镁对大鼠噪声性听力损失的防护作用

鄢开胜，崔万明，邱小雯，秦玉红

(大连医科大学附属第一医院耳鼻咽喉科，辽宁大连 116011)

镁对大鼠噪声性听力损失的防护作用

鄢开胜，崔万明，邱小雯，秦玉红

(大连医科大学附属第一医院耳鼻咽喉科，辽宁大连 116011)

目的 观察镁对大鼠噪声性听力损失的防护作用。方法 雄性SD大鼠24只随机分成3组，分别为低镁组100 mg/kg，适量镁组507 mg/kg及高镁组1 000 mg/kg，采用对喂法(pair-fed)喂养镁含量不同的人工半合成饲料，20 d后将大鼠暴露于强度为105 dB SPL，中心频率为4 kHz的倍频程噪声3 h后，检查其听性脑干反应(auditory brainstem response，ABR)和畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emissions，DPOAE)。结果 ABR阈移低镁组为14.2 ±1.7，适量镁组为24.3 ±3.1，高镁组为4.6 ±1.7，3 组间阈移值差异有显著性意义(P＜0.05)，3组 DPOAE 在噪声暴露前后幅值改变分别为低镁组19.0±3.8～20.0±4.5 dB，适量镁组12.0±3.0～14.5±3.5 dB，高镁组3.5±0.8～4.0±1.0 dB，3组间幅值改变差异有显著性意义(P＜0.05)。结论 适量镁能降低大鼠对噪声暴露后的敏感性，对噪声性听力损失有防护作用。

噪声性聋;镁;大鼠

噪声可引起耳蜗的缺血缺氧，长期接触噪声可引起噪声性听力下降。镁对缺血缺氧性脑损伤有保护作用［1］，镁对噪声的损害作用是否有防护作用还不确定。本实验通过检测膳食镁含量不同的大鼠在噪声暴露后的ABR和DPOAE，来探讨镁对噪声损害的防护作用。

1 材料和方法

1.1 研究对象

选用耳廓反射灵敏的健康雄性SD大鼠24只(由大连医科大学实验中心提供)，体重均为100 g左右，均用电耳镜及ABR 检测以排除中耳及听力学异常。随机分为 3组，每组 8只，采用对喂法(pair-fed)喂养镁含量不同的人工半合成饲料［2-3］，分组情况见表 1。

表1 3组大鼠饲料中镁含量Tab 1 The different dietary Magnesium of each group

人工半合成饲料(见AIN-93 purified diets for lab)的成分组成及其镁含量见表2，每个成分的镁含量均经过火焰原子吸收光谱法测量。

表2 人工半合成饲料的各成分组成及其镁含量Tab 2 The man-made dietary composition and its Magnesium content

3组饲料除镁含量不同外，其他各种成分均一致。3组大鼠均自由饮用含氯化钠0.14 g/L的去离子水溶液。

1.2 方 法

将大鼠按照上述方法喂养20 d后置于通风良好的暴露箱内进行噪声刺激。噪声由噪声发生器(B＆k 1405)产生，经功率放大器(FJG6001)后，输入扬声器。扬声器置于箱内侧壁和顶壁，噪声中心频率为4 kHz的倍频程噪声，强度为105 dB SPL，刺激时间为3 h。

1.3 检测指标

所有大鼠在暴露噪声前和暴露噪声后24 h进行听力学检测。

采用10%水合氯醛0.3 mL/100g作腹腔注射麻醉，在隔音的电屏蔽室内行ABR测试(美国Nicolet公司spiritTM诱发电位仪)。记录电极置于双侧外耳道连线的颅顶正中皮下，参考电极置于记录侧耳垂，公共电极置于鼻尖部皮下。刺激声为0.10 ms交替短声(click)，带通滤波100～3 000 Hz，扫描时间10 ms，刺激声重复率11次/s，叠加300次，极间电阻＜5 kΩ。以ABRⅢ波来判定反应阈阈值。

DPOAE测试采用otodynamic公司生产的ILO92型耳声发射仪，测试DPOAE时将其探头插入被测大鼠外耳道内，尽量对合严密。运行探头校准程序，确认探头放置良好后开始测试。两初始纯音频率比为 f2/f1=1.22，f2分别为 1、2、4 和 6 kHz，初始音强度L1=65 dB SPL，L2=55 dB SPL，叠加 150次，DPOAE的幅值以大于本底噪声3 dB作测出反应的判断标准，记录各频率2f1-f2处的DPOAE幅值。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 ABRⅢ波反应阈

3组大鼠的ABRⅢ波反应阈阈移见表3。3组之间的组间差异具有显著性意义(P＜0.05)。

2.2 DPOAE 在 f2为 1、2、4、6 kHz时2f1-f2的幅值

噪声暴露前后3组大鼠的DPOAE幅值出现差异，在测试的各个频率上低镁组的差异值范围是19.0±3.8 ～20.0 ±4.5 dB，适量镁组是 12.0 ±3.0 ～14.5 ±3.5 dB，而高镁组是 3.5 ±0.8 ～4.0 ±1.0 dB，低镁组和适量镁组暴露前后的差异具有显著性意义(P＜0.05)，而高镁组暴露前后无明显差异(P＞0.05)。比较各组间暴露前后DPOAE幅值的改变，3组之间差异具有显著性意义(P＜0.05)，见图1。

3 讨 论

噪声危害已成为当今世界各国主要的危害之一，噪声性耳聋的发病率也居高不下，噪声性耳聋的防治已成为各国学者关注和研究的重要课题。谋求增加受噪者自身潜在的抗击噪声危害的能力和减低对人耳最有害噪声刺激，从而进行预防是各国学者研究的热点。

表3 3组大鼠噪声暴露前后发生的ABRⅢ波反应阈阈移Tab 3 The threshold shift of ABRⅢ wave in rats after noise exposure (dB SPL，±s)

表3 3组大鼠噪声暴露前后发生的ABRⅢ波反应阈阈移Tab 3 The threshold shift of ABRⅢ wave in rats after noise exposure (dB SPL，±s)

1)与适量镁组和高镁组比较，P＜0.05;2)与高镁组比较，P＜0.05

ABR噪声暴露前 噪声暴露后 阈移适量镁组 8 32.7 ±2.1 46.9 ±1.9 14.2 ±1.72)组别 例数(只) 阈值(dB SPL)33.8 ±2.6 38.4 ±1.5 4.6 ±1.7低镁组 8 34.3 ±2.9 58.6 ±3.1 24.3 ±3.11)高镁组8

图1 3组大鼠噪声暴露前后发生的DPOAE的幅值改变Fig 1 The DPOAE amplitude change of each group after noise exposure

本研究发现，大鼠膳食中镁含量不同时，稳态噪声对其听力的损害结果不一样。无论是ABR还是DPOAE结果均显示低镁组听力受损较高镁组明显。同时发现，大鼠在喂养不同镁含量膳食后听力并不受影响。这说明膳食中镁含量的下降并不能损伤听力，但是能增加大鼠对噪声的敏感性。

已有学者研究发现噪声可引起内耳血管收缩，导致内耳微循环改变，还可引起耳蜗核和大脑皮层不同区域的血流减少，引起组织缺血和缺氧［4-5］。Puel等［6-8］观察到在缺血、缺氧、噪声刺激等条件下，表现为兴奋性神经递质谷氨酸在耳蜗内毛细胞与传入神经间的突触中过度堆积，产生兴奋性毒性，导致内毛细胞及其后突触、传入神经纤维空泡形成、肿胀、变性。研究表明，谷氨酸的神经毒性作用主要是因突触后膜上的谷氨酸类受体被过度激活所致，AMPA受体及KA受体与钠通道耦合，过度激活AMPA受体及KA受体引起Na+大量内流，Cl-被动内流，渗透压失衡，细胞外液进入细胞，细胞肿胀，细胞膜破裂，最终可导致细胞死亡;过量Glu过度激活突触后膜NMDA受体，Ca2+通道病理性开放，引起大量Ca2+内流;通过AMPA/KA受体耦合通道进入细胞内的Na+增加，使膜持续去极化，启动电压依赖性Ca2+通道开放，Ca2+内流增加，代谢库中的Ca2+也释放，细胞内Ca2+超载，加重对内耳的损害。

在体内，镁离子对声损伤的保护性作用可能与以下机制有关:(1)镁离子是钙离子的天然拮抗剂［9-10］。镁调节细胞膜对钙摄入，从而调节细胞内钙的浓度，并可与钙竞争蛋白激酶上的结合位点，从而影响钙介导的介质释放。(2)细胞内镁离子被认为是一种内源性的NMDA受体拮抗剂［10］。它以电压依赖方式通过阻断NMDA偶联的离子通道，防止Na+、Ca2+内流，K+外流。谷氨酸和镁都可调节NMDA受体的活性，如果谷氨酸增加或者镁浓度下降，NMDA受体的活性上升;如果镁浓度增高，谷氨酸下降，NMDA受体的活性就下降。NMDA受体激活后，Ca2+进入细胞的通道开放。(3)镁离子能维持细胞膜的通透性。有实验证明缺镁增加细胞膜渗透性。细胞内电解质成分改变，镁、钾减少，而钙、钠增加。细胞内离子浓度的变化既增加离子转运率又增加耗能。加之，噪声刺激也能增加耗能，致使能量耗竭，毛细胞损伤［12-13］。

本实验结果表明缺镁增加噪声造成的听力损失，适当补充镁能对这种损害起防护作用。但是本实验的样本量较小，在大样本是否存在这一趋势，有待于适当增大样本数来进一步认证。怎样在暴露噪声时给予镁预防和治疗听力损失，暴露噪声后耳蜗毛细胞有哪些微观改变，以及听力损失后给予镁治疗是否可恢复病变的毛细胞功能，这些问题也都有待进一步研究探讨。

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Preventive effects of Magnesium on noise-induced hearing loss in rats

YAN Kai-sheng，CUI Wan-ming，QIU Xiao-wen，QIN Yu-hong
(Department of Otolaryngology，the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University，Dalian116011，China)

［Abstract］ObjectiveTo investigate the preventive effects of magnesium on noise-induced hearing loss in rats.MethodsTwenty-four Sprague Dawley male rats were divided into three groups，8 each and fed with man-made dietary.The rates in the first group were fed Mg deficient diet(100 Mg mg/kg diet)，in the second group were fed Mg adequate diet(507 Mg mg/kg diet)，while in the third group fed Mg excess diet(1000 Mg mg/kg diet).After 20 days adaptation to pair-fed，a acoustic trauma experiment was carried on.All rats were exposed to octave band noise with a central frequency of 4 kHz，105 dB SPL，for 3 h.Auditory brainstem response(ABR)，distortion product otoacoustic emissions(DPOAE)was recorded.ResultsComparing the ABR threshold，the change of DPOAE of the third group with those of the first group and the second group after exposing to noise，the difference between them were all significant statistically.ConclusionMg deficiency could increase the susceptibility of rats to noise damage.

［Key words］noise-induced hearing loss;Magnesium;rat

R764.43

A

1671-7295(2013)02-0127-03

鄢开胜，崔万明，邱小雯，等.镁对大鼠噪声性听力损失的防护作用［J］.大连医科大学学报，2013，35(2):127 -129，153.

10.11724/jdmu.2013.02.07

鄢开胜(1973-)，男，湖北黄梅人，主治医师。E-mail:yks2001@hotmail.com

秦玉红，主任医师。E-mail:dryuhong@sina.com

2012-12-25;

2013-01-28)