槐定堿致大鼠驚厥作用的研究
【摘要】 目的 觀察槐定堿(sophoridine)致驚厥大鼠清醒核團(tuán)腦電變化,探討槐定堿致驚厥作用特點(diǎn)。方法 采用慢性埋藏電極記錄清醒狀態(tài)大鼠核團(tuán)腦電的方法,觀察槐定堿致驚厥的腦電特點(diǎn)并確定驚厥原發(fā)部位。結(jié)果 杏仁核(amygdale)和海馬(hippocampus)腦區(qū)對(duì)于槐定堿致驚厥作用敏感。杏仁核或(和)海馬-內(nèi)嗅皮層-顳葉皮層通路可能是槐定堿致驚厥樣放電擴(kuò)布到整個(gè)皮層的主要途徑。結(jié)論 杏仁核或(和)海馬內(nèi)部異常放電在槐定堿致驚厥作用中起重要作用。
【關(guān)鍵詞】 苦豆子;槐定堿;腦電波;驚厥;戊巴比妥鈉
Abstract: Objective To explore the epileptic seizurelike effect of Sophoridine on electroencepholography (EEG) and its possible characteristic and the mechanism.Methods Chronic electron implantation was employed for the intracranial electroencepholography (IEEG) recording in conscious rats in the medial perforant path(PP)area,the granule cells layer in hippocampus dentate gyrus(DG),the pyramidal cell layer in hippocampus,the basolateral amygdale(BLA) and the temporal cortex (TC) area. Results Cells in BLA and/or in hippocampus were more sensitive in the kindling effect by Sophoridine administration. BLA and/or hippocampus PPTC pathway might play the crucial role in the propagation of the Sophoridineinduced seizure. Conclusion Sophoridineinduced synchronous oscillations in the BLA and hippocampus could elicit the generation and development of seizure. And the BLA and/or hippocampus might play the crucial roles and be the original part of the seizure.
Key words:Sophora alopecuroides L.; sophoridine; EEG; seizure;barbital sodium
槐定堿(Sophoridine)是豆科槐屬植物苦豆子(Sophora alopecuroides L.)、苦參(Sophora flavescens Ait.)及廣豆根(Sophora subprostrata Chun et T. Chen)等中草藥的活性成份[1]。槐定堿可產(chǎn)生中樞興奮作用,并誘發(fā)驚厥樣表現(xiàn)[2-3]。目前對(duì)槐定堿致驚厥作用的原發(fā)部位尚不清楚。為了進(jìn)一步研究槐定堿對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用特點(diǎn),為其合理安全臨床用藥提供藥理學(xué)基礎(chǔ)研究,本實(shí)驗(yàn)采用慢性埋藏電極記錄清醒大鼠核團(tuán)腦電(intracranial electroencepholography,IEEG )的方法[4],觀察槐定堿致驚厥大鼠的EEG特點(diǎn),并判斷其致驚厥作用的原發(fā)部位。
1 材料和方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 醫(yī)學(xué)論文發(fā)表網(wǎng)站
雄性SD大鼠,體重160~220g。由寧夏醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,許可證號(hào):SCXY(寧)2005-0001。
1.2 藥品
槐定堿純度不低于98.0%,購(gòu)于寧夏鹽池制藥廠(批號(hào):021180),戊巴比妥鈉 (Barbital sodium,Sigma),以生理鹽水配制成溶液待用。
1.3 主要儀器
大鼠腦立體定位儀(長(zhǎng)春鍛壓設(shè)備廠);AH-2型微型電鉆(浙江寧波)。自制鎳鉻絕緣絲為材料的記錄電極及連線裝置(電極直徑0.17mm)。BL-420+生物電信號(hào)采集分析系統(tǒng)(成都泰盟科技)。
1.4 方法
1.4.1 慢性電極埋植
1)海馬齒狀回、穿行通路和顳葉皮層同步記錄:大鼠6只,ip 30mg/kg戊巴比妥鈉實(shí)施麻醉后,將大鼠俯臥于腦立體定位儀上,沿大鼠頭頂正中線做矢狀切口,暴露前、后囟及冠狀縫、矢狀縫等骨性標(biāo)志。依據(jù)圖譜[5],分別埋植電極于海馬齒狀回(dentate gyrus ,DG)顆粒細(xì)胞層[前囟后3.5mm,旁開2.0mm,電極長(zhǎng)度(3.0±0.2)mm];內(nèi)側(cè)穿行通路[medial perforant path,PP, 前囟后7.8mm,旁開4.0mm,電極長(zhǎng)度(3.2±0.2)mm];顳葉皮層[temporal cortex, TC, 前囟后7.0mm,旁開6.1mm,電極長(zhǎng)度(4.5±0.2)mm]。人字縫后1.5~2.0mm、旁開2.0~3.5mm植入電極裝置作為記錄腦電波的公共地線。依文獻(xiàn)確定電極所處DG和PP的位置[6],即刺激PP區(qū)域,待DG處記錄特征波形后,即為電極在DG顆粒細(xì)胞層和PP的準(zhǔn)確定位。醫(yī)用齒科水泥固定電極裝置,消毒處理手術(shù)創(chuàng)面,清醒后常規(guī)分籠飼養(yǎng),術(shù)后7d 記錄IEEG。
2)海馬錐體細(xì)胞層和杏仁核同步記錄 大鼠6只,同前法麻醉、固定。依據(jù)圖譜[5],分別埋植電極于海馬CA3區(qū)錐體細(xì)胞層[(前囟后3.8mm,旁開3.0mm,電極長(zhǎng)度(3.5±0.2)mm];杏仁基底外側(cè)核[(the basolateral amygdale,BLA,前囟后2.8mm,旁開4.9mm,電極長(zhǎng)度(8.6±0.2)mm];同法處理、飼養(yǎng),術(shù)后7d 記錄EEG。
1.4.2 槐定堿致驚厥清醒大鼠的同步IEEG記錄
依照文獻(xiàn)[5],將慢性埋植電極成功的大鼠,分別皮下注射(sc)50mg/kg致驚厥劑量的槐定堿[3],觀察記錄2h的大鼠IEEG變化。并參照Racine分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7],對(duì)驚厥發(fā)作IEEG進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,摘除大腦,行4%多聚甲醛固定,7d后進(jìn)行組織學(xué)檢查,確定電極位置。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用單因素方差分析進(jìn)行各組均數(shù)與對(duì)照組的比較,并采用Dunnett Multiple Comparisons Test判斷差別,P<0.05判斷差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果采用GraphPad InStat ( Instant Biostatistics Version 3.06 )軟件實(shí)施分析。
2 結(jié)果
2.1 槐定堿致驚厥清醒大鼠的行為表現(xiàn)及同步IEEG描記
2.1.1 海馬齒狀回、穿行通路和顳葉皮層同步記錄結(jié)果 醫(yī)學(xué)論文發(fā)表網(wǎng)站
供試4只大鼠在sc槐定堿后均出現(xiàn)強(qiáng)度可達(dá)Ⅳ級(jí)以上的驚厥發(fā)作,平均誘導(dǎo)期在(9±7)min,2h記錄時(shí)間內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)陣攣-強(qiáng)直的間隔在(10±6)min。其中2只大鼠在出現(xiàn)陣攣、強(qiáng)直時(shí)行ip 7.5 mg/kg劑量的地西泮救治,2~5min后行為發(fā)作終止。IEEG同步記錄表明,點(diǎn)燃初期海馬內(nèi)DG區(qū)顆粒細(xì)胞對(duì)于槐定堿致驚厥作用敏感,表現(xiàn)DG區(qū)記錄驚厥放電早于其他記錄區(qū)域,強(qiáng)度也強(qiáng)于PP和TC區(qū)的記錄,并隨作用時(shí)間繼續(xù)通過(guò)PP波及到TC區(qū)域。陣攣-強(qiáng)直期表現(xiàn)出明顯同步化的連續(xù)棘波放電。行ip 50 mg/kg戊巴比妥鈉救治,發(fā)作大鼠可觀察到驚厥棘波放電與行為變化同步消失,最后各腦區(qū)記錄腦電表現(xiàn)出不同于正常腦電的低幅慢波。
2.1.2 海馬CA3區(qū)和杏仁基底外側(cè)核同步記錄結(jié)果
供試5只大鼠在sc槐定堿后均出現(xiàn)強(qiáng)度可達(dá)Ⅳ級(jí)以上的驚厥發(fā)作。IEEG同步記錄并參照Racine分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),在槐定堿點(diǎn)燃初期的0級(jí),大鼠無(wú)異常行為反應(yīng),此時(shí)IEEG記錄可以是正常或異常(尖波出現(xiàn))表現(xiàn)(見圖中A和B),海馬CA3區(qū)和BLA在出現(xiàn)異常尖波的幾率似無(wú)差別。Ⅰ級(jí)反應(yīng)時(shí),大鼠面部抽動(dòng)或咀嚼,此時(shí)腦電異常(尖波出現(xiàn)),且BLA與海馬CA3區(qū)多不同步,表現(xiàn)為BLA尖波個(gè)數(shù)多于海馬CA3區(qū)(見圖中C)。Ⅲ級(jí)發(fā)作時(shí),大鼠前肢陣攣,此時(shí)IEEG記錄多尖波、簇狀棘波出現(xiàn),BLA與海馬CA3區(qū)發(fā)放頻率近同步化(見圖中D)。Ⅳ級(jí)發(fā)作時(shí),大鼠前、后肢陣攣伴伸直, 此時(shí)腦電多尖波、簇狀棘波出現(xiàn),并伴有巨型棘波出現(xiàn)(見圖中E)。試驗(yàn)中2只致驚厥大鼠待確定反復(fù)強(qiáng)直發(fā)作后,行ip 50 mg/kg戊巴比妥鈉救治,2~5min后行為發(fā)作終止,但I(xiàn)EEG記錄在BLA區(qū)呈現(xiàn)明顯的腦電抑制,而海馬CA3區(qū)可見腦電抑制的同時(shí),伴有持續(xù)的尖波出現(xiàn)(見圖1中F)。A-正常對(duì)照;B-0級(jí)發(fā)作:IEEG可以正常或異常(尖波出現(xiàn));C-Ⅰ、Ⅱ級(jí)發(fā)作;咀嚼、點(diǎn)頭或甩頭;D-Ⅲ級(jí);前肢陣攣。
2.1.3 海馬CA3區(qū)和杏仁基底外側(cè)核同步腦電記錄頻譜分析結(jié)果
IEEG分析表明海馬CA3區(qū)和BLA對(duì)槐定堿點(diǎn)燃的敏感性是有差別的。表現(xiàn)在依照Racine分級(jí)的行為學(xué)變化與BLA腦電分析的各頻段功率百分比與正常對(duì)照組之間的差別多于海馬CA3區(qū)的記錄(見表1)。另外,在給予50 mg/kg巴比妥鈉救治后的IEEG各頻段功率百分比的差異變化,也表現(xiàn)為BLA對(duì)藥物的敏感性強(qiáng)于海馬的CA3區(qū)。表1 槐定堿致驚厥大鼠行為發(fā)作級(jí)別對(duì)應(yīng)IEEG
頻譜分析結(jié)果(略)
3 討論
研究表明,過(guò)度激活海馬-內(nèi)嗅皮層-顳葉皮層產(chǎn)生的同步化電震蕩是顳葉癲癇產(chǎn)生的主要原因[9];內(nèi)側(cè)穿行通路 - 齒狀回是海馬與外部信息交流的重要通路[10]。本實(shí)驗(yàn)建立精確定位的齒狀回、內(nèi)側(cè)穿行通路和顳葉皮層三個(gè)記錄位置,觀察槐定堿致驚厥作用的3點(diǎn)同步IEEG特點(diǎn),結(jié)果表明,誘發(fā)初期海馬內(nèi)齒狀回區(qū)顆粒細(xì)胞對(duì)于槐定堿致驚厥作用敏感,并隨著發(fā)作的繼續(xù),通過(guò)海馬-內(nèi)側(cè)穿行通路-顳葉皮層環(huán)路波及到大腦廣泛區(qū)域。在陣攣-強(qiáng)直期表現(xiàn)出各記錄位置的明顯同步化連續(xù)棘波放電,并與行為學(xué)表現(xiàn)相一致。通過(guò)海馬CA3區(qū)和BLA同步腦電記錄并對(duì)比行為學(xué)表現(xiàn)及頻譜分析得出,BLA較海馬腦區(qū)對(duì)槐定堿點(diǎn)燃致驚厥作用敏感。由于海馬與杏仁核之間存在有直接的神經(jīng)聯(lián)系[11],所以本研究結(jié)果提示,杏仁核或(和)海馬內(nèi)部異常放電在槐定堿致驚厥作用中可能起到重要作用,是致驚厥作用的原發(fā)部位。驚厥樣腦電波可能過(guò)度激活海馬-內(nèi)側(cè)穿行-顳葉皮層通路,將逐步產(chǎn)生同步化電震蕩擴(kuò)散到整個(gè)皮層,引起驚厥大發(fā)作樣放電,但具體的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
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