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背景与目的: 目前,新生儿和产科医疗保健技术有了很大发展,但国内外早产发生率并未下降。早产、低出生体重易发生围生期缺氧缺血等事件,很可能导致早产儿的脑损伤。据报道,美国每年出生63000个体重低于1500g的早产儿,其中10%-15%发生脑瘫等运动功能障碍[1],一部分患儿还会发生认知障碍等神经系统后遗症。 早产儿,尤其是32周以下的早产儿,易发生脑损伤,除与早产阻断了胎儿在宫内正常的脑发育过程而致脑发育极不成熟以及各种疾病作用有关外[2],还与营养因素有关。一方面,早产儿出生前宫内营养储备不足,是不成熟脑发生脑损伤的重要因素;另一方面,营养在早产儿出生后的神经发育中的作用也引起越来越多人的关注。如何让不可避免的早产患儿出生后能接近宫内的生长状态,使大脑及各个器官发育过程能够持续而稳定的进行,避免或减轻各个器官及系统发育不良,尤其是大脑发育不成熟带来的神经预后不良,人们更多的把解决这一难题的视线投向了早期的营养支持。 脑和神经组织约占体重2%左右,但其功能却处于极重要的地位。神经系统全方位调节与整合体内各个系统和器官的生理活动,这些生理活动的完成与其结构特点、化学构成和物质代谢密切相关。神经组织的固体成分主要是蛋白质和脂类,蛋白质约占固体成分的38%左右,脑蛋白质中含有大量谷氨酸。神经组织在发育过程中,细胞增生期和髓鞘化期相互交叉效应,髓鞘蛋白质主要是碱性蛋白和蛋白脂类蛋白。中枢髓鞘蛋白中,蛋白脂类蛋白所占比例可达50%[3]。Peter-J[4]研究表明,蛋白质对大脑发育起着重要影响,脑组织与相关酶、受体、肽类均由蛋白质组成。Stephens等[5]的研究中,124例超低出生体重儿,出生后蛋白质的摄入从第1周的1.8g/(kg.d)到第4周的3.5g/(kg.d),结果显示蛋白质的供给水平与校正年龄18月龄时智力发育指数(MDI)评分呈正相关,供给蛋白质每天增加1g/kg可提高MDI8.2分;并且较高的蛋白质摄入会降低生长落后的风险。 哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamyoin,mTOR),一种非典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,分子量大小约280kDa。mTOR信号通路对细胞的生长增殖起重要调节作用,在哺乳动物细胞内能感受能量水平、细胞外营养和生长因子等信号变化,在大脑的形成和发育、神经突触的发生、学习、记忆的形成中起重要作用[6-7]。本研究旨在探讨哺乳期高蛋白供给对受乳早产大鼠体格生长、学习记忆能力的影响,探索高蛋白干预是否通过mTOR表达影响早产大鼠学习记忆能力。 材料与方法: 1.研究对象分为4组:通过剖宫产获得SD早产大鼠,仔鼠由代乳母乳哺乳至21日龄,早产仔鼠和足月仔鼠共分为4组:早产高蛋白组(PH)、早产标准蛋白组(PC)、足月高蛋白组(TH)和足月标准蛋白组((TC)。代乳母鼠或者亲代母鼠予高蛋白饲料(30%蛋白),受乳仔鼠为早产高蛋白组,足月高蛋白组,同样,予标准蛋白饲料(18%蛋白)喂养,则仔鼠为早产或足月标准蛋白组,每组40只。从第22日龄起,各个实验组予标准蛋白饲料(含18%蛋白质)喂养至实验结束。 2.用Morris水迷宫实验测试早产大鼠学习记忆能力的水平。 3.用免疫组化方法检测PH、PC、TH和TC组早产大鼠海马(CA1区)mTOR表达变化,进行定位及半定量分析。 结果: 1.早产仔鼠组出生体重均小于足月仔鼠组;生后17、20天比较,早产高蛋白组体重高于早产标准蛋白组。 2.行为学实验结果:定位航行实验:⑴6周龄时,与足月大鼠比较,早产大鼠前2天逃避潜伏期无显著性差异,第3、4天逃避潜伏期足月组大鼠明显低于早产组大鼠(P<0.05)。⑵8周龄大鼠逃避潜伏期各组比较变化不显著(P>0.05)。空间探索实验:6周龄、8周龄大鼠原平台所在限象时间百分比PT(%)、原平台所在限象距离百分比D(%)和穿过平台次数的差异无统计学意义(P>0.05)。 3.免疫组织化学结果:⑴6周龄早产大鼠海马CA1区mTOR阳性细胞明显少于足月大鼠(P<0.05)。⑵8周龄足月高蛋白大鼠海马CA1区mTOR阳性细胞明显多于足月标准大鼠(P<0.05)。⑶6周龄、8周龄足月大鼠组组内比较和早产大鼠组组内比较均无统计学意义(P>0.05)。 结论: 1.哺乳期高蛋白喂养母鼠可促进受乳早产鼠生后早期体质量的增长,有助于早产鼠实现追赶生长。 2.早产大鼠学习能力水平低下,可能与mTOR表达有关。 3.哺乳期高蛋白饮食对改善早产鼠早期学习能力可能有一定的促进作用,但还需要进一步的研究证实。