研究背景和目的 在生化战争、恐怖袭击、武器消减任务的意外事件和广泛使用有机磷杀虫剂的农业中，高毒性的有机磷酯类化合物(Organophosphorus，OP)对军事人员和平民均存在神经毒威胁。梭曼(O-1,2,2-trime thylpropyl methylphosphonofluoridate，soman)是有机磷酯类神经毒剂的代表之一，容易通过血脑屏障并导致中枢神经元受损。梭曼通过不可逆的结合和抑制神经肌肉接头及其他胆碱能突触的乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase，AChE)，使其不能正常水解乙酰胆碱(Acetylcholine，ACh)，堆积的乙酰胆碱引起神经反复发出冲动而最终导致惊厥和呼吸衰竭，甚至死亡。 反复给予有机磷(包括乙拌磷(disulfoton)、DFP(diisopropylfluorophosphate)、沙林(sarin)等)可以导致动物中枢和外周神经组织M受体和N受体数目下调，是机体对长期乙酰胆碱酯酶抑制的一种适应性改变，虽然可以保护动物不出现有机磷急性中毒症状，但可导致脑高级功能损害，因此，神经中枢胆碱能受体下调可能是长期小剂量有机磷染毒在动物无躯体胆碱能过度刺激症状的情况下，导致学习记忆能力下降的原因之一。关于慢性小剂量梭曼染毒对动物认知功能的影响还不清楚。另外，梭曼可能存在非胆碱能作用靶位，包括氨基酸类神经递质、神经肽系统、应激基因反应等。研究报道也很少涉及梭曼引起包括认知功能损伤在内的神经学和神经心理学效应的生物化学机制。本研究初步探讨慢性小剂量梭曼染毒对大鼠空间记忆能力的影响及其机制，目的在于为生化战争参战人员和有机磷生产工人等包括梭曼在内的慢性小剂量神经毒剂染毒临床的预防和治疗提供理论依据。 材料和方法 本研究以连续14d大鼠背部皮下注射梭曼为慢性染毒模型，采用Morris水迷宫和离体脑片电生理技术测试大鼠空间学习记忆能力；应用比色法、RT-PCR、原位杂交、免疫组化等方法，对大鼠脑组织AChE活性、ml和m4受体mRNA表达、海马氨基酸含量及NMDA表达、BDNF免疫反应性及ERK mRNA表达进行检测。对空间记忆明显受损大鼠的海马超微结构也进行了观察。 第三军医大学硕士学位论文 结果 1．慢性小剂量梭曼染毒致大鼠Mo巾s水迷宫潜伏期延长，空间探索实验中，穿过原平台位置次数和在原平台家限游泳时间百分率和距离百分率均显著下降；海马脑片LTP诱出率、PS幅值增加百分率降低。海马CAI区出现神经元水肿、线粒体肿胀和线粒体呢断裂，突触内突触小泡数目减少，突触间隙增宽等超微结构变化。 2．慢性小剂量梭曼染毒明显抑制大鼠海马和前额叶皮层AChE活性，额叶皮层ml受体mRNA表达明显降低，额叶皮层和海马m4受体mmA表达显著增强。 3．慢性小剂量梭曼染毒致大鼠海马mU含量降低，＊＊SA无显著变化，＊＊OA受体表达显著下降；海马和皮层＊＊＊F免疫反应性增强：ERKlmRNA在海马和额叶皮层表达增强。 结论 1．慢性小剂量梭曼染毒损害大鼠空间记忆能力，降低海马突触可塑性，海马神经元突触和线粒体结构的损害可能是小剂量梭曼致大鼠空间记忆障碍的结构基础。 2．慢性小剂量梭曼染毒导致大鼠海马和额叶皮层脑组织 ml受体 mRNA表达减弱及m4受体mRNA表达显著增强，提示极曼可能从基因水平调节M受体的表达，从而下调中枢神经系统胆碱能神经传递功能。 3．慢性小剂量梭曼染毒导致大鼠脑组织BDNF免疫反应性代偿性增强，BDNF可能通过ERK通路介导其延缓神经元受损的作用。