冲击波暴露后不同年龄豚鼠耳蜗微血管渗透性的改变及与听阈的关系
作者：乔莉 王锦玲 邱建华 刘顺利
单位：乔莉(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)王锦玲(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)；邱建华(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)；刘顺利(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)
关键词：耳损伤；豚鼠；冲击波；耳蜗
西北国防医学杂志000406 摘要：目的：探讨冲击波暴露后6 h，12 h，青年、老年 豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性和听阈的变化。方法：采用 胶体镧作为电子示踪剂透射电镜下观察。结果：冲击波暴 露后6 h、12 h两组豚鼠听阈均较暴露前明显下降(P<0.05)，微血管内皮细胞之间的紧 密连接遭到破坏，老年组更为明显。结论：暴露后早期听 阈阈值的升高，可能与血管纹微血管通透性改变密切相关。
, 百拇医药 中图分类号：R 764.8 文献标识码 ：A 文章编号：1007-8622(2000)04-0257-03
The effect of shock wave exposure on cochlea vascular stria micran gium permeability in guinea pig of various age groups and its relationship with hearing thresh old
QIAO Li,WANG Jin-ling,QIU Jian-hua,et al.
(Department of oto laryngelogy,Xijing Hospital,The 4th Military Medical University,PLA 710032,China)
Abstract:Objective:To investigate the effect of shoc k wave exposure on cochlea vascular stria micrangium permeability in guinea pig of various age groups and its relationship with hearing threshold. Methods:By colloidal lanthanum tracing and transmission electron m icroscopy technique.Results:There was significant di fference between the threshold before shock wave exposure and that after exposur e in both two groups(P<0.05),six hours after shock wave exposure,the tight jun ctions between micrangium endotheliocytes in spiral prominence were destroyed.Tw elve hours after the exposure,high electric density lanthanum ion were found in both the cytoplasm and intercellular space of vascular endotheliocyte and the pe rmeation of lanthanum ion along vascular stria tissue space was more evident in elder guinea pig.Conclusion:The obviously increasing of vascular stria vascular permeability arter shock wave exposure might be one of reasons which result in the early increasing of ABR threshold.
, 百拇医药
Key words:Ear injury; Guinea pig; Shock wave; Coc hlea
脉冲噪声对耳蜗血管系统的影响国外已有很多报道[1]，由于研究方法的不同 ，结果存在较大差异。但爆震早期对不同年龄豚鼠耳蜗血管纹、微血管离子通透性的变化及 与听阈的关系报道甚少。本研究采用胶体镧作为电子示踪剂，透射电镜观察、探讨冲击波暴 露后6 h，12 h不同年龄豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性的变化。
1 材料与方法
1.1 动物模型：鼓膜完整、耳 廓反射灵敏健康白色豚鼠30只，其中青年豚鼠(2～3月龄) 15只，老年豚鼠(24～36月龄)15只，按暴露后6 h，12 h各分成两组，每组5只，青年组及老 年组豚鼠各5只作为正常对照。冲击波源为大号鞭炮置于自制小炮筒内。豚鼠置于长方形金 属管内，头朝向冲击波源，发射5发。用脉冲精密声级计，测得豚鼠布放点的压力峰值为176 dB(SPL)，用记忆示波器测得脉冲噪声的脉宽为0.2 ms。
, 百拇医药
1.2 ABR测试：分别于脉冲噪 声暴露前及暴露后6 h、12 h测试所有试验组豚鼠的ABR阈 值，用戊巴比妥钠腹腔内注射(30 mg*kg-1*w-1)麻醉豚鼠。记录电极刺于 颅顶中线皮下，参考电极刺于耳后皮下，接地电极刺于鼻尖。记录分析用7S11A信息处理机 。刺激声为短声，间隔75 ms，扫描时间20 ms，滤波带通80 Hz～15 kHz，叠加256次。
1.3 胶体镧电镜标本的制备： 将所有豚鼠麻醉后开胸，主动脉插管，37℃生理盐水80 m l冲出血液，用2.5%戊二醛及1%硝酸镧原液200 ml(0.1 mol*L-1，二甲砷酸钠 缓冲液配制，pH7.4)行左心灌注，保留滴注1%四氧化二锇二甲砷酸钠缓冲液(含1%硝酸镧) 再固定2 h。常规电镜制样，超薄切片，经或不经铅铀染色，透射电镜观察。
2 结果
, 百拇医药 2.1 冲击波暴露后不同年龄组豚鼠ABR阈值：(见表1)。
表1 冲击波暴露前、后不同时间豚鼠ABR阈值(dB) 时间
青年豚鼠
老年豚鼠
正常
16.2±2.5
22.5±3.5
6 h
51.2±3.5
60.0±5.5
12 h
61.2±3.5
, 百拇医药
73.0±4.5
注：两组动物冲击波暴露后的阈值与暴露前相比差异有显 著性(P<0.05)
图1 正常豚鼠耳蜗血管纹血管内皮细胞表面可见镧离子呈线状 分布，组织间隙无镧离子渗入 ×15K
图2 成年豚鼠冲击波暴露6 h，螺旋凸微血管内皮细胞之间有镧 离子渗入 ×7500
图3 图4局部放大 ×20K
, 百拇医药
图4 成年豚鼠冲击波暴露12 h，血管壁内皮细胞胞浆及组织间 隙均可见高密度的镧离子 ×12K
图5 老年豚鼠冲击波暴露后12 h，镧离子沿血管纹组 织间隙渗透更为明显 ×15K
2.2 冲击波暴露后豚鼠血管纹微血管通透性的变化：电镜观察不同年龄组正常豚鼠耳蜗血管纹血管内皮细胞表面有电子 密度增高的镧离子，呈线状分布，内、外毛细胞和基底膜的组织间隙无镧离子渗入(图1)。 冲击波暴露后6 h，螺旋凸微血管内皮细胞之间的紧密连接遭到破坏，有电子密度高的镧离 子渗入(图2，3)，暴露后12 h，血管壁内皮细胞胞浆及组织间隙均可见高密度的镧离子(图4 )。老年豚鼠暴露后12 h，镧离子沿血管纹组织间隙渗透更为明显。(图5)
3 讨论
, 百拇医药 3.1 胶体镧作为电子示踪剂的方法学：镧盐首先由Revel等(1967)应用于生物电镜领域 。镧元素序数57，原子量138.9，为电子密度高的重金属。本研究采用硝酸镧(上海产、分析 纯)，在使用时用二甲砷酸钠缓冲液新鲜配制。配制时pH要求严格，若pH>7.8时可出现凝 聚块沉淀，使胶体的密度降低。由于镧盐溶液在碱性时形成氢氧化镧沉淀于生物组织细胞膜 的外侧，不能通过细胞膜。因此，在电镜技术中常用硝酸镧作为示踪剂，以研究细胞之间的 连 接结构[2]，它能通过桥粒及中间连接间隙，但不能通过细胞间的紧密连接。如细 胞膜在病理情况下发生通透性的改变，镧离子能通过细胞膜进入胞质内。所以目前镧盐在超 微结构研究中应用广泛。
3.2 冲击波暴露后不同年龄豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性的 变化：冲击波暴露后，耳蜗 血流变化已为很多实验所证实[3～6]。主要表现为总血流量的减少。多数学者认为 血流的变化对听力的影响主要表现为后期效应，早期主要为毛细胞的机械性损伤。本研究发 现受强噪声暴露后6 h，豚鼠耳蜗血管纹微血管的通透性增加，内皮细胞之间的紧密连接受 到损伤；震后12 h，微血管内皮细胞的细胞膜也受到损伤，膜通透性增加。这种变化呈进行 性加重趋势，而在老龄较青年豚鼠组更为明显，老龄豚鼠渗入组织间隙内镧盐量要明显多于 青年豚鼠，表明随着暴露后时间的延长，老龄豚鼠耳蜗血管微血管内皮细胞及细胞间紧密连 接的损伤更为严重。有研究发现，强噪声暴露后5 min，耳蜗血管纹的血流急剧下降，2 h血 管纹血流开始再循环，6 h基本恢复正常[7]。但耳蜗血管纹微血管内皮细胞膜及细 胞间紧密连接的损伤并未恢复，其对低分子量离子的渗透还有加重的趋势。也使外淋巴液中 K+、Na+等离子向细胞内及组织间隙中渗透，改变耳蜗Corti器的内环境，这必将影响 到听功能。
, http://www.100md.com
3.3 冲击波暴露后耳蜗血管纹微血管渗透性的改变与听阈的 关系：不同强度的噪声对耳 蜗微循环及耳蜗病理的影响不同。一般认为噪声的分贝数越大，对耳蜗微循环的影响越大。 Scheibe等(1993)[8]发现，强声刺激以后(125 dB SPL)，不仅耳蜗血流下降，耳蜗 微音器电位和听神经复合动作电位的振幅也明显下降；而低强度的声暴露对两者均无明显影 响。本研究结果表明，受冲击波暴露后，豚鼠ABR阈值明显升高，与耳蜗血管纹微血管通 透性的变化相对应。而老年豚鼠对强脉冲噪声的耐受性低，血管纹组织结构损伤更重。爆震 后早期ABR阈值的升高，不应忽视血管纹微血管通透性的变化。
作者简介：乔莉(1963-)，女，博士，主治医生
参考文献：
[1]Millwr JM,Dolan DF,Raphael Y.Interactive effects of aging with no ise induced hearing loss[J].Scand Audiol Suppl,1998,48:53-61.
, 百拇医药
[2]Taniwaki NN,Katchburian E.Ultrastructural and lanthanum tracer ex amination of rapidly resorbing rat bone suggests that osteoclasts internalize dy ing bone cells[J].Cell Tissue Res,1998,293(1):173-176.
[3]Li W,Zhao L,Jiang S.Effect of high intensity impulse noise on ion ic concentration cochlear endolymph of the guinea pig[J].Chin Med J(Eng1),1997 ,110(11):883-886.
[4]Mandal A,Kaltenbach JA,Quirk WS.Changes in dersal cochlear nucleu s blood flow during noise exposure[J].Hear Res,1997,106(1-2)：1-8.
, http://www.100md.com
[5]Benzion Goldwyh,Mumtaz J,Khan.Sarthran preserves microcirculation and reduces temporary threshold shifts after noise exposure[J].Otolaryngol He ad Neck Surg,1998,118(5):576-583.
[6]Latoni J,Shivapuja B,Seidman MD.Pentoxifylline maintains cochlear microcirculation and attenuates temporary threshold shcs following acoustic ove rstimulation [J].Otolary ngol,1996,116(3):388-394.
[7]Quir WS,Seidman MD.Cochlear vascular changes in respones to loud noise[J].Am J Otol,1995,16(3):322-325.
[8]Scheibe F,Haupt H,Ludwing C.Intensity-related changes in cochlea r blood flow in the guinea pig during and following acoustic exposure[J].Eur A rch Otorhinolaryngol,1993,250(5):281-285.
收稿日期：2000-04-13 修回：2000-06-12, 百拇医药
单位：乔莉(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)王锦玲(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)；邱建华(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)；刘顺利(第四军医大学西京医院耳鼻喉科，陕西 西安 710032)
关键词：耳损伤；豚鼠；冲击波；耳蜗
西北国防医学杂志000406 摘要：目的：探讨冲击波暴露后6 h，12 h，青年、老年 豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性和听阈的变化。方法：采用 胶体镧作为电子示踪剂透射电镜下观察。结果：冲击波暴 露后6 h、12 h两组豚鼠听阈均较暴露前明显下降(P<0.05)，微血管内皮细胞之间的紧 密连接遭到破坏，老年组更为明显。结论：暴露后早期听 阈阈值的升高，可能与血管纹微血管通透性改变密切相关。
, 百拇医药 中图分类号：R 764.8 文献标识码 ：A 文章编号：1007-8622(2000)04-0257-03
The effect of shock wave exposure on cochlea vascular stria micran gium permeability in guinea pig of various age groups and its relationship with hearing thresh old
QIAO Li,WANG Jin-ling,QIU Jian-hua,et al.
(Department of oto laryngelogy,Xijing Hospital,The 4th Military Medical University,PLA 710032,China)
Abstract:Objective:To investigate the effect of shoc k wave exposure on cochlea vascular stria micrangium permeability in guinea pig of various age groups and its relationship with hearing threshold. Methods:By colloidal lanthanum tracing and transmission electron m icroscopy technique.Results:There was significant di fference between the threshold before shock wave exposure and that after exposur e in both two groups(P<0.05),six hours after shock wave exposure,the tight jun ctions between micrangium endotheliocytes in spiral prominence were destroyed.Tw elve hours after the exposure,high electric density lanthanum ion were found in both the cytoplasm and intercellular space of vascular endotheliocyte and the pe rmeation of lanthanum ion along vascular stria tissue space was more evident in elder guinea pig.Conclusion:The obviously increasing of vascular stria vascular permeability arter shock wave exposure might be one of reasons which result in the early increasing of ABR threshold.
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Key words:Ear injury; Guinea pig; Shock wave; Coc hlea
脉冲噪声对耳蜗血管系统的影响国外已有很多报道[1]，由于研究方法的不同 ，结果存在较大差异。但爆震早期对不同年龄豚鼠耳蜗血管纹、微血管离子通透性的变化及 与听阈的关系报道甚少。本研究采用胶体镧作为电子示踪剂，透射电镜观察、探讨冲击波暴 露后6 h，12 h不同年龄豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性的变化。
1 材料与方法
1.1 动物模型：鼓膜完整、耳 廓反射灵敏健康白色豚鼠30只，其中青年豚鼠(2～3月龄) 15只，老年豚鼠(24～36月龄)15只，按暴露后6 h，12 h各分成两组，每组5只，青年组及老 年组豚鼠各5只作为正常对照。冲击波源为大号鞭炮置于自制小炮筒内。豚鼠置于长方形金 属管内，头朝向冲击波源，发射5发。用脉冲精密声级计，测得豚鼠布放点的压力峰值为176 dB(SPL)，用记忆示波器测得脉冲噪声的脉宽为0.2 ms。
, 百拇医药
1.2 ABR测试：分别于脉冲噪 声暴露前及暴露后6 h、12 h测试所有试验组豚鼠的ABR阈 值，用戊巴比妥钠腹腔内注射(30 mg*kg-1*w-1)麻醉豚鼠。记录电极刺于 颅顶中线皮下，参考电极刺于耳后皮下，接地电极刺于鼻尖。记录分析用7S11A信息处理机 。刺激声为短声，间隔75 ms，扫描时间20 ms，滤波带通80 Hz～15 kHz，叠加256次。
1.3 胶体镧电镜标本的制备： 将所有豚鼠麻醉后开胸，主动脉插管，37℃生理盐水80 m l冲出血液，用2.5%戊二醛及1%硝酸镧原液200 ml(0.1 mol*L-1，二甲砷酸钠 缓冲液配制，pH7.4)行左心灌注，保留滴注1%四氧化二锇二甲砷酸钠缓冲液(含1%硝酸镧) 再固定2 h。常规电镜制样，超薄切片，经或不经铅铀染色，透射电镜观察。
2 结果
, 百拇医药 2.1 冲击波暴露后不同年龄组豚鼠ABR阈值：(见表1)。
表1 冲击波暴露前、后不同时间豚鼠ABR阈值(dB) 时间
青年豚鼠
老年豚鼠
正常
16.2±2.5
22.5±3.5
6 h
51.2±3.5
60.0±5.5
12 h
61.2±3.5
, 百拇医药
73.0±4.5
注：两组动物冲击波暴露后的阈值与暴露前相比差异有显 著性(P<0.05)
图1 正常豚鼠耳蜗血管纹血管内皮细胞表面可见镧离子呈线状 分布，组织间隙无镧离子渗入 ×15K
图2 成年豚鼠冲击波暴露6 h，螺旋凸微血管内皮细胞之间有镧 离子渗入 ×7500
图3 图4局部放大 ×20K
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图4 成年豚鼠冲击波暴露12 h，血管壁内皮细胞胞浆及组织间 隙均可见高密度的镧离子 ×12K
图5 老年豚鼠冲击波暴露后12 h，镧离子沿血管纹组 织间隙渗透更为明显 ×15K
2.2 冲击波暴露后豚鼠血管纹微血管通透性的变化：电镜观察不同年龄组正常豚鼠耳蜗血管纹血管内皮细胞表面有电子 密度增高的镧离子，呈线状分布，内、外毛细胞和基底膜的组织间隙无镧离子渗入(图1)。 冲击波暴露后6 h，螺旋凸微血管内皮细胞之间的紧密连接遭到破坏，有电子密度高的镧离 子渗入(图2，3)，暴露后12 h，血管壁内皮细胞胞浆及组织间隙均可见高密度的镧离子(图4 )。老年豚鼠暴露后12 h，镧离子沿血管纹组织间隙渗透更为明显。(图5)
3 讨论
, 百拇医药 3.1 胶体镧作为电子示踪剂的方法学：镧盐首先由Revel等(1967)应用于生物电镜领域 。镧元素序数57，原子量138.9，为电子密度高的重金属。本研究采用硝酸镧(上海产、分析 纯)，在使用时用二甲砷酸钠缓冲液新鲜配制。配制时pH要求严格，若pH>7.8时可出现凝 聚块沉淀，使胶体的密度降低。由于镧盐溶液在碱性时形成氢氧化镧沉淀于生物组织细胞膜 的外侧，不能通过细胞膜。因此，在电镜技术中常用硝酸镧作为示踪剂，以研究细胞之间的 连 接结构[2]，它能通过桥粒及中间连接间隙，但不能通过细胞间的紧密连接。如细 胞膜在病理情况下发生通透性的改变，镧离子能通过细胞膜进入胞质内。所以目前镧盐在超 微结构研究中应用广泛。
3.2 冲击波暴露后不同年龄豚鼠耳蜗血管纹微血管通透性的 变化：冲击波暴露后，耳蜗 血流变化已为很多实验所证实[3～6]。主要表现为总血流量的减少。多数学者认为 血流的变化对听力的影响主要表现为后期效应，早期主要为毛细胞的机械性损伤。本研究发 现受强噪声暴露后6 h，豚鼠耳蜗血管纹微血管的通透性增加，内皮细胞之间的紧密连接受 到损伤；震后12 h，微血管内皮细胞的细胞膜也受到损伤，膜通透性增加。这种变化呈进行 性加重趋势，而在老龄较青年豚鼠组更为明显，老龄豚鼠渗入组织间隙内镧盐量要明显多于 青年豚鼠，表明随着暴露后时间的延长，老龄豚鼠耳蜗血管微血管内皮细胞及细胞间紧密连 接的损伤更为严重。有研究发现，强噪声暴露后5 min，耳蜗血管纹的血流急剧下降，2 h血 管纹血流开始再循环，6 h基本恢复正常[7]。但耳蜗血管纹微血管内皮细胞膜及细 胞间紧密连接的损伤并未恢复，其对低分子量离子的渗透还有加重的趋势。也使外淋巴液中 K+、Na+等离子向细胞内及组织间隙中渗透，改变耳蜗Corti器的内环境，这必将影响 到听功能。
, http://www.100md.com
3.3 冲击波暴露后耳蜗血管纹微血管渗透性的改变与听阈的 关系：不同强度的噪声对耳 蜗微循环及耳蜗病理的影响不同。一般认为噪声的分贝数越大，对耳蜗微循环的影响越大。 Scheibe等(1993)[8]发现，强声刺激以后(125 dB SPL)，不仅耳蜗血流下降，耳蜗 微音器电位和听神经复合动作电位的振幅也明显下降；而低强度的声暴露对两者均无明显影 响。本研究结果表明，受冲击波暴露后，豚鼠ABR阈值明显升高，与耳蜗血管纹微血管通 透性的变化相对应。而老年豚鼠对强脉冲噪声的耐受性低，血管纹组织结构损伤更重。爆震 后早期ABR阈值的升高，不应忽视血管纹微血管通透性的变化。
作者简介：乔莉(1963-)，女，博士，主治医生
参考文献：
[1]Millwr JM,Dolan DF,Raphael Y.Interactive effects of aging with no ise induced hearing loss[J].Scand Audiol Suppl,1998,48:53-61.
, 百拇医药
[2]Taniwaki NN,Katchburian E.Ultrastructural and lanthanum tracer ex amination of rapidly resorbing rat bone suggests that osteoclasts internalize dy ing bone cells[J].Cell Tissue Res,1998,293(1):173-176.
[3]Li W,Zhao L,Jiang S.Effect of high intensity impulse noise on ion ic concentration cochlear endolymph of the guinea pig[J].Chin Med J(Eng1),1997 ,110(11):883-886.
[4]Mandal A,Kaltenbach JA,Quirk WS.Changes in dersal cochlear nucleu s blood flow during noise exposure[J].Hear Res,1997,106(1-2)：1-8.
, http://www.100md.com
[5]Benzion Goldwyh,Mumtaz J,Khan.Sarthran preserves microcirculation and reduces temporary threshold shifts after noise exposure[J].Otolaryngol He ad Neck Surg,1998,118(5):576-583.
[6]Latoni J,Shivapuja B,Seidman MD.Pentoxifylline maintains cochlear microcirculation and attenuates temporary threshold shcs following acoustic ove rstimulation [J].Otolary ngol,1996,116(3):388-394.
[7]Quir WS,Seidman MD.Cochlear vascular changes in respones to loud noise[J].Am J Otol,1995,16(3):322-325.
[8]Scheibe F,Haupt H,Ludwing C.Intensity-related changes in cochlea r blood flow in the guinea pig during and following acoustic exposure[J].Eur A rch Otorhinolaryngol,1993,250(5):281-285.
收稿日期：2000-04-13 修回：2000-06-12, 百拇医药