己酮可可堿對(duì)心肌梗死后抑郁大鼠的行為學(xué)特征變化的作用研究

張文潔 徐雅

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己酮可可堿對(duì)心肌梗死后抑郁大鼠的行為學(xué)特征變化的作用研究

張文潔 徐雅

目的 研究心肌梗死大鼠使用前炎癥細(xì)胞抑制劑己酮可可堿后行為學(xué)特征的變化，為研究心肌梗死后抑郁的發(fā)生機(jī)制及心腦與神志的關(guān)系提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法 采用結(jié)扎大鼠心臟左冠狀動(dòng)脈前降支的方法制作心肌梗死大鼠模型，采用ELISA試劑盒檢測(cè)血漿中腫瘤壞死因子α的濃度；采用曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)觀察心肌梗死大鼠使用己酮可可堿后的行為學(xué)變化特征。結(jié)果 大鼠心肌梗死后4周，與模型組相比，己酮可可堿組的腫瘤壞死因子α水平明顯降低，活動(dòng)總路程、總時(shí)間、直立次數(shù)、爬壁次數(shù)均明顯增多，不動(dòng)時(shí)間明顯減少(P<0.05)。結(jié)論 己酮可可堿可以阻斷心肌梗死后所誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)；心肌梗死后大鼠出現(xiàn)活動(dòng)度下降，對(duì)新鮮環(huán)境的好奇程度下降及行為絕望等行為學(xué)改變。提示心肌梗死后大鼠存在抑郁癥狀，心與神志在病理上存在一定聯(lián)系。使用己酮可可堿后大鼠的抑郁癥狀得到一定程度的緩解，提示急性心肌梗死后抑郁與炎癥反應(yīng)相關(guān)。

心肌梗死； 己酮可可堿； 抑郁； 炎癥反應(yīng)

據(jù)統(tǒng)計(jì)心血管疾病的致死率大約占所有死亡的30%，而隨著人口老齡化的增長(zhǎng)其風(fēng)險(xiǎn)也在增加。急性心肌梗死是心血管疾病的主要形式，與很多因素有關(guān)，其中強(qiáng)烈的情志刺激和腦血管意外可引起心電圖的變化及鈣蛋白的釋放，提示存在心肌溶解[1]。另有研究表明伴有抑郁的患者發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[2]。抑郁對(duì)于心肌梗死的死亡率是一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素[3]。心肌梗死后抑郁的發(fā)生也為中醫(yī)“心主神明”的理論提供了依據(jù)，印證了心有主司人的精神、意識(shí)、思維及心理活動(dòng)的功能,即心主神明。當(dāng)抑郁和心血管疾病同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，發(fā)病率和死亡率的增加提示二者之間可以相互影響。而二者相互作用的機(jī)制尚不明確。急性心肌梗死所誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可引發(fā)內(nèi)皮包括血腦屏障的變化[4]。抑郁患者和心肌梗死患者細(xì)胞因子的水平都會(huì)增高，而使用抗抑郁藥物后可以降低炎癥介質(zhì)的水平[5]。由此推測(cè)炎癥反應(yīng)與心肌梗死后抑郁的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。本研究以急性心肌梗死大鼠模型為切入點(diǎn)，使用前炎癥細(xì)胞抑制劑己酮可可堿(Pentoxifylline，PTX)阻斷心肌梗死后所誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，之后觀察心肌梗死大鼠的行為學(xué)特征變化，為心肌梗死后抑郁發(fā)病機(jī)制及臨床治療心血管病后神志異常提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

Wister成年健康清潔級(jí)雄性大鼠100只，體重180～200 g，購(gòu)于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司(批號(hào)：2013111247081)，所有大鼠均置于標(biāo)準(zhǔn)條件下飼養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)環(huán)境1周后，隨機(jī)分為3組：模型組(n=40),PTX組(n=40)，假手術(shù)組(n=20)。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

心電圖解析系統(tǒng) SP-2006( 北京軟龍生物技術(shù)有限公司) ；曠場(chǎng)試驗(yàn)裝置( 北京軟龍生物技術(shù)有限公司)；強(qiáng)迫游泳裝置(自制裝置)；ELISA試劑盒(批號(hào)：E-EK3822)購(gòu)于聯(lián)科生物技術(shù)有限公司。

1.3 制備心肌梗死模型[6]。

(1)10%的水合氯醛(0.35 mL/kg)麻醉大鼠，仰臥位固定于鼠板上。術(shù)前采用心電圖解析系統(tǒng)SP-2006記錄大鼠標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖。(2)在胸骨左緣捫及心臟搏動(dòng)處縱行切開(kāi)皮膚3 cm，以止血鉗逐層鈍性分離皮下組織、肌肉，于第四肋間開(kāi)胸，擠壓暴露心臟，在肺動(dòng)脈圓錐和左心耳之間，以左冠狀靜脈主干為標(biāo)志,用棉簽撥起左心耳,于左心耳根部下方2～3 mm處用6/0縫線結(jié)扎，迅速將心臟送回胸腔，并擠出胸腔內(nèi)氣體，待心率及呼吸平穩(wěn)后以縫合線縫合并關(guān)閉胸腔。傷口處使用青霉素防止后期感染。整個(gè)開(kāi)胸時(shí)間不超過(guò)30秒。(3)術(shù)后監(jiān)測(cè)大鼠的心電圖。模型成功的標(biāo)志是心電圖Ⅱ?qū)?lián)ST段呈明顯弓背向上抬高，持續(xù)時(shí)間超過(guò)30分鐘[7]。假手術(shù)組不結(jié)扎冠脈只置手術(shù)線，其余步驟同模型組。將實(shí)驗(yàn)后動(dòng)物放回籠中飼養(yǎng)。PTX組大鼠于術(shù)后連續(xù)7天給予0.2 mL/100 g PTX。

1.4 行為學(xué)實(shí)驗(yàn)

1.4.1 曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)[8]用于測(cè)定大鼠自發(fā)活動(dòng)。該裝置由不透明的材料做成，底面為80cm×80cm的正方形，被等分為9個(gè)正方形方格，四周為50cm高的墻壁。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行2次，分別于術(shù)前、術(shù)后第4周進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)將大鼠置于中心方格內(nèi)，記錄大鼠在5分鐘內(nèi)活動(dòng)的總路程和總時(shí)間，及后肢直立次數(shù)、直立時(shí)間和爬壁次數(shù)。

1.4.2 強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)[9]用于測(cè)定大鼠絕望行為。大鼠被放置在透明的圓柱狀塑料泳池中(45 cm高×25 cm直徑)，水深30 cm，水溫維持在22℃～25℃，大鼠連續(xù)測(cè)定2天(術(shù)后14天測(cè)定15分鐘，術(shù)后15天測(cè)定5分鐘)，記錄大鼠不動(dòng)的時(shí)間。

1.5 生化指標(biāo)檢測(cè)

采用ELISA法檢測(cè)血漿中TNF-α水平。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠血漿中TNF-α水平比較

各組大鼠血漿中炎癥因子TNF-α濃度經(jīng)正態(tài)檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布，采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。與假手術(shù)組比較，模型組TNF-α的濃度明顯增多 (P<0.05)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明心肌梗死與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。和模型組相比，PTX組的TNF-α的濃度明顯減少(P<0.05 )，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明PTX對(duì)于炎癥反應(yīng)有明顯的抑制作用。見(jiàn)表1。

表1 術(shù)后各組大鼠血漿中TNF-α濃度

注：與假手術(shù)比較：aP<0.05。與模型組比較，bP<0.05。

2.2 各組大鼠曠場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果比較

各組大鼠五項(xiàng)行為指標(biāo)經(jīng)正態(tài)檢驗(yàn)，均符合正態(tài)分布。方差齊性檢驗(yàn)中，大鼠活動(dòng)總路程、直立時(shí)間P>0.05，因此組間兩兩比較采用LSD法；其他三項(xiàng)行為指標(biāo)(P均小于0.05)，因此組間兩兩比較采用Dunnetts法。與假手術(shù)組相比，模型組的活動(dòng)總路程、總時(shí)間、直立次數(shù)、直立時(shí)間、爬壁次數(shù)均明顯減少(P<0.05 )，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明心肌梗死后大鼠的活動(dòng)度以及對(duì)外界環(huán)境的好奇程度明顯下降，提示心肌梗死大鼠出現(xiàn)抑郁癥狀。與模型組相比，PTX組的活動(dòng)總路程、總時(shí)間、直立次數(shù)、直立時(shí)間、爬壁次數(shù)均明顯增多(P<0.05)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明大鼠的抑郁癥狀得到一定程度的緩解，提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應(yīng)有一定關(guān)聯(lián)。見(jiàn)表2。

2.3 各組大鼠強(qiáng)迫游泳結(jié)果比較

各組大鼠不動(dòng)時(shí)間經(jīng)正態(tài)檢驗(yàn)，均符合正態(tài)分布，方差齊性檢驗(yàn)中P=0.135>0.05,因此組間兩兩比較采用LSD法。實(shí)驗(yàn)處理對(duì)三組大鼠不動(dòng)時(shí)間有影響(F=16.02，P=0.00<0.05)。與假手術(shù)組比較，模型組的不動(dòng)時(shí)間明顯增多(P<0.05)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明大鼠出現(xiàn)絕望行為，提示心肌梗死大鼠出現(xiàn)抑郁癥狀。和模型組相比，PTX組的不動(dòng)時(shí)間明顯減少(P<0.05 )，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明心肌梗死大鼠抑郁癥狀得到緩解，提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應(yīng)有關(guān)聯(lián)。見(jiàn)表3。

表3 術(shù)后各組大鼠強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)行為指標(biāo)

3 討論

患有急性心肌梗死的患者具有很高的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)各類(lèi)并發(fā)癥，其中抑郁是最常見(jiàn)的一種。心肌梗死后新發(fā)抑郁患病率36.6%～60% , 其抑郁程度與死亡率之間存在線性關(guān)系[10]，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量而且直接影響其健康和預(yù)后[11]。鑒于抑郁對(duì)急性心肌梗死預(yù)后的影響，心肌梗死后抑郁的治療應(yīng)得到重視。然而，心血管疾病最佳的治療方案通常對(duì)抑郁不發(fā)揮主要作用。因此，有關(guān)急性心肌梗死和抑郁之間惡性循環(huán)的機(jī)制以及找到一種更有效的治療方案受到越來(lái)越多的關(guān)注。

表2 術(shù)后各組大鼠曠場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)行為指標(biāo)

注：與假手術(shù)比較aP<0.05。與模型組比較，bP<0.05

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)建立于解剖基礎(chǔ)之上的心的功能雖不能與中醫(yī)的五臟之心不同，但心腦無(wú)論是從生理上還是從病理上都存在一定聯(lián)系。腦神為用，心神為體，神志活動(dòng)的產(chǎn)生，是由心而達(dá)于腦，由腦而發(fā)露于外，心神與腦神具有密切相關(guān)的生理機(jī)制，但是其中蘊(yùn)含的生理機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。本研究試圖從心肌梗死后抑郁大鼠的行為學(xué)變化特征來(lái)揭示心腦與神志之間的關(guān)系。

本研究通過(guò)結(jié)扎大鼠左冠狀動(dòng)脈前降支制作心肌梗死大鼠模型，采用2個(gè)經(jīng)典的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)——曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察大鼠心肌梗死后的行為學(xué)變化特征，使用前炎癥細(xì)胞因子合成阻斷劑PTX阻斷其炎癥反應(yīng)來(lái)觀察其神志損害程度是否有所改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明心肌梗死后大鼠出現(xiàn)神志異常，而前炎癥細(xì)胞抑制劑PTX可通過(guò)阻斷心肌梗死后所誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)改善心肌梗死大鼠的抑郁癥狀。這提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應(yīng)密切聯(lián)系。炎癥可能是心肌梗死后抑郁的潛在治療靶點(diǎn)。而炎癥反應(yīng)在心肌梗死后抑郁中的機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。隨著人口老齡化的發(fā)展，患心肌梗死的人群也會(huì)隨之增長(zhǎng)，伴有抑郁癥狀的患者也會(huì)增多。對(duì)于心肌梗死后抑郁發(fā)生機(jī)制的研究，可為臨床治療心血管和精神方面的疾病提供依據(jù)。

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(本文編輯：蒲曉田)

Effect of pentoxifyline on behavioral characteristics changes in depression rats after myocardial infarction

ZHANGWen-jie,XUYa.

SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100029,China

XUYa,E-mail:xuya@bucm.edu.cn

Objective To investigate the behavior changes of rats after acute myocardial infarction after using the proinflammatory cytokine synthesis blocker - PTX (pentoxifylline), so as to provide the experimental basis for the treatment and further study on the mechanism of depression after acute myocardial infarction. Methods The rats were given thoracotomy and left front descending coronary artery ligation while sham ligation control rats received thoracotomy without ligation. Tumor necrosis factor - TNF-α in plasma was detected by ELISA kit; Open-field test and forced swimming test were evaluated 4 weeks after surgical operation. Results Compared with the model group，TNF-α level of PTX group was significantly lower. The activity, the score of horizontal movement, total time, vertical movement times and climbing times of PTX group were significantly increased and the immobility time was significantly reduced (P<0.05). Conclusion PTX could block the inflammatory induced by myocardial infarction. After myocardial infarction, the rats decreased activity, lost interests in new environment and behavioral despair, all of which indicated the symptoms of depression and indicated that there was a connection between heart and consciousness in pathology. To some extent, the depressive symptoms after acute myocardial infarction relieved after using the PTX, which indicated that the depression after acute myocardial infarction was associated with inflammation.

Myocardial infarction; Pentoxifylline; Depression; Inflammation

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81072713)

100029 北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院[張文潔(碩士研究生)，徐雅]

張文潔(1988- )，女，2012級(jí)在讀碩士研究生。研究方向：心腦神志相關(guān)理論的實(shí)驗(yàn)研究。E-mail:joezuoyou@163.com

徐雅(1972- )，女，博士，副教授。研究方向：中醫(yī)藏象理論-心腦臟腑相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)研究。E-mail：xuya@bucm.edu.cn

R542.2+2

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2015.05.005

2015-03-23)