出生前氚水照射对仔代大鼠生长发育及神经行为的影响
作者：高卫民 周湘艳
单位：(北京，卫生部工业卫生实验所 100088)
关键词：氚水；生长发育；神经行为；记忆；条件反射；大鼠
中华放射医学与防护杂志980605 目的 利用多项指标研究出生前氚水照射对仔代大鼠生长发育及神经行为的影响。方法 妊娠13天的成年Wistar大鼠腹腔单次分别注入不同活度氚水，各组仔鼠氚累积吸收剂量分别为0，0.044，0.088和0.264Gy。观察氚β射线对仔鼠出生后生长发育及神经行为的影响。结果 在0.044Gy组即可使仔鼠连续通道转弯数减少，Y迷宫刺激回避反射逃避时间延长；在0.088Gy组即可使出牙发育延迟，平面翻正，负趋地性及听觉惊愕等新生反射和感觉功能出现的天龄延迟，Y迷宫刺激单向回避反射无误率降低，条件反射达标率降低；0.264Gy组张耳、开眼发育延迟，前肢悬挂时间缩短，Y迷宫刺激回避反射阳性率降低；绝大部分指标表现与剂量相关。结论 出生前一定剂量的氚水照射可导致仔代大鼠生长发育的延缓及学习记忆功能的降低等神经行为的异常。
, http://www.100md.com
Effect of prenatal exposure to low dose beta radiation from tritiated water on postnatal growth and neuro-
behavior of rats.
Gao Weimin , Zhou Xiangyan. Laboratory of Industrial Hygiene, Ministry of Health, Beijing 100088, China.
Objective Effects of prenatal exposure to HTO(tritiated water) on postnatal growth and neurobehavior of rats were studied by determination of multiple parameters.Methods Pregnant adult Wistar rats were randomly assigned to 4 groups, of which 3 groups were irradiated with beta-rays from tritiated water (HTO) by one single intraperitoneal injection on the 13th day of gestation. Offspring of these rats received cumulative doses of 0.000, 0.044, 0.088 and 0.264 Gy in utero, respectively, and were observed for the appearance of three physiologic markers (eye opening, pinna detachment, incisor eruption), the age of acquisition of two reflexes (surface righting, negative geotaxis) and sensuous function (auditory startle), movement and coordination functions and activity (forelimb hanging, continuous corridor activity), and learning and memory (electric avoidance reflex in Y-maze, conditional reflex).Results Results for most parameters in the 0.044 and 0.088 Gy groups were different significantly from those in the controls and for most parameters a dose-dependent effect was found. Conclusion Offspring of rats having received prenatal low dose irradiation from HTO showed delayed growth and abnormal neurobehavior.
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Key words Tritiated water Growth Neurobehaviour Memory Conditional reflex Rats
在人类和动物机体的各种功能与内、外环境相互联系中，中枢神经系统对协调机体的重要性、智力活动的复杂性以及其在生命体系全方位的控制中都占有极为重要的作用，有关辐射对中枢神经系统影响的研究受到国内外学者的重视并成为UNSCEAR所关注的重要研究内容之一[1]。人类资料表明[2，3]，在胎龄第8～15周受到射线照射可导致智力迟钝和智商降低等。由此可见，发育中的脑在细胞增殖、迁移最活跃时期对辐射最敏感。随着核能事业的不断发展，核反应堆的日益增多，氚向环境中的排放量不断增加，因此，氚对人类健康的影响引起研究者的极大关注。在研究了小鼠实验模型的基础上[4，5]，我们进一步研究了出生前氚水照射对出生后大鼠仔代生长发育及神经行为的影响。
1 材料和方法
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1.1 选用10周龄健康的Wistar大鼠(北京医科大学动物部提供)，体重275±20g，雌鼠与同龄雄鼠1∶1合笼过夜12小时，次日晨以检查到阴栓定为妊娠0天。孕龄13天按体重随机分为3个实验组及1个对照组。
1.2 氚水(由中国科学院上海原子核研究所提供)用蒸馏水稀释到适当的浓度，经Pharmacia WALLAC 1410型液闪仪标定后使用。妊娠第13天的母鼠实验组一次腹腔各注入不同活度的氚水(24.09, 48.48,144.54×104Bq/g体重)，对照组一次性注入生理盐水，仔鼠氚累积吸收剂量D总，由胎儿宫内受母鼠氚照射的吸收剂量D胎和出生后仔鼠体内氚照射的吸收剂量D仔两部分组成(即D总=D胎+D仔)，体内组织结合氚及来自母鼠乳氚照射的剂量微小，忽略不计[6]。在结果中为了表达方便清楚，均采用宫内接受氚水后10天(即出生后3天)的氚累积吸收剂量，即三个实验组剂量分别为0.044,0.088和0.264Gy[7]。
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1.3 饲养条件：动物饲养在室温24±2℃、相对湿度50%、通风良好的动物房中，自由摄食饮水，每天日光灯照明12小时(7:00am～7.00pm)。母鼠自然分娩及哺育仔鼠，母鼠怀孕及授乳期添加葵花籽。仔鼠出生后21天龄与哺乳鼠分笼并将每个剂量组的仔鼠按性别分别饲养。
1.4 指标和方法
1.4.1 生理学检测
1.4.1.1 张耳：仔鼠双耳张开呈完全直立位为达标。出生后第3天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.1.2 开眼：仔鼠双眼被膜处同时可见裂隙即为达标。从出生后第10天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.1.3 出牙：仔鼠有一颗门齿长出牙床突破牙龈即为达标。从出生后第9天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔龄达标。
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1.4.2 新生反射和感觉功能
1.4.2.1 平面翻正：将仔鼠仰卧于一表面稍粗糙的硬质平板上，并使之保持片刻。松手后其能在3秒钟内翻正呈俯卧位并连续三次成功即为达标。从出生后第4天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部的仔鼠达标。
1.4.2.2 负趋地性：将仔鼠头向下置于-25°斜面，在15秒钟内其完成转头并向斜面上方运动即为达标。从出生后第3天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部的仔鼠达标。
1.4.2.3 听觉惊愕：在仔鼠无意识准备的情况下，突然给予声鸣(哨声)刺激，阳性反应为仔鼠全身出现可见的抽动，连续两次刺激反应呈阳性为达标。出生后第9天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.3 运动协调功能和活动度
1.4.3.1 前肢悬挂：将14及16天龄的仔鼠(每组雌雄各半)后肢捆住，前肢悬挂于高45cm的铁丝上，记录持续时间，连续无间隔地测定3次。
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1.4.3.2 连续通道活动：仔鼠(每组雌雄各半)于出生后28天测量连续通道活动能力。将仔鼠置于5m长、有11个直角转弯的通道中[8]，记录仔鼠在3分钟内转弯次数，比较氚照射组与对照组仔鼠活动能力。
1.4.4 学习记忆功能
1.4.4.1 Y迷宫刺激回避反射试验：出生后45天龄的仔鼠，每组12只，雌雄各半，随机抽取。仔鼠置于Y迷宫适应环境2分钟，38V电刺激后引导仔鼠由Y迷宫带电一侧到达安全一侧，每只仔鼠以固定的方向(左或右)引导训练10次，再连续测试10次，记录每次跑至安全区所用时间(超过5秒钟视为错误)。以10次中连续6次正确为阳性，计算每组阳性率。并计算每组所有受试动物的无误率(正确次数/总次数)。
1.4.4.2 条件反射试验：取Y迷宫两臂，一臂为危险区，一臂为安全区。在危险区加置两道带洞屏障，仔鼠从出生后46天龄开始训练(第1实验日)，每组12只，雌雄各半，随机抽取。每只大鼠第1天训练10次，从第2实验日起给予铃声后间或给予38V电刺激，连续训练6天，每天10次，以10次中连续6次给予铃声后大鼠进入安全区视为条件反射建立，记录各组每训练日的达标率。
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1.5 统计分析方法：用t检验、方差分析及χ2检验等进行资料的分析。
2 结果
2.1 生理标志
在本次实验条件下，0.264Gy组张耳及开眼与对照组相比发育显著延迟，0.088Gy及以上剂量组出牙出现天龄比对照组显著延迟。
2.2 新生反射和感觉功能
0.088Gy及以上剂量组仔鼠平面翻正、负趋地性和听觉惊愕出现均比对照组显著延迟，随着剂量增加效应明显增加(表1)。
2.3 运动协调功能和活动度
表1 仔鼠出生前氚照射对新生反射和感觉功能出现的平均天龄的影响(
±s) 剂 量(Gy)
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仔鼠数(只)
平面翻正
负趋地性
听觉惊愕
0.000
24
5.46±0.83
7.46±1.14
12.08±1.21
0.044
17
6.11±1.27
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12.88±1.41
0.088
15
6.40±1.50*
8.60±1.72*
13.20±1.42*
0.264
22
6.71±1.62**
8.52±1.44**
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13.29±1.27**
注：与对照组相比 *P<0.05； ** P<0.01
与对照组相比，0.264Gy组14及16天龄前肢悬挂时间显著缩短(P<0.01)。28天龄仔鼠的连续通道活动转弯数在0.044Gy组即出现显著减少并随剂量增加效应明显(表2)。
表2 仔鼠出生前不同剂量氚水照射对仔鼠运动和协调功能及活动度的影响(±s) 剂 量(Gy)
14天龄前肢悬挂(s)
16天龄前肢悬挂(s)
连续通道活动转弯数(个)
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0.000
14.53±4.45(17)
21.26±6.64(19)
31.75±2.09(12)
0.044
15.88±7.04(16)
18.68±9.56(17)
28.50±1.78(12)*
0.088
14.44±5.15(16)
20.40±8.78(15)
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23.50±2.54(12)**
0.264
9.14±3.68(21)*
14.05±5.32(21)*
20.83±3.07(12)**
注： 与对照组相比 * P<0.001； ** P<0.0001 ( )表示仔鼠数
2.4 学习记忆功能
2.4.1 Y迷宫刺激回避反射试验
Y迷宫刺激回避反射试验结果见表3。0.264Gy组仔鼠回避反射阳性率比对照组显著性降低。0.044\,0.088和0.264Gy组逃避时间均比对照组明显延长。0.088和0.264Gy组的逃避无误率与对照组相比显著性和非常显著性降低。由试验结果看出，逃避时间是Y迷宫刺激回避反射实验中一相对敏感的指标。
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表3 仔鼠出生前氚照射对Y迷宫刺激回避反射试验影响(x±s) 剂 量(Gy)
例数(只)
阳性率(%)
逃避时间(s)
无误率(%)
0.000
12
75.0
1.23±0.17
82.5
0.044
12
, 百拇医药
83.3
1.49±0.16**
76.7
0.088
12
50.0
2.10±0.41**
70.8*
0.264
12
25.0*
2.67±0.27**
, 百拇医药
59.2**
注： 与对照组相比* P<0.05; ** P<0.01
2.4.2 条件反射试验
4组仔鼠的条件反射每日达标率随训练时间增加而增加。由表4可以看出,0.044Gy组仔鼠的每日达标率均与对照组相比差异无显著性，0.088Gy组的仔鼠51天龄和52天龄(第6和7实验日)的达标率与对照组相比有显著或非常显著性降低，0.264Gy组50\,51和52天龄(第5、6和7实验日)仔鼠条件反射达标率比对照组有显著或非常显著性降低。从第4实验日起，每日达标率随剂量增加而减少。
表4 仔鼠出生前氚照射对仔鼠条件反射达标率的影响 剂 量
(Gy)
例数
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(只)
不同天龄达标率(%)
48(3)天
49(4)天
50(5)天
51(6)天
52(7)天
0.000
12
0.0
16.7
50.0
83.3
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100.0
0.044
12
0.0
16.7
25.0
50.0
83.3
0.088
12
0.0
0.0
16.7
, 百拇医药
41.7*
50.0**
0.264
12
0.0
0.0
8.3*
25.0**
41.7**
注： 与对照组相比* P<0.05； ** P<0.01； ( )表示实验日
3 讨论
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行为测试可作为毒性作用发生的最早指标之一。在其他典型毒性症状出现之前，毒性效应即可能在行为上有微妙表现。以行为致畸试验方法来评价物质的安全性已经引起重视。由于神经系统结构的复杂性及中枢神经系统有较强的代偿能力，所以不能用单一或少数几个行为试验来揭示某种因素对机体的整个行为影响，必须采用一组行为试验，并进行纵向追踪观察。行为测试试验主要分两个种类：生理发育和行为分析。在本次研究中通过生长发育、早期反射和感觉功能、运动协调功能和活动度及学习记忆功能等多项指标对出生前氚水照射产生的行为致畸进行了较全面的研究。
行为致畸被认为是致畸物在仔代致畸和出生后功能一系列变化的有力证据。行为改变可能是在出生后观察到的最早的、最微妙的畸形。在研究辐射对脑发育的效应中，行为试验是一必不可少的手段。本次实验条件下，妊娠13天的大鼠接受氚水照射后，其仔代可产生行为致畸。说明对大鼠来说，妊娠13天对氚β射线敏感。这与公认的人类8～15周龄对辐射敏感相一致。接受累积吸收剂量0.044Gy氚水照射可导致仔鼠连续通道活动转弯数的减少，并随着剂量增加效应明显增加。0.088Gy氚水照射可导致仔鼠出牙出现的延迟、平面翻正及听觉惊愕达标天龄的延迟，随着剂量增加效应更明显。而0.264Gy可引起仔鼠张耳及开眼出现的延迟和14及16天龄仔鼠前肢悬挂时间的缩短。以上结果说明出生前氚水照射对中枢神经系统有抑制作用，选择指标的不同其致畸阈剂量不同。
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本研究中，选择两项学习记忆行为(Y迷宫刺激回避反射试验和条件反射试验)，其中Y迷宫刺激回避反射试验能反映大鼠的初级学习记忆能力，是测定大鼠智力发育状况的有效方法。实验结果表明，大鼠接受0.044Gy氚水照射，即可导致仔鼠初级学习记忆能力受损。条件反射试验是动物高级学习记忆的一种表现，可反映动物主动避开刺激，形成动力定型而起到保护自身的能力。实验结果看出，出生前受0.088Gy的氚水照射，即可导致出生后50～52天龄的仔鼠产生条件反射建立达标率的降低。此外，条件反射的实验结果也表明中枢神经系统随训练天龄的增加继续发育。出生前受氚照射后，仔鼠初级和高级学习记忆功能的受损，说明出生前氚水照射可产生仔鼠智力迟钝，这与人类资料具有一致性[2，3]，也同与学习记忆密切相关的海马神经元结构及功能的改变的结果具有很好的一致性[7]。此外，在实验中各指标均随着剂量增加效应明显增加，为选择适当的数学模型来分析剂量效应关系给予了一定启示。
行为试验是对形态学分析和生化分析等必备的指标。从行为研究中得到的启发，继续进行相关的脑生化、脑病理及分子神经毒理等的研究，才能彻底的弄清氚宫内照射对发育中的中枢神经系统的作用机理。
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吕慧敏副主任和李秀琴教授、董金婵老师和张伟同志在本工作中给予了热情帮助，作者深表衷心感谢
本课题获卫生部科学研究基金(No 94-1-096)资助
参考文献
1 UNSCEAR.Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR Report, 40.1991.
2 ICRP.Developmental effects of irradiation on the brain of embryo and fetus. ICRP publication 49. 1986.
3 Mole RH. The effects of prenatal radiation exposure on developing human brain. Int J Radiat Biol, 1990, 57(4):647.
, 百拇医药
4 Wang B and Zhou XY. Effects of prenatal exposure to low-dose β radiation from tritiated water on the neurobehavior of mice. J Radiat Res, 1995, 36:103.
5 高卫民，周湘艳.出生前氚水照射对仔代小鼠生长发育及神经行为的影响.辐射防护，1998，18：281.
6 杨志远，郭月凤.氚水单次注入妊娠大鼠对其仔鼠神经系统机能和体重发育的影响.辐射防护,1987,7:434～436.
7 高卫民，周湘艳.出生前氚水照射对仔鼠海马神经元电生理及神经行为的影响.辐射防护,1997,17:364～365.
8 Norton S.Behavioral changes in preweaning and adult rats exposed prenatally to low ionizing radiation. Toxicol Appl Pharmacol, 1986, 83:240.
(收稿：1998-01-08 修回：1998-05-27), 百拇医药
单位：(北京，卫生部工业卫生实验所 100088)
关键词：氚水；生长发育；神经行为；记忆；条件反射；大鼠
中华放射医学与防护杂志980605 目的 利用多项指标研究出生前氚水照射对仔代大鼠生长发育及神经行为的影响。方法 妊娠13天的成年Wistar大鼠腹腔单次分别注入不同活度氚水，各组仔鼠氚累积吸收剂量分别为0，0.044，0.088和0.264Gy。观察氚β射线对仔鼠出生后生长发育及神经行为的影响。结果 在0.044Gy组即可使仔鼠连续通道转弯数减少，Y迷宫刺激回避反射逃避时间延长；在0.088Gy组即可使出牙发育延迟，平面翻正，负趋地性及听觉惊愕等新生反射和感觉功能出现的天龄延迟，Y迷宫刺激单向回避反射无误率降低，条件反射达标率降低；0.264Gy组张耳、开眼发育延迟，前肢悬挂时间缩短，Y迷宫刺激回避反射阳性率降低；绝大部分指标表现与剂量相关。结论 出生前一定剂量的氚水照射可导致仔代大鼠生长发育的延缓及学习记忆功能的降低等神经行为的异常。
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Effect of prenatal exposure to low dose beta radiation from tritiated water on postnatal growth and neuro-
behavior of rats.
Gao Weimin , Zhou Xiangyan. Laboratory of Industrial Hygiene, Ministry of Health, Beijing 100088, China.
Objective Effects of prenatal exposure to HTO(tritiated water) on postnatal growth and neurobehavior of rats were studied by determination of multiple parameters.Methods Pregnant adult Wistar rats were randomly assigned to 4 groups, of which 3 groups were irradiated with beta-rays from tritiated water (HTO) by one single intraperitoneal injection on the 13th day of gestation. Offspring of these rats received cumulative doses of 0.000, 0.044, 0.088 and 0.264 Gy in utero, respectively, and were observed for the appearance of three physiologic markers (eye opening, pinna detachment, incisor eruption), the age of acquisition of two reflexes (surface righting, negative geotaxis) and sensuous function (auditory startle), movement and coordination functions and activity (forelimb hanging, continuous corridor activity), and learning and memory (electric avoidance reflex in Y-maze, conditional reflex).Results Results for most parameters in the 0.044 and 0.088 Gy groups were different significantly from those in the controls and for most parameters a dose-dependent effect was found. Conclusion Offspring of rats having received prenatal low dose irradiation from HTO showed delayed growth and abnormal neurobehavior.
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Key words Tritiated water Growth Neurobehaviour Memory Conditional reflex Rats
在人类和动物机体的各种功能与内、外环境相互联系中，中枢神经系统对协调机体的重要性、智力活动的复杂性以及其在生命体系全方位的控制中都占有极为重要的作用，有关辐射对中枢神经系统影响的研究受到国内外学者的重视并成为UNSCEAR所关注的重要研究内容之一[1]。人类资料表明[2，3]，在胎龄第8～15周受到射线照射可导致智力迟钝和智商降低等。由此可见，发育中的脑在细胞增殖、迁移最活跃时期对辐射最敏感。随着核能事业的不断发展，核反应堆的日益增多，氚向环境中的排放量不断增加，因此，氚对人类健康的影响引起研究者的极大关注。在研究了小鼠实验模型的基础上[4，5]，我们进一步研究了出生前氚水照射对出生后大鼠仔代生长发育及神经行为的影响。
1 材料和方法
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1.1 选用10周龄健康的Wistar大鼠(北京医科大学动物部提供)，体重275±20g，雌鼠与同龄雄鼠1∶1合笼过夜12小时，次日晨以检查到阴栓定为妊娠0天。孕龄13天按体重随机分为3个实验组及1个对照组。
1.2 氚水(由中国科学院上海原子核研究所提供)用蒸馏水稀释到适当的浓度，经Pharmacia WALLAC 1410型液闪仪标定后使用。妊娠第13天的母鼠实验组一次腹腔各注入不同活度的氚水(24.09, 48.48,144.54×104Bq/g体重)，对照组一次性注入生理盐水，仔鼠氚累积吸收剂量D总，由胎儿宫内受母鼠氚照射的吸收剂量D胎和出生后仔鼠体内氚照射的吸收剂量D仔两部分组成(即D总=D胎+D仔)，体内组织结合氚及来自母鼠乳氚照射的剂量微小，忽略不计[6]。在结果中为了表达方便清楚，均采用宫内接受氚水后10天(即出生后3天)的氚累积吸收剂量，即三个实验组剂量分别为0.044,0.088和0.264Gy[7]。
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1.3 饲养条件：动物饲养在室温24±2℃、相对湿度50%、通风良好的动物房中，自由摄食饮水，每天日光灯照明12小时(7:00am～7.00pm)。母鼠自然分娩及哺育仔鼠，母鼠怀孕及授乳期添加葵花籽。仔鼠出生后21天龄与哺乳鼠分笼并将每个剂量组的仔鼠按性别分别饲养。
1.4 指标和方法
1.4.1 生理学检测
1.4.1.1 张耳：仔鼠双耳张开呈完全直立位为达标。出生后第3天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.1.2 开眼：仔鼠双眼被膜处同时可见裂隙即为达标。从出生后第10天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.1.3 出牙：仔鼠有一颗门齿长出牙床突破牙龈即为达标。从出生后第9天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔龄达标。
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1.4.2 新生反射和感觉功能
1.4.2.1 平面翻正：将仔鼠仰卧于一表面稍粗糙的硬质平板上，并使之保持片刻。松手后其能在3秒钟内翻正呈俯卧位并连续三次成功即为达标。从出生后第4天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部的仔鼠达标。
1.4.2.2 负趋地性：将仔鼠头向下置于-25°斜面，在15秒钟内其完成转头并向斜面上方运动即为达标。从出生后第3天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部的仔鼠达标。
1.4.2.3 听觉惊愕：在仔鼠无意识准备的情况下，突然给予声鸣(哨声)刺激，阳性反应为仔鼠全身出现可见的抽动，连续两次刺激反应呈阳性为达标。出生后第9天龄开始检测并记录达标天龄，直到全部仔鼠达标。
1.4.3 运动协调功能和活动度
1.4.3.1 前肢悬挂：将14及16天龄的仔鼠(每组雌雄各半)后肢捆住，前肢悬挂于高45cm的铁丝上，记录持续时间，连续无间隔地测定3次。
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1.4.3.2 连续通道活动：仔鼠(每组雌雄各半)于出生后28天测量连续通道活动能力。将仔鼠置于5m长、有11个直角转弯的通道中[8]，记录仔鼠在3分钟内转弯次数，比较氚照射组与对照组仔鼠活动能力。
1.4.4 学习记忆功能
1.4.4.1 Y迷宫刺激回避反射试验：出生后45天龄的仔鼠，每组12只，雌雄各半，随机抽取。仔鼠置于Y迷宫适应环境2分钟，38V电刺激后引导仔鼠由Y迷宫带电一侧到达安全一侧，每只仔鼠以固定的方向(左或右)引导训练10次，再连续测试10次，记录每次跑至安全区所用时间(超过5秒钟视为错误)。以10次中连续6次正确为阳性，计算每组阳性率。并计算每组所有受试动物的无误率(正确次数/总次数)。
1.4.4.2 条件反射试验：取Y迷宫两臂，一臂为危险区，一臂为安全区。在危险区加置两道带洞屏障，仔鼠从出生后46天龄开始训练(第1实验日)，每组12只，雌雄各半，随机抽取。每只大鼠第1天训练10次，从第2实验日起给予铃声后间或给予38V电刺激，连续训练6天，每天10次，以10次中连续6次给予铃声后大鼠进入安全区视为条件反射建立，记录各组每训练日的达标率。
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1.5 统计分析方法：用t检验、方差分析及χ2检验等进行资料的分析。
2 结果
2.1 生理标志
在本次实验条件下，0.264Gy组张耳及开眼与对照组相比发育显著延迟，0.088Gy及以上剂量组出牙出现天龄比对照组显著延迟。
2.2 新生反射和感觉功能
0.088Gy及以上剂量组仔鼠平面翻正、负趋地性和听觉惊愕出现均比对照组显著延迟，随着剂量增加效应明显增加(表1)。
2.3 运动协调功能和活动度
表1 仔鼠出生前氚照射对新生反射和感觉功能出现的平均天龄的影响(
±s) 剂 量(Gy), 百拇医药
仔鼠数(只)
平面翻正
负趋地性
听觉惊愕
0.000
24
5.46±0.83
7.46±1.14
12.08±1.21
0.044
17
6.11±1.27
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12.88±1.41
0.088
15
6.40±1.50*
8.60±1.72*
13.20±1.42*
0.264
22
6.71±1.62**
8.52±1.44**
, 百拇医药
13.29±1.27**
注：与对照组相比 *P<0.05； ** P<0.01
与对照组相比，0.264Gy组14及16天龄前肢悬挂时间显著缩短(P<0.01)。28天龄仔鼠的连续通道活动转弯数在0.044Gy组即出现显著减少并随剂量增加效应明显(表2)。
表2 仔鼠出生前不同剂量氚水照射对仔鼠运动和协调功能及活动度的影响(
±s) 剂 量(Gy)14天龄前肢悬挂(s)
16天龄前肢悬挂(s)
连续通道活动转弯数(个)
, http://www.100md.com
0.000
14.53±4.45(17)
21.26±6.64(19)
31.75±2.09(12)
0.044
15.88±7.04(16)
18.68±9.56(17)
28.50±1.78(12)*
0.088
14.44±5.15(16)
20.40±8.78(15)
, 百拇医药
23.50±2.54(12)**
0.264
9.14±3.68(21)*
14.05±5.32(21)*
20.83±3.07(12)**
注： 与对照组相比 * P<0.001； ** P<0.0001 ( )表示仔鼠数
2.4 学习记忆功能
2.4.1 Y迷宫刺激回避反射试验
Y迷宫刺激回避反射试验结果见表3。0.264Gy组仔鼠回避反射阳性率比对照组显著性降低。0.044\,0.088和0.264Gy组逃避时间均比对照组明显延长。0.088和0.264Gy组的逃避无误率与对照组相比显著性和非常显著性降低。由试验结果看出，逃避时间是Y迷宫刺激回避反射实验中一相对敏感的指标。
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表3 仔鼠出生前氚照射对Y迷宫刺激回避反射试验影响(x±s) 剂 量(Gy)
例数(只)
阳性率(%)
逃避时间(s)
无误率(%)
0.000
12
75.0
1.23±0.17
82.5
0.044
12
, 百拇医药
83.3
1.49±0.16**
76.7
0.088
12
50.0
2.10±0.41**
70.8*
0.264
12
25.0*
2.67±0.27**
, 百拇医药
59.2**
注： 与对照组相比* P<0.05; ** P<0.01
2.4.2 条件反射试验
4组仔鼠的条件反射每日达标率随训练时间增加而增加。由表4可以看出,0.044Gy组仔鼠的每日达标率均与对照组相比差异无显著性，0.088Gy组的仔鼠51天龄和52天龄(第6和7实验日)的达标率与对照组相比有显著或非常显著性降低，0.264Gy组50\,51和52天龄(第5、6和7实验日)仔鼠条件反射达标率比对照组有显著或非常显著性降低。从第4实验日起，每日达标率随剂量增加而减少。
表4 仔鼠出生前氚照射对仔鼠条件反射达标率的影响 剂 量
(Gy)
例数
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(只)
不同天龄达标率(%)
48(3)天
49(4)天
50(5)天
51(6)天
52(7)天
0.000
12
0.0
16.7
50.0
83.3
, http://www.100md.com
100.0
0.044
12
0.0
16.7
25.0
50.0
83.3
0.088
12
0.0
0.0
16.7
, 百拇医药
41.7*
50.0**
0.264
12
0.0
0.0
8.3*
25.0**
41.7**
注： 与对照组相比* P<0.05； ** P<0.01； ( )表示实验日
3 讨论
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行为测试可作为毒性作用发生的最早指标之一。在其他典型毒性症状出现之前，毒性效应即可能在行为上有微妙表现。以行为致畸试验方法来评价物质的安全性已经引起重视。由于神经系统结构的复杂性及中枢神经系统有较强的代偿能力，所以不能用单一或少数几个行为试验来揭示某种因素对机体的整个行为影响，必须采用一组行为试验，并进行纵向追踪观察。行为测试试验主要分两个种类：生理发育和行为分析。在本次研究中通过生长发育、早期反射和感觉功能、运动协调功能和活动度及学习记忆功能等多项指标对出生前氚水照射产生的行为致畸进行了较全面的研究。
行为致畸被认为是致畸物在仔代致畸和出生后功能一系列变化的有力证据。行为改变可能是在出生后观察到的最早的、最微妙的畸形。在研究辐射对脑发育的效应中，行为试验是一必不可少的手段。本次实验条件下，妊娠13天的大鼠接受氚水照射后，其仔代可产生行为致畸。说明对大鼠来说，妊娠13天对氚β射线敏感。这与公认的人类8～15周龄对辐射敏感相一致。接受累积吸收剂量0.044Gy氚水照射可导致仔鼠连续通道活动转弯数的减少，并随着剂量增加效应明显增加。0.088Gy氚水照射可导致仔鼠出牙出现的延迟、平面翻正及听觉惊愕达标天龄的延迟，随着剂量增加效应更明显。而0.264Gy可引起仔鼠张耳及开眼出现的延迟和14及16天龄仔鼠前肢悬挂时间的缩短。以上结果说明出生前氚水照射对中枢神经系统有抑制作用，选择指标的不同其致畸阈剂量不同。
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本研究中，选择两项学习记忆行为(Y迷宫刺激回避反射试验和条件反射试验)，其中Y迷宫刺激回避反射试验能反映大鼠的初级学习记忆能力，是测定大鼠智力发育状况的有效方法。实验结果表明，大鼠接受0.044Gy氚水照射，即可导致仔鼠初级学习记忆能力受损。条件反射试验是动物高级学习记忆的一种表现，可反映动物主动避开刺激，形成动力定型而起到保护自身的能力。实验结果看出，出生前受0.088Gy的氚水照射，即可导致出生后50～52天龄的仔鼠产生条件反射建立达标率的降低。此外，条件反射的实验结果也表明中枢神经系统随训练天龄的增加继续发育。出生前受氚照射后，仔鼠初级和高级学习记忆功能的受损，说明出生前氚水照射可产生仔鼠智力迟钝，这与人类资料具有一致性[2，3]，也同与学习记忆密切相关的海马神经元结构及功能的改变的结果具有很好的一致性[7]。此外，在实验中各指标均随着剂量增加效应明显增加，为选择适当的数学模型来分析剂量效应关系给予了一定启示。
行为试验是对形态学分析和生化分析等必备的指标。从行为研究中得到的启发，继续进行相关的脑生化、脑病理及分子神经毒理等的研究，才能彻底的弄清氚宫内照射对发育中的中枢神经系统的作用机理。
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吕慧敏副主任和李秀琴教授、董金婵老师和张伟同志在本工作中给予了热情帮助，作者深表衷心感谢
本课题获卫生部科学研究基金(No 94-1-096)资助
参考文献
1 UNSCEAR.Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR Report, 40.1991.
2 ICRP.Developmental effects of irradiation on the brain of embryo and fetus. ICRP publication 49. 1986.
3 Mole RH. The effects of prenatal radiation exposure on developing human brain. Int J Radiat Biol, 1990, 57(4):647.
, 百拇医药
4 Wang B and Zhou XY. Effects of prenatal exposure to low-dose β radiation from tritiated water on the neurobehavior of mice. J Radiat Res, 1995, 36:103.
5 高卫民，周湘艳.出生前氚水照射对仔代小鼠生长发育及神经行为的影响.辐射防护，1998，18：281.
6 杨志远，郭月凤.氚水单次注入妊娠大鼠对其仔鼠神经系统机能和体重发育的影响.辐射防护,1987,7:434～436.
7 高卫民，周湘艳.出生前氚水照射对仔鼠海马神经元电生理及神经行为的影响.辐射防护,1997,17:364～365.
8 Norton S.Behavioral changes in preweaning and adult rats exposed prenatally to low ionizing radiation. Toxicol Appl Pharmacol, 1986, 83:240.
(收稿：1998-01-08 修回：1998-05-27), 百拇医药