亚磁场引起小鼠昼夜节律改变和热痛觉敏感增加（英文）

地外空间的亚磁场环境是影响宇航员健康的一种潜在风险因素.动物和人体实验表明,亚磁场显著影响个体行为和神经系统功能.但是,目前尚缺乏亚磁场对动物行为和生理等多方面影响的系统检测数据.本文构建了一个适用于动物饲养的亚磁场环境(500 n T),并系统检测了30天亚磁场处理对成年雄鼠(C57BL/6,4~6周龄,(20±2)g)的昼夜周期、痛觉、情绪及激素水平的影响.实验结果表明,对比地磁场中饲喂对照组,亚磁场中小鼠的昼夜饮水节律改变、热敏痛觉耐受能力和整体活动水平降低,但是没有发生焦虑或抑郁情绪.亚磁场处理后,小鼠血清去甲肾上腺素水平显著下降.这些结果说明一个月连续亚磁场处理扰乱动物的昼夜活动节律和内分泌,随后可能导致其感知觉能力的变化和运动机能的下降.     

成年小鼠血液系统对亚磁场的响应

目的:研究亚磁场对成年小鼠血液系统的影响。方法:将成年雄性C57BL/6小鼠(4-6周,20±2g,n20,每笼4只)随机分组,分别饲养在模拟亚磁场环境(500nT)和对照地磁场环境(~50μT)。每周定时监测动物体重变化和饮食消耗两次。一个月后,采集亚磁处理小鼠和地磁对照小鼠全血和血清样品,分别进行血常规监测和血清微量元素分析。同时检测血清中过氧化氢(H2O2)的含量,以及超氧化物歧酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力。结果:亚磁场处理过程中,动物体重和饮食消耗与地磁对照没有显著差异,但是体重增量在2周后(14天-24天)比对照组有显著降低(P0.05)。一个月亚磁场处理后,红细胞,血小板和总白细胞处于正常水平,没有发生显著变化,但是中性粒细胞水平显著上升(P0.05)。血清中微量元素水平和氧化应激指标没有显著变化。结论:成年小鼠在亚磁场中经历了一定程度的适应反应。经过一个月连续亚磁场处理,血液系统能够维持健康水平,但是嗜中性粒细胞对亚磁场存在明显响应。     

亚磁场对雄性小鼠神经递质、 激素和血常规的影响

本研究主要是探讨连续亚磁场环境暴露对C57BL/6雄性小鼠（Mus musculus domesticus）神经递质、激素含量和血常规参数的影响。实验组为亚磁场暴露组（1.1 ± 0.5）μT,对照组为地磁场组（53.3 ± 0.2）μT。实验对象分别为3周龄幼年小鼠和8周龄成年小鼠。幼年小鼠随机分为实验组与对照组,每组42 只;成年小鼠也随机分为实验组与对照组,每组36只。幼年小鼠在两种磁场环境中的暴露时间为1 ~ 5周,成年小鼠的暴露时间为1、3、6、9、12周。采用液相色谱-质谱联用法（LC-MS）检测小鼠脑组织及血清中的神经递质含量,包括5-羟色胺（5-HT）、多巴胺（DA）、乙酰胆碱（Ach）、去甲肾上腺素（NA）、γ-氨基丁酸（GABA）;用 ELISA 方法检测小鼠血清中的激素含量,包括甲状腺素（T4）、生长激素（GH）、去甲肾上腺素（NA）;血常规在北京大学医学部检测。采用独立样本 t 检验对实验组与对照组的检测结果进行差异分析。与地磁场组相比,亚磁场组幼年小鼠脑组织多巴胺（DA）含量在第5周有显著降低（P < 0.05）,血清中的甲状腺素（T4）含量在第 2和5 周有显著降低（P < 0.05）,去甲肾上腺素（NA）含量在第4周出现显著性降低（P < 0.01）;与地磁场组相比,成年小鼠脑组织5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NA）含量在处理1周时均出现显著性降低（P < 0.05）,血清中5-羟色胺（5-HT）含量在第3周也出现显著性降低（P < 0.01）,甲状腺素（T4）含量在第 3、6、12 周出现显著性降低（P < 0.05）。血常规结果显示,成年和幼年小鼠的白细胞（WBC）在暴露早期第1周和第2周分别出现显著性增多（P < 0.01）,其他参数基本无变化。本研究发现,两个年龄段的小鼠对亚磁场响应的指标不完全一致,仅甲状腺素（T4）在两个年龄段小鼠的体内都出现显著性降低。通过本研究说明,甲状腺素（T4）、5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NA）、多巴胺（DA）和白细胞（WBC）可能是不同年龄段小鼠对亚磁场环境暴露较为敏感的生理指标,可在今后的亚磁场生物效应研究中重点关注。     

根田鼠大脑内去甲肾上腺素水平的昼夜节律及低氧作用

研究表明, 哺乳动物脑中去甲肾上腺素(Norepinephrine, NE) 作为一种植物性神经信息传递的经典递质, 表现为水平波动的昼夜节律行为(李思嘉. 1982. 生理科学进展13 (2) : 189) , 该变化可能与机体生理机能改变相关。在低氧应激下, 脑内N E 的更新率升高, 可对脑中各脑区功能起到协调作用。根田鼠是青藏高原金露梅灌丛的优势小哺乳动物, 本文研究在自然光照下, 根田鼠大脑内去甲肾上腺素(NE) 水平的昼夜节律, 以及在模拟低氧5 000 m 和7 000 m 高度条件下的含量变化情况。     

小鼠血液和脑组织中胆碱酯酶的昼夜节律

小鼠血液和脑组织中胆碱酯酶的昼夜节律童建（苏州医学院预防医学系苏州２１５００７）研究生理功能的节律现象及其发生机理的科学称之为时间生理学。通过多年来的工作,在生命活动的各个层次上都发现了周期各异的生理节律,其中研究最多的是昼夜节律。对于昼夜节律的测定...     

亚磁场及其生物响应机制

根据亚磁生物学的研究历史和空间亚磁环境的实际情况,本文定义磁感应强度总量在“0<|B|≤5 μT”区间内的静态弱磁场为亚磁场．亚磁场能对生命活动的多个方面,特别是中枢神经系统产生负面影响．随着月球与火星航天计划的开展,航天员将长期暴露于亚磁空间中．这可能对宇航员的身心健康带来潜在的危害．亚磁场生物学效应及其机制的研究,将为相关载人航天的空间防护提供理论基础,已成为空间生物科学以及航天医学等相关领域的新热点．     

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力*

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素。研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险。本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期（一个月）曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为,组织,细胞,分子水平研究其对小鼠运动能力的影响。相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降。并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降。我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发。     

磁场对防风体细胞胚发生发育和亚显微结构的影响

近年来,关于防风的离体培养国内学者相继进行了研究,余绍华等（１９８５）用幼叶诱导愈伤组织分化出根芽;慈忠玲和陈惠民（１９９５,１９９６）通过悬浮培养诱导体细胞胚发生及再生植株,对单细胞至球形胚形成的各阶段作了显微及超微结构观察,并对其培养过程中的染色体变异进行了分析;盛世红和陈惠民（１９９０）用原生质体培养获得了再生植株。但目前还未见磁场对防风胚状体发生和发育影响方面的报告。关于生物磁学在植物组织培养中的应用,赵成章（１９８０）研究了磁场对水稻花粉愈伤组织诱导和分化的影响;王曼丝和李鸣镝（１９９…     

阿片系统介导的去甲肾上腺素在兔孤束核联合亚核引起的心血管效应

于杂种白兔的孤束核联合亚核(CNTS)内微量注射去甲肾上腺素(NE),引起血压降低和心率减慢,将小剂量阿片受体阻断剂纳洛酮注入CNTS,本身不影响血压与心率,但减弱NE在CNTS中的降压降率幅度。于CNTS内微量注射盐酸吗啡,降低血压和心率;小剂量NE注入CNTS, 本身对血压和心率无明显影响,但可显著增强盐酸吗啡在CNTS中的心血管作用。结果表明,去甲肾上腺素在CNTS中的心血管效应至少部分由降压性阿片系统介导。     

时钟节律与细胞周期

昼夜节律和细胞周期是生命有机体中两种主要的节律性、周期性的活动,参与机体代谢与生理节律．在分子水平上,它们的周期性活动是由一种周期性振荡的网络构成的,这种网络由一系列节律性表达的蛋白所形成．研究发现,多种节律因子通过调节周期蛋白的表达影响细胞周期进程,如G ₁-S期,REV-ERBa抑制p21促进细胞进程,RORα激活p21抑制细胞进程,DEC1抑制cyclinD1,CLOCK/BMAL1负调控c-Myc;G ₂-M期,BMAL1/CLOCK、BMAL1/NPAS2或Cry1作用于Wee1抑制或激活G_2-M期进程．此外,昼夜节律钟蛋白也参与了DNA损伤修复及细胞死亡的过程：Per1、Tim分别作用于ATM、ATR,因而促进细胞周期停滞,p53缺失的细胞中敲除Cry促进细胞凋亡过程,抑制了肿瘤的形成,DEC1以p53依赖的方式促细胞衰老等．同时,节律因子的紊乱引起多种疾病的产生．因此,阐明昼夜节律对细胞周期及死亡的影响,将为肿瘤的治疗提供分子理论基础．     

果蝇昼夜节律的分子机制研究进展

果蝇由于遗传易操作性而成为一个研究昼夜节律分子机制的理想模式生物 . 到目前为止,通过遗传学和生物化学方法已经鉴定到 10 多个时钟基因 (clock genes) 和许多时钟相关基因,包括时钟输入基因和钟控基因 . 这些时钟基因以及它们的相应产物组成两个互相依赖的转录 / 翻译反馈环路,从而调节行为和生理的昼夜节律 . 果蝇这种核心钟的工作原理同样见于哺乳动物 .     

Circadian Rhythm Changes in Autotrophic Euglena Induced by Organic Carbon Sources*

SYNOPSIS. Acetate added to autotrophic Euglena cultures changed the period length of the circadian rhythm of phototaxis. Phase shifts were induced by acetate pulses. Since transition from one metabolic state to another (autotrophic/mixotrophic) caused a phase shift or a period change, such effects possibly result from switching metabolic pathways. As suggested (Brinkmann, K., 1966. Planta 70 , 344–89), differences in the temperature responses of the rhythm in mixotrophic and autotrophic cells might also be caused by participation of different metabolic pathways with different Q¹⁰ values, e.g. dark reactions vs photochemical reactions. However the Q¹⁰ of a given dark reaction, e.g. protein synthesis, can differ in the 2 states. Therefore temperature experiments alone do not suffice for deciding whether the pathways include photochemical reactions, dark reactions, or both.     

Circadian Rhythm in Muscarinic Receptor Subtypes in Rat Forebrain

The binding of different ligands to muscarinic receptors in the centra) nervous system is regulated by several factors. Among these are the administration of drugs, disease, ontogeny or aging. Studies carried out in rat brains have demonstrated changes in the density of the muscarinic receptors at different times of the day. These changes might be related to variations in the circadian rhythms. In this work we have studied the binding of the [3H]-N-methyl-escopolamine, the agonist carbachol and the antagonist pirenzepine to muscarinic receptors in rat forebrains at 10.00,14.00,18.00,22.00,02.00 and 06.00 hr. We have observed changes in the density of muscarinic receptors but not changes in affinity to the radioligand. The Bmax values obtained by saturation studies were maximum at 14.00 hr and minimum at 02.00 hr (p < 0.05 Mann-Whitney's test). Inhibition studies in the presence of the non-selective agonist carbachol and the selective antagonist pirenzepine, at the same time-points, did not show statistically significant changes in the Bmax values. These data indicate that changes in the Bmax values are only observed in the total population of muscarinic receptors and are not due to modifications in the subtypes of muscarinic receptors nor to the different affinity states of agonist binding.     

Circadian Rhythm and Seasonal Variations in Basal cAMP Content of Rat Heart Ventricles

The cAMP content in rat heart ventricles was studied at 3-hr intervals during 24hr at different times of the year. A significant circadian rhythm in cAMP content was found. Time of the year reproducibly influenced the 24-hr mean, the amplitude as well as the peak value in cAMP in relation to circadian time.     

Resynchronization of the Circadian Corticosterone Rhythm After a Light/Dark Shift in Juvenile and Adult Mice

Most of the extensive literature concerning the resynchronization of circadian rhythms after a Zeitgeber shift is devoted to the dependence of resynchronization on the mode of the shift and the strength of the Zeitgeber, as well as on the circadian function investigated. Ontogenetic influences have rarely been investigated. Therefore, we studied the resynchronization of several circadian rhythms in juvenile and adult female laboratory mice. We present here the results concerning the corticosterone rhythm. The daily rhythms were determined as transverse profiles (2-h intervals) before as well as 3, 7, and 14 days after an 8-h phase delay of the light/dark cycle produced by a single prolongation of dark time. The corticosterone concentration in serum was determined radioimmunologically. In the control animals the daily patterns were bimodal, with main maxima at the end of the light time and secondary ones just after lights on. Ontogenetic differences were small. In adult mice the amplitude was slightly increased due to an increase in the maximum values, and the time of highest hormone concentrations was slightly phase advanced. In juvenile mice, a distinct daily pattern with a phase position in relation to the light/dark cycle corresponding to that of control animals was present on the 3rd day after the Zeitgeber shift. The daily mean as well as the minimum and maximum values increased initially and reached the values of control animals during the second week. In adult animals, a pronounced daily rhythm with the normal phase position was present only at the 7th postshift day. The amplitude, daily mean, and maximum values were decreased, and the minimum values were increased. The initial values were not reached even after 2 weeks. The results show that resynchronization was faster in juvenile mice compared with adult mice. As a possible cause for the observed age-related differences, a not yet stabilized phase-coupling between various circadian rhythms is supposed.     

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。