应激是指机体在受到体内外各种非特异性因素(应激原)的刺激时所出现的机能障碍和防御反应。环境温度的变化常可引起机体生理功能的改变,两者之间关系密切。在人们生活的环境中,寒冷是一种重要的外部应激因素,不仅可以造成机体冻僵、冻伤等损害,还可以损伤机体的运动、心血管、免疫以及神经系统等多个系统,诱发相关疾病。因此,研究寒冷对机体的影响具有十分重要的临床意义。长期以来,人们对寒冷应激的研究多集中在皮肤的损伤、心血管疾病、呼吸系统疾病和代谢性疾病等方面。研究发现,寒冷暴露可使人的认知能力下降。我们推测慢性寒冷暴露也可能会对小鼠的中枢神经系统产生损害。哺乳动物的海马位于大脑的颞叶内,是中枢神经系统的重要组成部分,在学习和记忆形成等生理过程中起着十分重要的作用。基于海马具有学习、记忆等重要的生理功能,我们对慢性寒冷暴露是否会导致小鼠海马损伤进行了研究。同时,在建模的过程中,通过实验手段探讨了慢性寒冷暴露对小鼠心肌及脑血管的影响。所以本研究分为两个部分,第一部分:对成年小鼠进行慢性寒冷暴露后检测小鼠海马应激损伤的情况并对其机制进行探讨;第二部分:对成年小鼠进行慢性寒冷暴露后观察小鼠心肌及脑血管的改变并对其机制进行分析。通过这两部分的研究更加系统地分析慢性寒冷暴露对机体的影响,研究结果对揭示寒冷所致相关疾病的病因以及临床治疗具有良好的启示意义。同时,对在极端寒冷环境中的运动成绩和军事生存等方面也有着重要的意义。目的:(1)探讨慢性寒冷暴露对小鼠海马应激损伤的影响及其相关机制;(2)探讨慢性寒冷暴露对小鼠心脏及脑血管的影响,以及寒冷诱导心脑血管疾病的相关机制。方法:选择生后90~120d的成年雄性小鼠,随机分为对照组和寒冷暴露组,每组各30只,共计60只小鼠。寒冷暴露组小鼠放置在温度为-1~4℃的环境中饲养30d,从而建立慢性寒冷暴露模型。对照组小鼠放置在室温为20~25℃的环境中饲养。采集各组小鼠血液样本利用化学发光微粒子免疫分析技术检测血清雌激素水平;收集各组小鼠大脑用于免疫组织荧光染色和Western-blot蛋白半定量分析以对海马损伤进行研究;测量心脏指数(heart mass index,HMI);采用血细胞分析仪检测血常规参数;HE染色法观察心肌细胞形态;墨汁灌注法观察脑血管体密度。结果:(1)慢性寒冷暴露可诱导小鼠海马CA1区神经细胞氧化应激、炎症损伤增多(P<0.01),细胞凋亡及自噬表达上调(P<0.01)等改变,明显诱发海马应激损伤。同时,慢性寒冷暴露后小鼠海马CA1区神经免疫细胞表达增多(P<0.01),血清雌激素水平及海马CA1区雌激素受体GPR30表达的阳性细胞密度均明显增加(P<0.01),提示神经免疫细胞、雌激素及其受体GPR30可能参与了寒冷应激反应。(2)慢性寒冷暴露可诱导小鼠心肌肥厚,脑血管体密度减少,白细胞、淋巴细胞、红细胞和血小板数目明显增多,对心脏和脑血管造成损伤。同时,血清中雌二醇激素水平升高,提示它可能对心血管系统具有保护作用。结论:(1)慢性寒冷暴露可通过促进细胞损伤和凋亡而对小鼠海马造成损伤,这与神经免疫细胞参与寒冷应激反应过程密切相关。此外,雌激素的调节可能起到了重要的保护作用。(2)慢性寒冷暴露可导致心脏和脑血管的结构和功能改变,这与雌激素直接参与寒冷应激反应过程密切相关。