爆炸冲击震动致犬神经内分泌改变及应激损害的研究
作者：宋良文 王德文 崔雪梅 李小兵 鲁华玉
单位：宋良文 王德文 崔雪梅 李小兵 鲁华玉 军事医学科学院放射医学研究所病理研究室(北京 100850)
关键词：振动；神经分泌系统；应激
爆炸冲击震动致犬神经内分泌改变及应激损害的研究 摘 要 目的：观察爆炸强烈冲击震动对犬神经内分泌的 影 响并探讨有效预防措施。方法：分别应用清醒、麻醉、阻断肾上腺素能神 经和抑制促肾上腺皮质激素(ACTH)犬布放于爆心周围。检测爆炸震动前后犬平均动脉压、血 浆ACTH、去甲肾上腺素(NE)和皮质醇水平变化以及重要脏器的病理变化。结果：清醒犬受到强烈震动后，血浆上述三种激素水平明显升高，血压较 震前升高，脑、心、肺、肝、肾等均有不同程度损伤；而麻醉、阻断肾上腺素能神经和抑制 ACTH的犬神经内分泌改变不明显，脏器损害较轻且发生例数也较少。结论：上述神经内分泌改变与急性应激反应有关，脏器组织损伤可能系应激反应所致。
, 百拇医药
Investigation on canine neuroendocrine alteration and stress inj ury
caused by shock-vibration after explosion
SONG Liang-Wen, WANG De-Wen, CUI Xue-Mei, LI Xiao-Bing, LU Hua-Yu
Laboratory of Pathology, Institute of Radiation Medicine, Academy of Mil itary Medicine Sciences, Beijing(100850)
Abstract AIM： To observe the effects of strong shock-vibrat ion on cani ne neuroendocrin after explosion and explore effective prevention measu res. METHODS：Conscious, anesthetic, adrenergic depressing and ACT H depressing canines were located around the explosion center, and canine mean ar terial pressure, blood plasmic ACTH, noradrenalin(NE), corticosteroid level and p athologic alteration of important viscera were determined. RESULTS：Three kinds of hormone level in conscious canine blood plasma above markedly i ncreased after vigorous vibration. Mean arterial pressure became higher than tha t before vibration. Brain, heart, lungs, liver and kidney were injured in diffe rent degrees; but in the canines under anesthesia, adrenergic depression and ACT H depression, their neuroendocrine alteration were not obvious, viscera and orga nism injury were slight and the number of injury canine was few. CONCLUSIO N：Canine neuroendocrine alteration was related to acute stress reaction , and viscera and organism injury may suffer from neuroendocrine alteration.
, 百拇医药
MeSH Vibration; Neurosecretory systems; Stress
各类爆炸产生的剧裂冲击震动对动物是一种强烈刺激，可能会导致应 激反应 。许多类型的应激反应通常表现为神经内分泌异常改变，如下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和交 感-肾上腺髓质轴兴奋性增强[1，2]。由于脏器的功能活动受神经内分泌调节， 当其发生异常改变后，可能会导致脏器发生病理改变。因此揭示应激反应与脏器损伤的关系 在预防震动损伤中具有现实意义。目前国内外对各种机体损伤后应激反应研究较多，而爆炸 冲击震动应激引起的脏器损伤的研究尚未见报道。本实验对震动犬的神经内分泌变化进行观 察，并就其与脏器损伤的关系及其预防进行探讨。
材料与方法
选用健康雄性杂种犬31只，体重15～20 kg，随机分为：①正常对照(n=5)、②清醒震动 刺激(n=8)、③麻醉震动刺激(n=7)、④麻醉震动刺激+利血平(n=5)和⑤麻醉震 动刺激+东莨菪硷(n=5)共5组，各组犬(正常对照除外)随机放在距爆心一定距离处。除 清醒组外，其余各组均于爆炸前用2%戊巴比妥钠(30 mg/kg体重iv)麻醉，利血平(肾上腺素 能神经抑制剂)和东莨菪硷(ACTH抑制剂)2组犬于震前2 h分别静注利血平1 mg/只和东莨菪硷 0.5 mg/只。该处检测到的震动加速度为30～50 g(m/s2)。清醒犬于震前24 h和震后24 h分别于股动脉处测量平均动脉压。震前24 h和震后24、48、72 h分别从前肢静脉抽血10 m L，预先加肝素5 μL(6 250 U/mL)，抑肽酶20 μL，离心(3 000 r/min, 15 min)分离血浆 。血浆ACTH和皮质醇放免测定分别用北方免疫试剂研究所生产的[125I]标记的 免疫测定试剂盒，用日本产全自动计数仪测定。血浆NE水平用高效液相色谱仪测定。
, 百拇医药
震后第3 d将犬放血处死，按大脑、小脑、脊髓、心肌、肺、肝、脾、肾、小肠顺序取 材，石蜡切片，HE染色，光镜观察。
数据以
±s表示，均数差异显著性用t检验判定。
结 果
爆炸时实验动物全部被震昏，3 h后逐渐苏醒，整个过程无动物死亡。
1.血浆NE水平：清醒犬于震后24 h norepinephrine (NE)水平急剧升高，至48 h开始下降 但仍处于较高 水平，至72 h恢复至震前水平；而加利血平和麻醉犬血浆NE水平震后仅有轻度升高(图1)。
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Fig 1 Alteration of canine plasma noradrenalin in different ti mes and treatment factors before and after vibration
*P<0.05, P<0.01, vs ahead time point; ★P<0.05, vs conscious at the same time point
图1 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆去甲肾上腺素水平变化
2.血浆ACTH水平：清醒犬受震动后24 h血浆ACTH水平明显升高，48 h呈平台状态，72 h再 次明显上升；麻醉犬和加东莨菪硷犬血浆ACTH水平在震后24 h无明显变化，但后者在48 h时 ACTH水平出现异常升高(图2)。
, 百拇医药
Fig 2 Alteration of content of canine plasma ACTH in different times and treatme nt factors before and after vibration
*P<0.05,P<0.01, vs ahead time point; ★★P<0.01, vs conscious at the same time point
图2 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆ACTH水平变化
3.血浆皮质醇水平：震后清醒犬血浆皮质醇水平呈波动性变化，即震后24 h明显升高，48 h降至震前水平，72 h再次升到较高水平；而麻醉和加东莨菪硷2组无明显变化(图3)。
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Fig 3 Alteration of content of canine plasma cortisol in different time s and treatment factors before and after vibration
P<0.05, P<0.01, vs ahead time point; ★P<0.05, ★★P<0.01, vs conscio us at the same time point
图3 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆皮质醇含量变化
4.平均动脉压：震后24 h与震前24 h相比，清醒犬股动脉平均动脉压升高达19%(19.5±0 .3 vs 16.4±1.19 kPa)。
5.脏器损伤：除正常对照外，各实验组犬均有不同程度的脏器损伤，包括细胞变性坏死， 组织淤血，水肿和出血，但以清醒犬为重(表1)。
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表1 各组犬脏器组织损伤的发生例数
Tab 1 Number of canine injured at viscera and tissue
Group
n
NDN
MBCN
APC
HDHB
RNGP
IVEN
SCH
Control
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5
0
0
0
0
0
0
0
Conscious
8
5
6
7
6
, 百拇医药
5
4
4
Anesthesia
7
0
2
4
3
1
0
3
Anesthesia+
, 百拇医药 reserpine
5
0
0
3
1
0
0
2
Anesthesia+
scopolamine
5
0
, 百拇医药 1
1
1
0
0
3
NDN=neuron degeneration and necrosis; MBCN=myocardial bleeding, contractur e and necrosis; APC=atelectasis and pulmonary congestion; HDHB=hepatocyte degene ration and hepatic bleeding; RNGP=renal tubule, glomerular pyknosis; IVEN=intest inal villi edema and necrosis; SCH=spleen congestion and hemorrhage
, 百拇医药
讨 论
许多研究证明，发生应激反应时，交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴兴奋性 增高，促进血浆儿茶酚胺类和皮质醇水平升高，引起效应器官的机能和形态发生异常改变 [3，4]。震后清醒犬的平均动脉压明显增加，可能与震动所致交感-肾上腺髓质过 度兴奋有关。肾上腺糖皮质类固醇在介导应激反应中也具有重要的作用，在急性应激因素刺 激下可引起较长时间的血浆皮质醇增高和ACTH结合球蛋白降低，使有生物学活性的游离皮质 醇水平增高并有充分的时间作用于敏感的靶器官[5，6]。
本实验结果表明垂体和肾上腺皮质明显参与了震动犬的应激反应，但关于皮质醇在应激反应 中如何损伤脏器目前尚不十分清楚。有人认为[7]，应激反应性组织损伤系多脏器 衰竭的一部分，心、肝、肾、胃肠等的衰竭是微循环长时间缺血缺氧所致。实验证明，组织 中肥大细胞参与了应激反应过程[8]，促肾上腺皮质激素释放激素被激活后，作用 于肥大细胞引起脱颗粒，其中含有血管活性物质。组织的充血水肿和灶性出血可能与此有一 定关系。
, 百拇医药
本研究证明，肾上腺素能神经抑制剂可抑制震动犬血浆NE水平的升高，ACTH抑制剂能明显抑 制血浆ACTH和皮质醇水平增高，麻醉犬的上述三种激素均不明显增加。此三组犬各脏器损伤 也明显减轻。提示针对强烈震动引起的应激损伤，阻断交感-肾上腺髓质和下丘脑-垂体-肾 上腺皮质两条主要轴系统，可在一定程度上将应激损伤限制在最小程度。
参考文献
1 Rots NY, Cools AR, Oitzl MS, et al. Divergent prolactin and pituitary-adrenal activity in rats selectively bred for different dopamine resp onsiveness. Endocrinology, 1996, 137:1678.
2 Karatiannakis AJ, Macri GG, Mantzioka A, et al. Systemic stress respon se after laparoscopic or open cholecystectomy: a randomized trial. Br J Surg, 19 97, 84:467.
, 百拇医药
3 王子梅，陆召麟.ACTH激素分泌调节新进展.国外医学内分泌学分册，1994，14 ：171.
4 Imaki T, Shibasaki T, Demura H. Regulation of gene expression in the central nervous system by stress: Molecular pathways of stress responses. Endoc rine J, 1995, 42:121.
5 Fleshner M, Deak T, Spencer RL, et al. A long term increase in ba sal l evels of corticosterone and a decrease in corticosteroid-binding globulin after acute stressor exposure. Endocrinology, 1995,136:5336.
, 百拇医药
6 Song C, Kelly JP, Leonard BE. The effect of stressfull behavioural exp osure on endocrine and immune parameters in the rat. Stress Med, 1994,10:239.
7 Schiller HJ, Reilly PM, Bulkley GB. Tissue perfusion in critical illne sses: Antioxidant therapy. Crit Care Med, 1993,21:S92.
8 Theoharides TC, Spanos C, Pang X, et al. Stress-induced intracranial mast cell degranulation: A corticotropin-releasing hormone-mediated effect. Endo crinology, 1995,136:5745.
(1997年11月28日收稿，1998年6月3日修回), 百拇医药
单位：宋良文 王德文 崔雪梅 李小兵 鲁华玉 军事医学科学院放射医学研究所病理研究室(北京 100850)
关键词：振动；神经分泌系统；应激
爆炸冲击震动致犬神经内分泌改变及应激损害的研究 摘 要 目的：观察爆炸强烈冲击震动对犬神经内分泌的 影 响并探讨有效预防措施。方法：分别应用清醒、麻醉、阻断肾上腺素能神 经和抑制促肾上腺皮质激素(ACTH)犬布放于爆心周围。检测爆炸震动前后犬平均动脉压、血 浆ACTH、去甲肾上腺素(NE)和皮质醇水平变化以及重要脏器的病理变化。结果：清醒犬受到强烈震动后，血浆上述三种激素水平明显升高，血压较 震前升高，脑、心、肺、肝、肾等均有不同程度损伤；而麻醉、阻断肾上腺素能神经和抑制 ACTH的犬神经内分泌改变不明显，脏器损害较轻且发生例数也较少。结论：上述神经内分泌改变与急性应激反应有关，脏器组织损伤可能系应激反应所致。
, 百拇医药
Investigation on canine neuroendocrine alteration and stress inj ury
caused by shock-vibration after explosion
SONG Liang-Wen, WANG De-Wen, CUI Xue-Mei, LI Xiao-Bing, LU Hua-Yu
Laboratory of Pathology, Institute of Radiation Medicine, Academy of Mil itary Medicine Sciences, Beijing(100850)
Abstract AIM： To observe the effects of strong shock-vibrat ion on cani ne neuroendocrin after explosion and explore effective prevention measu res. METHODS：Conscious, anesthetic, adrenergic depressing and ACT H depressing canines were located around the explosion center, and canine mean ar terial pressure, blood plasmic ACTH, noradrenalin(NE), corticosteroid level and p athologic alteration of important viscera were determined. RESULTS：Three kinds of hormone level in conscious canine blood plasma above markedly i ncreased after vigorous vibration. Mean arterial pressure became higher than tha t before vibration. Brain, heart, lungs, liver and kidney were injured in diffe rent degrees; but in the canines under anesthesia, adrenergic depression and ACT H depression, their neuroendocrine alteration were not obvious, viscera and orga nism injury were slight and the number of injury canine was few. CONCLUSIO N：Canine neuroendocrine alteration was related to acute stress reaction , and viscera and organism injury may suffer from neuroendocrine alteration.
, 百拇医药
MeSH Vibration; Neurosecretory systems; Stress
各类爆炸产生的剧裂冲击震动对动物是一种强烈刺激，可能会导致应 激反应 。许多类型的应激反应通常表现为神经内分泌异常改变，如下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和交 感-肾上腺髓质轴兴奋性增强[1，2]。由于脏器的功能活动受神经内分泌调节， 当其发生异常改变后，可能会导致脏器发生病理改变。因此揭示应激反应与脏器损伤的关系 在预防震动损伤中具有现实意义。目前国内外对各种机体损伤后应激反应研究较多，而爆炸 冲击震动应激引起的脏器损伤的研究尚未见报道。本实验对震动犬的神经内分泌变化进行观 察，并就其与脏器损伤的关系及其预防进行探讨。
材料与方法
选用健康雄性杂种犬31只，体重15～20 kg，随机分为：①正常对照(n=5)、②清醒震动 刺激(n=8)、③麻醉震动刺激(n=7)、④麻醉震动刺激+利血平(n=5)和⑤麻醉震 动刺激+东莨菪硷(n=5)共5组，各组犬(正常对照除外)随机放在距爆心一定距离处。除 清醒组外，其余各组均于爆炸前用2%戊巴比妥钠(30 mg/kg体重iv)麻醉，利血平(肾上腺素 能神经抑制剂)和东莨菪硷(ACTH抑制剂)2组犬于震前2 h分别静注利血平1 mg/只和东莨菪硷 0.5 mg/只。该处检测到的震动加速度为30～50 g(m/s2)。清醒犬于震前24 h和震后24 h分别于股动脉处测量平均动脉压。震前24 h和震后24、48、72 h分别从前肢静脉抽血10 m L，预先加肝素5 μL(6 250 U/mL)，抑肽酶20 μL，离心(3 000 r/min, 15 min)分离血浆 。血浆ACTH和皮质醇放免测定分别用北方免疫试剂研究所生产的[125I]标记的 免疫测定试剂盒，用日本产全自动计数仪测定。血浆NE水平用高效液相色谱仪测定。
, 百拇医药
震后第3 d将犬放血处死，按大脑、小脑、脊髓、心肌、肺、肝、脾、肾、小肠顺序取 材，石蜡切片，HE染色，光镜观察。
数据以
±s表示，均数差异显著性用t检验判定。结 果
爆炸时实验动物全部被震昏，3 h后逐渐苏醒，整个过程无动物死亡。
1.血浆NE水平：清醒犬于震后24 h norepinephrine (NE)水平急剧升高，至48 h开始下降 但仍处于较高 水平，至72 h恢复至震前水平；而加利血平和麻醉犬血浆NE水平震后仅有轻度升高(图1)。
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Fig 1 Alteration of canine plasma noradrenalin in different ti mes and treatment factors before and after vibration
*P<0.05, P<0.01, vs ahead time point; ★P<0.05, vs conscious at the same time point
图1 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆去甲肾上腺素水平变化
2.血浆ACTH水平：清醒犬受震动后24 h血浆ACTH水平明显升高，48 h呈平台状态，72 h再 次明显上升；麻醉犬和加东莨菪硷犬血浆ACTH水平在震后24 h无明显变化，但后者在48 h时 ACTH水平出现异常升高(图2)。
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Fig 2 Alteration of content of canine plasma ACTH in different times and treatme nt factors before and after vibration
*P<0.05,P<0.01, vs ahead time point; ★★P<0.01, vs conscious at the same time point
图2 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆ACTH水平变化
3.血浆皮质醇水平：震后清醒犬血浆皮质醇水平呈波动性变化，即震后24 h明显升高，48 h降至震前水平，72 h再次升到较高水平；而麻醉和加东莨菪硷2组无明显变化(图3)。
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Fig 3 Alteration of content of canine plasma cortisol in different time s and treatment factors before and after vibration
P<0.05, P<0.01, vs ahead time point; ★P<0.05, ★★P<0.01, vs conscio us at the same time point
图3 不同处理因素组在震动前后不同时间点血浆皮质醇含量变化
4.平均动脉压：震后24 h与震前24 h相比，清醒犬股动脉平均动脉压升高达19%(19.5±0 .3 vs 16.4±1.19 kPa)。
5.脏器损伤：除正常对照外，各实验组犬均有不同程度的脏器损伤，包括细胞变性坏死， 组织淤血，水肿和出血，但以清醒犬为重(表1)。
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表1 各组犬脏器组织损伤的发生例数
Tab 1 Number of canine injured at viscera and tissue
Group
n
NDN
MBCN
APC
HDHB
RNGP
IVEN
SCH
Control
, http://www.100md.com
5
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NDN=neuron degeneration and necrosis; MBCN=myocardial bleeding, contractur e and necrosis; APC=atelectasis and pulmonary congestion; HDHB=hepatocyte degene ration and hepatic bleeding; RNGP=renal tubule, glomerular pyknosis; IVEN=intest inal villi edema and necrosis; SCH=spleen congestion and hemorrhage
, 百拇医药
讨 论
许多研究证明，发生应激反应时，交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴兴奋性 增高，促进血浆儿茶酚胺类和皮质醇水平升高，引起效应器官的机能和形态发生异常改变 [3，4]。震后清醒犬的平均动脉压明显增加，可能与震动所致交感-肾上腺髓质过 度兴奋有关。肾上腺糖皮质类固醇在介导应激反应中也具有重要的作用，在急性应激因素刺 激下可引起较长时间的血浆皮质醇增高和ACTH结合球蛋白降低，使有生物学活性的游离皮质 醇水平增高并有充分的时间作用于敏感的靶器官[5，6]。
本实验结果表明垂体和肾上腺皮质明显参与了震动犬的应激反应，但关于皮质醇在应激反应 中如何损伤脏器目前尚不十分清楚。有人认为[7]，应激反应性组织损伤系多脏器 衰竭的一部分，心、肝、肾、胃肠等的衰竭是微循环长时间缺血缺氧所致。实验证明，组织 中肥大细胞参与了应激反应过程[8]，促肾上腺皮质激素释放激素被激活后，作用 于肥大细胞引起脱颗粒，其中含有血管活性物质。组织的充血水肿和灶性出血可能与此有一 定关系。
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本研究证明，肾上腺素能神经抑制剂可抑制震动犬血浆NE水平的升高，ACTH抑制剂能明显抑 制血浆ACTH和皮质醇水平增高，麻醉犬的上述三种激素均不明显增加。此三组犬各脏器损伤 也明显减轻。提示针对强烈震动引起的应激损伤，阻断交感-肾上腺髓质和下丘脑-垂体-肾 上腺皮质两条主要轴系统，可在一定程度上将应激损伤限制在最小程度。
参考文献
1 Rots NY, Cools AR, Oitzl MS, et al. Divergent prolactin and pituitary-adrenal activity in rats selectively bred for different dopamine resp onsiveness. Endocrinology, 1996, 137:1678.
2 Karatiannakis AJ, Macri GG, Mantzioka A, et al. Systemic stress respon se after laparoscopic or open cholecystectomy: a randomized trial. Br J Surg, 19 97, 84:467.
, 百拇医药
3 王子梅，陆召麟.ACTH激素分泌调节新进展.国外医学内分泌学分册，1994，14 ：171.
4 Imaki T, Shibasaki T, Demura H. Regulation of gene expression in the central nervous system by stress: Molecular pathways of stress responses. Endoc rine J, 1995, 42:121.
5 Fleshner M, Deak T, Spencer RL, et al. A long term increase in ba sal l evels of corticosterone and a decrease in corticosteroid-binding globulin after acute stressor exposure. Endocrinology, 1995,136:5336.
, 百拇医药
6 Song C, Kelly JP, Leonard BE. The effect of stressfull behavioural exp osure on endocrine and immune parameters in the rat. Stress Med, 1994,10:239.
7 Schiller HJ, Reilly PM, Bulkley GB. Tissue perfusion in critical illne sses: Antioxidant therapy. Crit Care Med, 1993,21:S92.
8 Theoharides TC, Spanos C, Pang X, et al. Stress-induced intracranial mast cell degranulation: A corticotropin-releasing hormone-mediated effect. Endo crinology, 1995,136:5745.
(1997年11月28日收稿，1998年6月3日修回), 百拇医药