水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠腦皮層電圖活動(dòng)及其功率譜的影響

王 銳，閆 琳，陸釗罡，彭曉東，曹秀琴，李 娟，林 楓，石 凱

麻黃堿(ephedrine)是從植物麻黃草中提取的生物堿，又稱麻黃素，也可通過化學(xué)合成制得。其為間接作用的擬交感神經(jīng)藥，對(duì)支氣管哮喘發(fā)作有預(yù)防和緩解作用，可治療鼻黏膜充血、腫脹引起的鼻塞，亦可用于低血壓[1]。含有麻黃堿的復(fù)方制劑有五百多種，臨床應(yīng)用十分廣泛，其有顯著的中樞興奮作用，長期使用可引起病態(tài)嗜好及耐受性，被納入我國二類精神藥品進(jìn)行管制[2]。因而降低其中樞神經(jīng)不良反應(yīng)，保證用藥安全,預(yù)防其使用中出現(xiàn)的急性或長期神經(jīng)精神性并發(fā)癥的方法，是重要的科學(xué)課題。水楊酸易透過血腦屏障。水楊酸麻黃堿(Ephedrine Salicylate)鹽是根據(jù)右旋水楊酸與偽麻黃堿相互作用，質(zhì)子結(jié)合成水楊酸麻黃堿結(jié)晶鹽，降低了麻黃堿的堿性，其是一種具有藥用價(jià)值的鹽類物質(zhì)[3]，但有關(guān)中樞神經(jīng)藥理作用的報(bào)道較少[4-5]。本文主要通過電生理方法研究水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠腦電活動(dòng)的影響，探討和評(píng)價(jià)其是否可降低中樞神經(jīng)興奮性，減輕中樞不良反應(yīng)。

1 資料與方法

1.1 一般材料:水楊酸麻黃堿 [寧夏大學(xué)能源化工實(shí)驗(yàn)室提供，批號(hào)20001021，熔點(diǎn)(mp) 136.5 ℃]，以生理鹽水配成所需要濃度。昆明種小鼠40只，體重(21.5±3.1)g，由寧夏醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心提供，雌雄各半，動(dòng)物合格證號(hào):SCXK (寧) 2005-0001。BL-410生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為四川成都泰盟科技有限公司出品。所有研究均遵循寧夏醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審查委員會(huì)相關(guān)規(guī)定。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法[6]:將小鼠隨機(jī)分成4組，每組10只。烏拉坦 0.21 mg/kg 腹腔注射麻醉，俯臥位，切開小鼠頭頂部皮膚及皮下組織，在冠狀縫后矢狀縫旁2～3 mm處安置鋼針電極，參考電極置于額竇部皮膚，其和BL-410生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接。各組分別腹腔注射(intraperitoneally，i.p.) 水楊酸麻黃堿25、50、100 mg/kg；對(duì)照組 i.p.等容積生理鹽水，記錄腦皮層電圖(ECoG)。使用BL-410生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)離線模式分析計(jì)算給藥前與給藥后5、15、30、60、90、120 min各組小鼠腦電總功率、主波頻率及頻率分配，并進(jìn)行比較。

2 結(jié)果

2.1 水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠ECoG總功率的影響:生理鹽水對(duì)照組小鼠在給藥后5 min和120 min與給藥前相比，腦電總功率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。水楊酸麻黃堿除100 mg/kg劑量組總功率在90 min降低外，其余各劑量組在觀察120 min過程中，總功率無改變，見表1。

表1 水楊酸麻黃堿給藥前及給藥后不同時(shí)間段對(duì)小鼠大腦皮層腦電總功率的影響

注：*與給藥前比較，P<0.05。

2.2 水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠ECoG主波頻率的影響:對(duì)照組小鼠ECoG主波頻率，給藥后各時(shí)間段與給藥前相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。水楊酸麻黃堿25 mg/kg劑量組可使小鼠ECoG主波頻率在給藥后各時(shí)刻均升高(P<0.05);50、100 mg/kg劑量組小鼠ECoG主波頻率在15、120min升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 水楊酸麻黃堿給藥前及給藥后各時(shí)間段對(duì)小鼠ECoG主波頻率的影響

注：*與給藥前比較P<0.05。

2.3 水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠ECoG頻率分配的影響：對(duì)照組小鼠ECoG頻率分配差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。水楊酸麻黃堿50 mg/kg劑量組對(duì)小鼠皮層腦電頻率分配有較明顯影響，主要表現(xiàn)為：δ頻段占總功率的比例于給藥后15～30 min明顯升高(P<0.05)，同時(shí)θ、α和β頻段比例降低(P<0.05)；δ+θ之和占總功率的比例升高(P<0.05)，α+β之和占總功率的比例降低(P<0.05)。水楊酸麻黃堿25 mg/kg劑量組在給藥后120 min時(shí)可致小鼠ECoG δ頻段占總功率的比例降低(P<0.05)，同時(shí)θ、α頻段比例升高(P<0.05)；δ+θ之和占總功率的比例降低(P<0.05)，α+β之和占總功率的比例升高(P<0.05)。水楊酸麻黃堿100 mg/kg劑量組在給藥后15 min時(shí)可致小鼠ECoG δ頻段占總功率的比例降低(P<0.05)，δ+θ之和占總功率的比例升高(P<0.05)，α+β之和占總功率的比例降低(P<0.05)，見表3。

表3 水楊酸麻黃堿給藥前及給藥后各時(shí)間段對(duì)小鼠ECoG頻率分配的影響

注：*與給藥前比較，P<0.05。

3 討論

本研究前期發(fā)表行為學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示[4]，麻黃堿高劑量組可使小鼠自主活動(dòng)數(shù)高于生理鹽水對(duì)照組，水楊酸麻黃堿各劑量組小鼠的自主活動(dòng)數(shù)均低于生理鹽水對(duì)照組；麻黃堿高、中劑量組對(duì)閾下劑量戊四氮致驚厥作用有明顯的協(xié)同作用，但水楊酸麻黃堿僅高劑量組對(duì)閾下劑量戊四氮致驚厥作用有協(xié)同作用。結(jié)果提示水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮作用較麻黃堿減輕。麻黃堿化學(xué)結(jié)構(gòu)引入水楊酸根的化學(xué)合成有望改善麻黃堿可致的中樞興奮性升高引起的不良反應(yīng)，故采用電生理方法研究，得到神經(jīng)電生理的證據(jù)可確認(rèn)并加深認(rèn)識(shí)。

EcoG可從暴露的皮層表面記錄發(fā)生在皮質(zhì)錐體細(xì)胞中的同步突觸后電位信號(hào)，其檢測是借助計(jì)算機(jī)，采用快速傅立葉轉(zhuǎn)換等方法，將原始腦波波幅隨時(shí)間的變化轉(zhuǎn)化為腦電功率隨頻率的變化，從而直接觀察α、β、θ、δ波頻段腦電波的分布與變化情況。腦電頻率變化是藥物作用及各種生理、病理狀態(tài)下腦電變化的主要特征[7]。腦皮層電圖有助于對(duì)腦電活動(dòng)進(jìn)行定量分析，從而使分析結(jié)果更加客觀。一般認(rèn)為，ECoG總功率、主波頻率和頻率分配反映一定的腦功能狀態(tài)，其總功率、主波頻率升高，提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性加強(qiáng)，反之則表示中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性下降。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，水楊酸麻黃堿各劑量組對(duì)腦電總功率未見有明顯影響。高、中劑量組小鼠腦皮層電圖主波頻率僅在15、120 min 2個(gè)時(shí)間點(diǎn)升高。與麻黃堿(其數(shù)據(jù)見作者另外一篇文章)對(duì)小鼠腦皮層電圖ECoG總功率、主波頻率大部分時(shí)間點(diǎn)升高相比，水楊酸麻黃堿可使小鼠腦皮層興奮性下降。另外，水楊酸麻黃堿高劑量組在給藥后15 min時(shí)，δ+θ頻段之和占總功率的比例升高，α+β頻段之和占總功率的比例降低，提示其中樞神經(jīng)興奮性下降；水楊酸麻黃堿中劑量組，δ+θ頻段之和占總功率的比例升高，α+β頻段之和占總功率的比例降低，也提示其中樞神經(jīng)興奮性下降。水楊酸麻黃堿低劑量組可使小鼠腦皮層電圖主波頻率升高，在給藥后120min時(shí)δ+θ頻段之和占總功率的比例降低，α+β頻段之和占總功率的比例升高，該劑量組提示其中樞神經(jīng)興奮性升高。

綜合行為學(xué)和腦皮層電圖定量分析數(shù)據(jù)，水楊酸麻黃堿對(duì)小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮作用較麻黃堿減輕。