俞發(fā)榮, 連秀珍, 謝明仁, 張璐, 李登樓, 張?jiān)娝?/p>

甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅政法學(xué)院), 蘭州 730070

環(huán)境壓力對(duì)不同動(dòng)物腦組織激素水平的影響

俞發(fā)榮, 連秀珍, 謝明仁*, 張璐, 李登樓, 張?jiān)娝?/p>

甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅政法學(xué)院), 蘭州 730070

分別給予中國樹鼩、Wistar大鼠、BALB/c小鼠低頻電刺激后, 用放射免疫法檢測(cè)腦組織去甲腎上腺素(noradrenaline, NA)、多巴胺(dopamine,DA)、五羥色胺(serotonin, 5-HT)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 給予中國樹鼩、Wistar大鼠、BALB/c小鼠低頻電刺激后12 h、24 h、36 h, NA、DA、5-HT水平均比對(duì)照組顯著升高(均P＜0.01); 電刺激后12 h, NA、DA、5-HT升高較快的動(dòng)物依次為中國樹鼩＞W(wǎng)istar大鼠＞BALB/c小鼠。說明不同動(dòng)物對(duì)同一刺激的應(yīng)激敏感程度不同。

低頻電刺激; 激素; 中國樹鼩; Wistar大鼠; BALB/c小鼠

1 前言

近年來, 隨著人們工作和生活節(jié)奏加快, 各種應(yīng)激因素增加。由于各個(gè)方面的壓力, 長期激烈的競(jìng)爭和超負(fù)荷的工作等原因, 人們?cè)跒槭聵I(yè)、家庭拼搏時(shí), 很容易產(chǎn)生過度焦慮、緊張、恐懼、憤怒等不良情緒。特別是中年人由于生活壓力大, 心理、情緒會(huì)影響睡眠, 同時(shí)加之身體的老化和更年期的到來也容易影響睡眠。長期失眠會(huì)導(dǎo)致以情感精神障礙為突出表現(xiàn)的心理疾病—抑郁癥(Depression)。到目前為止, 人們對(duì)于抑郁癥的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究[1], 認(rèn)為腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素(noradrenaline, NA)、多巴胺(dopamine, DA)和5-羥色胺(serotonin, 5-HT)含量的變化與抑郁癥致病密切相關(guān)。本文給予中國樹鼩、Wistar大鼠、BALB/c小鼠低頻電刺激, 觀察相同刺激對(duì)不同種類動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)的程度, 檢測(cè)NA、DA、5-HT水平在應(yīng)激過程中的變化, 為研究預(yù)防和治療精神神經(jīng)心理疾病積累資料。

2 材料與方法

2.1 材料

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物： 中國樹鼩(滇西亞種, Tupaia belangeri chinensis[2]), 雄性, 體重 120—125g, 購于昆明動(dòng)物研究所, 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)： SCXK(滇)K2013-0003。SPF級(jí)Wistar大鼠, 雄性, 體重200—210 g, SPF級(jí)BALB/c小鼠, 雄性, 體重20—22 g, 購于甘肅省中醫(yī)學(xué)院科研實(shí)驗(yàn)中心, 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK (甘)2011-0001。

試劑： NA、DA、5-HT放免檢測(cè)試劑盒, 北京北免東雅生物技術(shù)研究所生產(chǎn)。

儀器： GC-1200γ計(jì)數(shù)放免儀： 美國PICKER公司制造; Dossy-2H多通路生理參數(shù)采集存儲(chǔ)儀： 購于成都達(dá)碩生物科技有限公司。

2.2 動(dòng)物及分組

選取健康中國樹鼩、SPF級(jí)Wistar大鼠、BALB/c小鼠各60只。中國樹鼩在實(shí)驗(yàn)室飼育籠內(nèi)飼養(yǎng), 每籠 5只; Wistar大鼠、BALB/c小鼠在獨(dú)立通氣籠(individual ventilated cages, IVC)內(nèi)飼養(yǎng), 自由飲水進(jìn)食, 人工光照12 h。實(shí)驗(yàn)室溫度18—22℃, IVC內(nèi)溫度(22±0.2)℃, 濕度55%—65%, 適應(yīng)7 d。每種動(dòng)物按體重隨機(jī)各分為2組,每組30只。電刺激組(給予脈沖直流電刺激[3]), 對(duì)照組(正常飼養(yǎng), 不給予電刺激)。

2.3 檢測(cè)方法

實(shí)驗(yàn)前, 每只動(dòng)物均剃去右側(cè)前、后肢體毛各約1.0mm2, 實(shí)驗(yàn)時(shí), 將Dossy-2H多通路生理參數(shù)采集存儲(chǔ)儀皮膚電極片(面積0.7 mm×0.7 mm)粘貼于去毛處, 外用尼龍帶扎緊。電刺激后12 h、24 h、36 h時(shí), 對(duì)照組和電刺激組每次分別取10只動(dòng)物(各組采血前禁食6 h, 不禁水), 均用乙醚吸入麻醉, 中國樹鼩和 Wistar大鼠經(jīng)心臟左心室先推注生理鹽水100 mL, 再吊灌2%多聚甲醛-1.25%戊二醛 -0.2 mol·L-1PB液(pH 7.4)400 mL, 即刻解剖出腦放入上述固定液后固定24 h; BALB/c小鼠解剖出腦放入上述固定液固定24 h。各秤取海馬(hippocampus, Hipp)5 mg,分別放入研磨器, 加 0.5 mL生理鹽水研磨成勻漿,倒入離心管, 再加0.5 mL生理鹽水沖洗研磨器, 合并入離心管, 用低速冷凍離心機(jī)3500 rp·min-1離心10 min,取上清液用GC-1200γ計(jì)數(shù)放免儀檢測(cè)NA、DA、5-HT水平。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

3 結(jié)果

3.1 低頻電刺激對(duì)中國樹鼩海馬激素水平的影響

電刺激后12 h、24 h、36 h檢測(cè), 電刺激組中國樹鼩海馬 DA水平比對(duì)照組分別升高了 77.48%、74.14%、77.70%(P＜0.01); NA水平比對(duì)照組分別升高了70.47%、63.32%、68.96%(P＜0.01); 5-HT水平比對(duì)照組分別升高了65.19%、71.77%、67.05% (P＜0.01)。見圖1。

3.2 低頻電刺激對(duì)Wistar大鼠海馬激素水平的影響

電刺激后12 h、24 h、36 h檢測(cè), 電刺激組Wistar大鼠海馬 DA水平比對(duì)照組分別升高了 74.72%、76.31%、65.43%(P＜0.01); NA水平比對(duì)照組分別升高了63.04%、70.21%、56.62%(P＜0.01), 5-HT水平比對(duì)照組分別升高了 54.41%、66.17%、52.69% (P＜0.01)。見圖2。

圖 1 低頻電刺激對(duì)中國樹鼩海馬激素水平的影響(與對(duì)照組比： DA：AP＜0.01; NA：BP＜0.01; 5-HT：DP＜0.01)Fig. 1 Effect of low frequency electrical stimulation on Hipp hormone level of Chinese tree shrew (DA：AP＜0.01, NA：BP＜0.01, 5-HT：DP＜0.01, Every value vs control group)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。低頻電刺激對(duì)動(dòng)物腦激素水平的影響用百分比表示,組間差異采用單因素方差分析, 用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示, 以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.3 低頻電刺激對(duì)BALB/c小鼠海馬激素水平的影響

電刺激后 12 h、24 h、36 h檢測(cè), 電刺激組BALB/c小鼠海馬 DA水平比對(duì)照組分別升高了52.69%、62.88%、55.13%(P＜0.01); NA水平比對(duì)照組分別升高了 46.09%、77.35%、59.18%(P＜0.01), 5-HT水平比對(duì)照組分別升高了 33.35%、55.66%、50.03%(P＜0.01)。見圖3。

圖2 低頻電刺激對(duì)Wistar大鼠海馬激素水平的影響(與對(duì)照組比： DA：AP＜0.01; NA：BP＜0.01; 5-HT：DP＜0.01)Fig. 2 Effect of low frequency electrical stimulation on Hipp hormone levels of Wistar rat (DA：AP＜0.01, NA：BP＜0.01, 5-HT：DP＜0.01, Every value vs control group)

4 討論

研究結(jié)果表明, 人的情緒行為變化都與單胺類神經(jīng)遞質(zhì)(NA、DA、5-HT)有關(guān)[4]。NA、DA、5-HT系統(tǒng)功能紊亂和神經(jīng)遞質(zhì)的減少是導(dǎo)致憤怒[5]、焦慮[6]、抑郁癥[7]及自殺行為[8]的發(fā)病機(jī)制之一。抑郁癥作為情感性精神障礙性疾病具有高患病率、高自殺率和低治療率等特點(diǎn)[9]。經(jīng)典單胺假說認(rèn)為, 抑郁癥與 5-羥色胺(5-HT)神經(jīng)系統(tǒng)功能低下密切相關(guān),王路等[10]用慢性應(yīng)激法建立動(dòng)物抑郁模型, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn), 抑郁模型組海馬中5-HT含量比正常組顯著降低(P＜0.01); 許大劍等[11]采用中樞神經(jīng)遞質(zhì)分析系統(tǒng)對(duì)302例抑郁癥患者腦內(nèi)NA、DA、5-HT變化規(guī)律分析發(fā)現(xiàn), 抑郁癥患者腦內(nèi)任一種神經(jīng)遞質(zhì)水平可以是低下、正常或者亢進(jìn); 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),大鼠大腦皮質(zhì)和腦脊液中NA、5-HT的水平顯著增高 (P＜0.01)[12]; David等[13]研究發(fā)現(xiàn), 給予NA和DA可預(yù)防或減輕抑郁癥狀; 抑郁癥可能與去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)體和5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體的基因變異有關(guān)[14]; 敲除小鼠多巴胺、5-羥色胺和去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)體基因后運(yùn)動(dòng)明顯增多[15]; 池名等[16]采用腦訊息搜索( search of encephalo-telex)系統(tǒng)分析了120例抑郁癥患者和40例健康人群腦組織NA、DA、5-HT等神經(jīng)遞質(zhì)的變化規(guī)律后發(fā)現(xiàn), 抑郁患者腦組織中NA、DA、5-HT等神經(jīng)遞質(zhì)均明顯減少(P＜0.05)。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn), 給予中國樹鼩、Wistar大鼠、BALB/c小鼠電刺激后12 h、24 h、36 h, 海馬中NA、DA、5-HT水平均比對(duì)照組顯著升高(均P＜0.01)。電刺激后12 h, NA、DA、5-HT升高較快的動(dòng)物依次為中國樹鼩＞W(wǎng)istar大鼠＞BALB/c小鼠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 在應(yīng)激反應(yīng)中, 因應(yīng)激原種類、動(dòng)物種屬、性別、生理狀態(tài)、應(yīng)激狀態(tài)的不同而有所差異。中國樹鼩的生物學(xué)特征、新陳代謝、生理生化和基因組等方面與人類近似[17], 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(如回答人體各種重大生物學(xué)問題、解析人類疾病機(jī)理和新藥研發(fā)等方面)已經(jīng)做出了不可替代的巨大貢獻(xiàn)[18];中國樹鼩行動(dòng)敏捷、性情急躁, 屬于高應(yīng)激性動(dòng)物[19], 具有較為發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)和與人類相似的應(yīng)激系統(tǒng), 因而可能成為建立精神疾病(抑郁癥)行為模型的較理想的動(dòng)物[20]; 大小鼠性情溫和, 因代代生活在人工飼養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中, 對(duì)環(huán)境刺激敏感性低, 應(yīng)激反應(yīng)效果較中國樹鼩差。因此, 本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果為研究建立精神神經(jīng)心理疾病模型提供了新的思路。

圖3 低頻電刺激對(duì)BALB/c小鼠海馬激素水平的影響(與對(duì)照組比： DA：AP＜0.01; NA：BP＜0.01; 5-HT：DP＜0.01)Fig. 3 Effect of low frequency electrical stimulation on Hipp hormone levels of mouse (DA：AP＜0.01, NA：BP＜0.01, 5-HT：DP＜0.01, Every value vs control group)

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Effects of environmental pressure on brain hormone levels of different animal

YU Farong, LIAN Xiuzhen, XIE Mingren*, ZHANG Lu , LI Denglou, ZHANG Shishuang
Key Laboratory of Evidence of Science and Technology Research and Application, Gansu Province (Gansu Institute of Political Science and Law), Lanzhou 730070, China

Chinese tree shrews, Wistar rats, BALB/c mice were treated with low frequency electrical stimulation for 12 h, 24 h and 36 h respectively, and dopamine(DA), noradrenaline (NA), serotonin (5-HT) levels in the their brain were detected with RIA method. The result showed that after electrical stimulation for 12 h, 24 h and 36 h, the NA, DA and 5-HT levels were significantly higher than the control group (P ＜ 0.01); 12 h after electrical stimulation, NA, DA and 5-HT increased quickly in the order of Chinese tree shrews ＞W(wǎng)istar rats ＞ BALB/c mice. It is suggested that different animals have different stress sensitivity to the same stimulus.

low frequency electrical stimulation; hormone; Chinese tree shrews; Wistar rats; BALB/c mice

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.01.022

Q955

A

1008-8873(2016)01-143-04

2015-03-10;

2016-01-15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31060283); 國家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目(07BSH054); 甘肅省基礎(chǔ)研究創(chuàng)新群體項(xiàng)目(145RJIA333); 甘肅省科技支撐計(jì)劃-社會(huì)發(fā)展類(1304FKCA082); 蘭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015-3-80); 甘肅政法學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目(GZF2014XZDLW17)

俞發(fā)榮(1959—), 男, 博士, 研究員。研究方向： 法醫(yī)生物學(xué)、社會(huì)環(huán)境壓力對(duì)人類健康的影響、藥理學(xué)和毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)。E-mail：yfr6340@gsli.edu.cn

*通信作者：謝明仁, 碩士, 講師, E-mail： xmr7600@gsli.edu.cn

俞發(fā)榮, 連秀珍, 謝明仁, 等. 環(huán)境壓力對(duì)不同動(dòng)物腦組織激素水平的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2016, 35(1)： 143-146.

YU Farong, LIAN Xiuzhen, XIE Mingren, et al. Effects of environmental pressure on brain hormone levels of different animal[J]. Ecological Science, 2016, 35(1)： 143-146.