热应激使小鼠GH的含量极显著下降,表明冷热应激对小鼠GH的分泌具有明显的抑制作用,这与睡眠剥夺应激使小鼠GH含量显著下降的结果相似[8]。冷热应激组小鼠低浓度的GH必然会影响到小鼠的正常生长发育。但不利应激导致的小鼠体重降低主要与刺激的强度和持续时间有关。

    综上所述,冷热应激激活机体SAM系统和HPA系统,致使其分泌更多的CORT与EPI来调节并完成对应激的适应,较好地维持内环境的稳定,并且冷热应激可抑制GH的分泌,影响小鼠的生长发育。

    参考文献:

    [1] 陈 浩,敖日格乐,王纯洁,等.慢性冷热应激对蒙古牛血清内分泌激素及抗氧化指标的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2018(23):87-89.

    [2] 郭景茹,计 红,王建发,等.冷刺激对大鼠血清皮质酮、促肾上腺皮质激素及其受体的影响[A].中国畜牧兽医学会2013年学术年会论文集[C].北京:中国畜牧兽医学会,2013.

    [3] 彭梦玲,刘艳芝,何 晶,等.大鼠急性冷应激模型的建立[J].中国兽医学报,2016,36(5):819-822.

    [4] 刘法东,耿 瑶,陶 虹,等.急性热应激对大鼠血清ACTH及CORT水平的影响[J].宁夏医科大学学报,2014,36(10):1079-1081.

    [5] 陈 静,李丹丹,邹 慧,等.富硒女贞子对热应激小鼠内分泌及免疫功能的影响[J].畜牧与兽医,2015,47(6):105-108.

    [6] 马 畅,梁 磊,张旭亮,等.实验应激致小鼠福利受损及音乐干预的效果[J].中国比较医学杂志,2015,25(11):32-36,20.

    [7] VANGELOVA K,DEYANOV CH,VELKOVA D,et al.The effect of heat exposure on cortisol and catecholamine excretion rates in workers in glass manufacturing unit[J].Central european joural of public health,2002,10:149-152.

    [8] 张雅荃,杨文静,林丽芳,等.睡眠剥夺对小鼠生长发育影响初探[J].试验动物与比较医学,2018,38(3):212-216.