5-HT在戊四氮點燃大鼠癲癇形成過程中的動態(tài)研究.pdf

1、癲癇是神經(jīng)科的常見病,盡管新的抗癲癇藥物不斷出現(xiàn),但是,仍有約20-30％的病人因其療效不佳而成為難治性癲癇。深入研究癲癇形成機制,是尋求新型抗癇措施的前提。近年來,越來越多的證據(jù)提示5-HT參與各種實驗性誘發(fā)癲癇發(fā)作的調(diào)節(jié)作用。提高大腦細(xì)胞外5-HT水平的物質(zhì),比如5-羥色氨酸和5-HT再攝取抑制劑,能夠抑制部分性和全面性的發(fā)作;相反,耗竭大腦5-HT的藥物會降低其對聲源性、化學(xué)性和電刺激誘發(fā)的癲癇發(fā)作閾值。本實驗以能很好模擬人類癲癇

2、的大鼠為實驗對象,用戊四氮(PTZ)誘發(fā)急性癲癇發(fā)作和慢性點燃癲癇模型,觀察在癲癇形成過程中5-HT的動態(tài)變化,探討5-HT在癲癇形成過程的作用機制。
　　 利用在體海馬電極EEG、微透析技術(shù)系統(tǒng)觀察自由活動大鼠在PTZ點燃癲癇形成過程中行為、腦電和大腦5-HT水平的變化,避免了麻醉藥/手術(shù)操作創(chuàng)傷等因素的干擾,有利于檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實驗的主要內(nèi)容及目的:1.建立自由活動大鼠海馬電極腦電和微透析模型,為探討5-HT在癲癇形成

3、中的動態(tài)研究奠定基礎(chǔ)。2.研究戊四氮誘發(fā)急性癲癇發(fā)作前后大鼠行為、腦電和海馬5-HT水平變化特征,和發(fā)作后海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。3.研究戊四氮點燃慢性癲癇形成過程中行為、腦電、海馬5-HT水平的變化,和點燃后海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。4.研究提高腦內(nèi)5-HT水平對PTZ點燃大鼠癲癇形成過程的影響。5.研究降低5-HT水平對PTZ點燃大鼠癲癇形成過程的影響。通過觀察不同狀態(tài)下海馬5-HT水平的變化特征,來探討5-HT在癲癇形成過程中可能的作用機制

4、,為進(jìn)一步研究和開發(fā)新型抗癇藥物,提供實驗和理論依據(jù)。
　　 第一部分自由活動大鼠海馬電極腦電和微透析模型的建立
　　 目的:建立自由活動大鼠海馬電極腦電和微透析模型,為海馬5-HT水平的動態(tài)研究奠定基礎(chǔ)。方法:建立自由活動大鼠海馬電極腦電和微透析模型,分別在8AM、11AM、14PM、17PM、20PM等時間點,對12只自由活動大鼠進(jìn)行海馬電極腦電記錄和微透析取樣,同時監(jiān)測大鼠行為、腦電活動;用HPLC檢測海馬透析液中

5、5-HT及其代謝產(chǎn)物5-HIAA水平和5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)的水平。
　　 結(jié)果:(1)大鼠在警覺、安靜、嗜睡、和熟睡狀態(tài)下,腦電節(jié)律呈現(xiàn)由快到慢的改變。(2)海馬5-HT水平在夜間比白天高,夜間海馬5-HT水平,與白天其他時間比較有顯著性差異(P＜0.05);海馬5-HIAA水平在夜間和白天比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義;5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)在夜間低,與白天其他時間點比較,有顯著性差異(P＜0.05

6、)。
　　 第二部分戊四氮誘發(fā)急性癲癇發(fā)作大鼠海馬5-HT水平變化
　　 目的:研究戊四氮誘發(fā)急性癲癇發(fā)作前后大鼠行為、腦電和海馬5-HT水平的變化特征,和發(fā)作后海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。方法:在24只自由活動大鼠,用戊四氮誘發(fā)(60mg/kg,腹腔一次注射)癲癇發(fā)作前后,用電極和探針置于大鼠海馬,進(jìn)行海馬電極腦電記錄和微透析取樣,同步觀察行為、腦電和海馬5-HT水平,及其代謝產(chǎn)物5-HIAA水平和5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA

7、/5-HT)的變化;用透射電鏡(TEM)觀察發(fā)作后海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。結(jié)果:(1)戊四氮注射后大鼠行為學(xué)出現(xiàn)逐級加重的發(fā)作,最后達(dá)到全面強直陣攣發(fā)作或癲癇持續(xù)狀態(tài)。(2)腦電圖表現(xiàn)為逐級加重的癲癇放電。(3)發(fā)作時海馬5-HT水平明顯升高與對照組、發(fā)作前和發(fā)作后比較,有顯著性差異(P＜0.05);發(fā)作時5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)降低,與對照組、發(fā)作前和發(fā)作后比較,有顯著性差異(P＜0.05);發(fā)作時海馬5-HIAA水平變化

8、,與對照組、發(fā)作前后比較無統(tǒng)計學(xué)意義;發(fā)作后5-HT水平和5-HIAA,5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)與對照組和發(fā)作前比較無統(tǒng)計學(xué)意義。(4)癲癇持續(xù)狀態(tài)后24h透射電鏡見到海馬神經(jīng)元水腫樣變性。
　　 第三部分戊四氮點燃大鼠癲癇形成過程中海馬5-HT水平變化
　　 目的:研究戊四氮點燃慢性癲癇形成過程中行為、腦電、海馬5-HT水平變化,和點燃后海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。方法:對大鼠每日腹腔注射戊四氮(35mg/kg

9、/d),觀察行為變化,在不同點燃時間(分別在點燃第7d、14d、21d、28d),進(jìn)行腦電記錄,微透析取樣,在體觀察24只自由活動大鼠在點燃過程中行為、腦電、和發(fā)作間期海馬5-HT水平、5-HIAA水平和5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)的變化。透射電鏡觀察點燃后大鼠海馬神經(jīng)元形態(tài)變化。結(jié)果:(1)戊四氮注射后,誘發(fā)發(fā)作潛伏期逐日縮短,發(fā)作程度逐日加重,在10-14天全部點燃,點燃后出現(xiàn)自發(fā)癲癇發(fā)作,一只大鼠出現(xiàn)癲癇持續(xù)狀態(tài)后死亡

10、。(2)海馬腦電隨著發(fā)作潛伏期的縮短,出現(xiàn)癲癇波的潛伏期也縮短,隨著發(fā)作程度加重,癲癇波波幅也增高,發(fā)作間期出現(xiàn)自發(fā)癲癇樣放電。(3)點燃早期(7d),大鼠海馬5-HT水平在發(fā)作間期略有升高,隨著點燃時間延長5-HT水平逐漸降低,在點燃后(14d)、維持點燃(21d、28d)期間5-HT水平仍持續(xù)下降,與點燃前和對照組5-HT水平比較,差異有顯著性(P＜0.05);5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)在點燃過程變化無統(tǒng)計學(xué)意義;5-

11、HIAA水平在點燃時期,和維持點燃時間呈逐漸降低,點燃期、維持點燃期、對照組比較差異有顯著性(P＜0.05)。(4)透射電鏡見到海馬神經(jīng)元壞死。
　　 第四部分改變大腦5-HT水平對戊四氮點燃大鼠癲癇形成過程的影響
　　 目的:研究分別用西酞普蘭(提高腦內(nèi)5-HT水平藥物)、利血平(降低5-HT水平)對癲癇形成過程的影響,探討大腦5-HT水平變化對癲癇形成的影響。方法:48只大鼠隨機分為對照組、PTZ組(戊四氮組)、CT

12、P+PTZ組(西酞普蘭組)、RSP+PTZ組(利血平組);分別用西酞普蘭(CTP)(0.5mg/kg/d灌胃)和利血平(RSP)(1mg/kg/d灌胃)干預(yù)一周后,用戊四氮(35mg/kg/d,腹腔注射)點燃形成慢性癲癇,在點燃過程的不同時間點(7d,14d,21d,28d),進(jìn)行海馬腦電記錄和微透析取樣,在體觀察48只自由活動大鼠行為、腦電和發(fā)作間期5-HT水平、5-HIAA水平和5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)的變化。結(jié)果:

13、1.在點燃期間,西酞普蘭組發(fā)作潛伏期延長,發(fā)作程度輕和點燃時間延長,發(fā)作死亡率低,與PTZ組比較差異有顯著性(P＜0.05);點燃后,西酞普蘭組誘發(fā)發(fā)作潛伏期、發(fā)作程度的變化與戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義。EEG顯示在點燃期間,西酞普蘭組出現(xiàn)癲癇波潛伏期較長,和戊四氮組比較差異有顯著性(P＜0.05);點燃后,西酞普蘭組出現(xiàn)癲癇波潛伏期與戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義。點燃初期,西酞普蘭組大鼠的海馬5-HT水平升高,5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/

14、5-HT)降低,與對照組和戊四氮組比較有顯著性差異(P＜0.05);點燃后,西酞普蘭組,5-HT水平降低,與戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義;與對照組比較有顯著性差異(P＜0.05);西酞普蘭組5-HIAA水平在點燃過程逐漸降低與對照組比較,有顯著性差異(P＜0.05),與戊四氮組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義;點燃后,5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)變化與戊四氮組和對照組比較無統(tǒng)計學(xué)意義。2.在點燃初期,利血平組發(fā)作潛伏期縮短,發(fā)作程度重,點燃

15、時間縮短,發(fā)作死亡率高,與對照組,戊四氮組比較,有顯著性差異(P＜0.05);點燃后,發(fā)作情況與戊四氮組比較差異無顯著性。EEG顯示在點燃期間,利血平組出現(xiàn)癲癇波潛伏期縮短,與戊四氮組比較有顯著性差異(P＜0.05),點燃后,利血平組出現(xiàn)癲癇波潛伏期與戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義。點燃初期(7d),利血平組5-HT水平降低與戊四氮組和對照組比較,差異有顯著性(P＜0.05),點燃后,利血平組5.HT水平逐漸下降與對照組比較有顯著性差異(P＜

16、0.05)和戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義;點燃過程中,5-HIAA水平,利血平組呈逐日下降趨勢,與對照組比較有顯著性差異(P＜0.05),與戊四氮組比較無統(tǒng)計學(xué)意義;點燃期間和維持點燃期利血平組5-HT轉(zhuǎn)化率(5-HIAA/5-HT)變化,與對照組和戊四氮組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 結(jié)論：
　　 自由活動大鼠5-HT水平夜間高于白天,存在晝夜節(jié)律變化。
　　 戊四氮誘發(fā)大鼠急性癲癇發(fā)作時海馬5-HT水平明顯升高;

17、發(fā)作后海馬5-HT水平恢復(fù)正常:發(fā)作程度越重,持續(xù)時間越長海馬5-HT水平越高;癲癇持續(xù)狀態(tài)后,大鼠海馬神經(jīng)元出現(xiàn)水腫變性。
　　 戊四氮點燃大鼠癲癇形成過程中,在點燃前,發(fā)作間期的海馬5-HT水平階段性升高,點燃后,發(fā)作間期的海馬5-HT水平逐漸降低;點燃后,發(fā)作間期的海馬5-HT水平明顯低于正常水平;隨著維持點燃時間延長,發(fā)作間期的海馬5-HT水平進(jìn)行性下降;癲癇形成后,大鼠海馬神經(jīng)元出現(xiàn)壞死。
　　 提高大腦5-H