★ 白黎明 白扇扇 崔小虎 張曉雙 (.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院腦病科 陜西 咸陽7000;.陜西中醫(yī)藥大學(xué) 陜西咸陽7046)
睡眠是恢復(fù)精力體力所必須的休息,睡眠剝奪(sleep deprivation)就是指各種原因所導(dǎo)致的睡眠減少或睡眠時間嚴(yán)重不足,是由于生理、病理因素或環(huán)境的影響而喪失了所需睡眠量的狀態(tài),睡眠剝奪可導(dǎo)致機體認(rèn)知功能的損害[1]。酸棗仁湯是由炒棗仁、茯苓、川芎、知母和甘草5味中藥組成,具有養(yǎng)心安神等功效?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明酸棗仁湯抗焦慮、鎮(zhèn)靜催眠和抗驚厥作用、廣泛地用于治療心悸、失眠等?。?]。本課題復(fù)制大鼠睡眠剝奪模型,考察酸棗仁湯對睡眠剝奪后大鼠學(xué)習(xí)記憶、病理學(xué)、海馬組織一氧化氮和一氧化氮合酶的影響。
1.1 動物 ♂SD大鼠,SPF級,體重(250±20)g。由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供,實驗動物質(zhì)量許可證號:SCXK(陜)2007-001。
1.2 藥品及試劑 SZRT水煎劑(炒酸棗仁15g,茯苓6g,川芎6g,知母6g,炙甘草3g)的所有藥材均購自陜西省藥材公司,煎煮后濃縮至2.1g生藥/mL的藥液,分裝后置4℃冰箱保存??捡R斯亮藍蛋白,NO,NOS測試盒,批號分別為20100108,20100113,20100113,均購于南京建成生物工程研究所。
1.3 器材 睡眠剝奪箱(自制);Y-迷宮(張家港市生物儀器廠)。KDC-160HR高速冷凍離心機(科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司);DM4000B LED智能型生物顯微鏡(德國Leica);GB-204型電子天平(瑞士梅特勒有限公司)。
1.4 分組、造模[3]、給藥 ♂SD大鼠,隨機分為大平臺對照組(對照組)、睡眠剝奪組(模型組)、SZRT高、中、低劑量組(21,10.5,5.25g生藥/kg)。連續(xù)7d進行睡眠剝奪,在睡眠剝奪箱(90 cm×70 cm×50 cm)中放置10個小平臺(直徑6.5 cm,高8.0 cm),平臺之間距離15cm,平臺周邊注滿水,水面距平臺面約1.0cm,大鼠在平臺上可飲食飲水,如果入睡就會落入水中,大鼠只能爬上平臺,這樣反復(fù)多次可達到睡眠剝奪的效果。對照組采用大平臺(直徑12cm,高8.0cm)作為對照,大鼠可以在大平臺上睡眠,入睡不會落入水中。對照組和模型組則灌服等體積的蒸餾水。SZRT高、中、低劑量組,造模期間每天ig SZRT水煎液,給藥體積l0mL/kg,連續(xù)給藥7d。
1.5 Y-maze[4]Y-maze主要應(yīng)用于動物的辨別性學(xué)習(xí),工作記憶及參考記憶的測試。它由一個中心區(qū)和其周圍連接的三條臂組成,每個臂的末端有發(fā)光源,發(fā)光臂為安全區(qū),反之。先將大鼠放入迷宮中適應(yīng)3~5min。采用隨機不休息法,安全區(qū)以無規(guī)則的次序變換開始時,對大白鼠所在支臂與另一支臂通電,動物在電擊下逃竄至燈光區(qū)后再保持l0s或30s為一次測試。然后動物所在支臂為下次測試的起始位置進行下一次測試。測試在第0d和7d進行??疾熘笜?biāo):(1)錯誤反應(yīng)次數(shù)(error number,EN):每個實驗日進行20次訓(xùn)練測試,一個實驗日完成所有反應(yīng)中錯誤反應(yīng)的次數(shù)。(2)主動回避率(Active avoidance reaction ratio,AAR ratio):大鼠在燈亮后但未通電的5s內(nèi)完成逃避反應(yīng)的次數(shù)占總反應(yīng)次數(shù)的百分率。安全區(qū)燈亮,電刺激尚未開始時,大鼠即逃往安全區(qū)表明大鼠已經(jīng)形成了明暗辨別條件反射。
1.6 HE 每組取3只大鼠ip 10%水合氯醛3.0mL/kg麻醉,開胸暴露心臟,將穿刺針通過左心室進入升主動脈,剪開右心耳,先快速灌注37℃生理鹽水250mL,再緩慢灌注新鮮配置的4℃含4%多聚甲醛的0.1mol/L的磷酸緩沖250mL,斷頭剝離顱骨,完整取出大腦,投入到4%多聚甲醛中固定。制備石蠟切片。HE染色觀察大鼠海馬CA1區(qū)形態(tài)學(xué)。
1.7 海馬NO含量和NOS活性 各組剩余大鼠斷頭取腦,取海馬,在4℃的生理鹽水中漂洗,除去血液,濾紙拭干,稱重,加入冷生理鹽水,于勻漿管中充分研碎,制成10%的腦組織勻漿,3000 r/min離心15min取上清液,硝酸還原酶法測定NO含量,化學(xué)比色法測定NOS活性。
2.1 Y-maze 結(jié)果見表1。由表1可見,造模前各組大鼠的EN和AAR ratio無顯著性差異(P>0.05)。造模第7d,與對照組比較,模型組EN明顯增多,AAR ratio明顯減少(P<0.01),與模型組相比,SZRT高劑量組EN明顯減少(P<0.05)。AAR ratio增多(P<0.01)。
表1 各組大鼠Y-maze實驗結(jié)果(ˉx±s,n=10)
圖1 各組大鼠海馬CA1區(qū)形態(tài)學(xué)(HE×200)
2.2 HE 結(jié)果見圖1。由圖1可見,對照組大鼠海馬CA1區(qū)可見緊密排列的錐體細胞。神經(jīng)細胞核仁、核膜清晰可見,胞漿染色正常;模型組大鼠海馬CA1區(qū)錐體細胞排列紊亂,部分神經(jīng)元大小不一,呈三角形或不規(guī)則形,胞漿嗜酸性增強,核固縮;SZRT組和模型組相比,神經(jīng)細胞核固縮減少,神經(jīng)元變性程度減輕,海馬CA1區(qū)完整錐體細胞數(shù)明顯增多。2.3 NO含量和NOS活性 結(jié)果見表2。由表2可見,與對照組比較,模型組大鼠海馬中NO含量和NOS活性提高(P<0.01);與模型組比較,SZRT高劑量組NO含量和NOS活性降低(P<0.05)。
表2 各組大鼠海馬NO含量和NOS活性的影響(ˉx±s,n=10)
隨著生活節(jié)奏的不斷加快和特殊部門工作的需要,睡眠剝奪是一種非常普遍的現(xiàn)象。睡眠可影響動物的行為和生理功能,如學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知能力[5]。睡眠剝奪日益危害人類健康,也是導(dǎo)致人體亞健康主要原因之一。睡眠剝奪對機體可造成危害,臨床及動物試驗均表明睡眠剝奪可引起一系列綜合癥:如消瘦,能量消耗增多,血清兒茶酚胺類激素增多,體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的紊亂和激素水平的異常,機體免疫功能下降及條件性致病菌感染機會增加等。海馬區(qū)神經(jīng)元的變化是學(xué)習(xí)記憶功能改變的基礎(chǔ)。NO是一種自由基氣體,參與腦內(nèi)許多生理病理過程,如腦血流調(diào)節(jié)、學(xué)習(xí)記憶形成等[6]。睡眠剝奪后可導(dǎo)致機體NO的增多,而NO具有促進睡眠的作用,引起疲勞感和睡意。NO可通過第二信使環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)消除氧自由基,保護腦細胞,但過量的NO又可激活氧自由基,損害腦細胞[7]。隨著睡眠剝奪時間不斷增加,可使誘導(dǎo)型NOS激活,產(chǎn)生大量具有神經(jīng)毒性的NO。前期本課題組研究結(jié)果提示酸棗仁湯可改善睡眠剝奪大鼠學(xué)習(xí)記憶,可能與抑制神經(jīng)細胞的凋亡和改變單胺類遞質(zhì)的含量,保護膽堿能系統(tǒng)和抗氧化作用有關(guān)[8-9]。本次實驗的結(jié)果表明復(fù)方酸棗仁湯可提高睡眠剝奪后大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,可能與降低NO含量,抑制NOS活性有關(guān)。而具體機制還需要進一步探索。
[1]Giam GCK.Effeets of sleep deprivation with reference to military operations[J].Annimals Academy of Medicine,1997,26(1):88-91.
[2]徐小平,胡銳,席志芳.復(fù)方酸棗仁湯的藥效學(xué)研究[J].西北藥學(xué)雜志,2002,17(5):210-213.
[3]范新六,李峰,宋月晗,等.加味四逆散對睡眠剝奪大鼠PFC和海馬CA3區(qū)NMDA受體表達的調(diào)節(jié)作用[J].世界中醫(yī)藥,2012,7(3):261-262.
[4]王躍春.Y-型電迷宮在大鼠學(xué)習(xí)記憶功能測試中的合理運用[J].中國行為醫(yī)學(xué)科學(xué),2005,14(1):69-70.
[5]VILLALOBOS C,ANDRADE R.Visinin-like neuronal calcium sensor proteins regulate the slow calcium-activated after-h(huán)yperpolarizing current in the rat cerebral cortex[J].J Neurosci,2010,30(43):14 361-14 365.
[6]馬婧怡,張萬鑫,陳虹,等.松果菊苷對血管性癡呆大鼠氧化應(yīng)激損傷的保護作用[J].中國藥理學(xué)通報,2014,30(5):638-642.
[7]郜紅利,涂星,盧映,等.土家苗藥夜關(guān)門對小鼠實驗性失眠的療效觀察與機制初探[J].中成藥,2014,36(2):63-66.
[8]張曉雙,,孫建寧,白黎明.酸棗仁湯對睡眠剝奪大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響及機制研究[J].中藥藥理與臨床,2014,30(4):8-11.
[9]張曉雙,白黎明,孫建寧.酸棗仁湯對睡眠剝奪模型大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響[J].中國藥房,2015,26(7):915-917.