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动物行为学的研究方法范文1
【关键词】药物和针刺;大鼠行为学;研究进展
doi:10.3969/j.issn.1006-1959.2010.05.335 文章编号:1006-1959(2010)-05-1330-02
行为医学,顾名思义,可以理解为研究人的行为的医学。具体地说,是研究与动物或者人的行为有关的一切知识和技术,从行为入手,来揭示生物的生命活动、健康与疾病的本质、规律,探索诊断、治疗、预防疾病、增进健康的行为科学技术和方法。有关行为医学的研究已经被广泛开展,本文仅对近一年来以大鼠为实验对象,通过使用药物和针刺等外加刺激来研究其对大鼠一系列行为学治标产生影响的研究进行简要的总结,并对其给予初步的分析。对药物和针刺等外加刺激对于行为学研究的前景作以展望。
1.药物对大鼠行为学的影响
张红岩等[1]使用雌激素作为外加刺激,观察雌激素对于偏头痛模型大鼠发病时其行为学的改变。研究结果表明:雌激素能减少中脑导水管周围灰质区5-羟色胺阳性神经元的激活,减轻偏头痛模型大鼠的行为学改变。张俊慧[2,3]应用复方消疲悦意饮作为刺激,观察了其对实验性慢性疲劳大鼠行为学的影响。结果显示造模组造模后大鼠水平及垂直运动次数明显减少,力竭游泳时间缩短,鼠尾悬挂不动时间延长(P
行为学的变化与各个系统的生理功能密不可分。各个系统的机能受到各种因素的影响发生改变的同时,行为学也会发生变化。各种药物通过不同的途径恢复机体的正常功能的同时,对行为学治标也起到了一定的改善。反过来,正常的行为学体系,也就为机体的正常生理学稳态提供了基本保证。如果机体行为学发生变化,正常的生理功能也很难保持在良好状态。这就为今后各种疾病的预防和治疗提供了新的途径。
2.针刺对大鼠行为学的影响
针刺,作为祖国医学宝库中的一朵奇葩,数千年来一直呗广泛使用,对于各个领域疾病的治疗和预防都起到了不俗的效果。最新研究表明针刺在行为学研究领域也有良好的疗效。
朱书秀[6]采用Meyne核注射微量A131-40制备动物模型,选取百会、太溪、足三里电针治疗,以Morris水迷宫评价大鼠学习记忆能力,免疫组化法观察海马区IL一1p、TNF-Ot的表达。观察电针对阿尔茨海默病大鼠学习记忆及海马区IL一113、TNF-Ot的影响,探讨了电针治疗的作用机理。结果表明模型组海马区IL一1p、TNF-Ot的量增加。学习记忆能力减退。经电针治疗后,IL一113、TNF-Ot的量较模型组减少,学习记忆能力增强。电针可显著改变AD模型大鼠的学习记忆能力,降低海马IL一113、TNF-Ot的含量。罗文舒[7]将大鼠随机分为空白组、模型组、西药组、针刺1组和针刺2组,采用长期不可预见性中等强度应激结合孤养造成大鼠抑郁症模型,分别测定大鼠糖水消耗量以及行为学的改变。借以观察针刺督脉的基础上加用足太阳经穴对抑郁症大鼠的疗效,结果与模型组相比,针刺督脉和足太阳经治疗组的糖水消耗量增加,行为学评分升高。说明针刺督咏和足太阳经可以改变抑郁模型大鼠行为学异常,在治疗抑郁症方面有一定优势。李丽萍[8]采用针刺百会、太冲穴对慢性应激抑郁模型大鼠行为学变化进行了观察研究。结果显示造模21天后各组大鼠的水平运动和垂直运动得分均较正常组明显减少,体重增加减慢,糖水消耗量降低;而针刺治疗组与阿米替林组均可显著增加大鼠水平运动和垂直运动得分,使体重增加,糖水消耗量增加,改善大鼠的抑郁状态,各治疗组间差异不显著。说明针刺可以改善慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁状态。倪丽伟[9,10]使用Cnstina Tassore报道的方法并加以改进复制偏头痛大鼠模型,造模成功后分别给予相应针刺或药物处理,采用时间分段计数法观察造模后大鼠的行为症状变化。结果显示针刺和尤舒均能显著改善偏头痛模型大鼠的行为学症状且疗效相似。说明针刺可显著改善偏头痛模型大鼠的行为学症状。
以上报道可以看出,针刺穴位可以对很多疾病起到改善作用。针刺通过调节机体的功能,能够同时改善机体行为学的变化,进而进一步缓解机体功能。针刺作为一种损伤小、副作用小的方法,避免了由于长期药物治疗的副作用,可以作为今后行为学治疗的重要方法。
3.研究展望
世界卫生组织关于健康的定义是:健康不仅指一个人没有疾病或虚弱现象,而是指一个人生理上、心理上和社会上的完好状态。这就是现代关于健康的较为完整的科学概念。现代健康的含义是多元的、广泛的,包括生理、心理和社会适应性3个方面,其中社会适应性归根结底取决于生理和心理的素质状况。心理健康是身体健康的精神支柱,身体健康又是心理健康的物质基础。良好的情绪状态可以使生理功能处于最佳状态,反之则会降低或破坏某种功能而引起疾病。身体状况的改变可能带来相应的心理问题,生理上的缺陷、疾病,特别是痼疾,往往会使人产生烦恼、焦躁、忧虑、抑郁等不良情绪,导致各种不正常的心理状态。作为身心统一体的人,身体和心理是紧密依存的两个方面。而行为学正式研究这一领域的学科,我们通过药物、针刺,以及其他各种疗法的根本目的也就是改善机体的功能,说到底就是改善行为学。所以,对于行为学的研究还只是刚刚开启了大门,今后的研究还有待于进一步的开拓新方法,拓展新领域。相信随着医学的发展,将会有更多的研究成果被报道,更好的为人类真正意义的健康服务。
参考文献
[1] 张红岩.雌激素对于偏头痛大鼠行为学改变及中脑导水管周围灰质5-HT表达的影响.吉林大学学报(医学版)[J],2008,34(1):131-134.
[2] 张俊慧,胡兵,沈思钰.复方消疲悦意饮对实验性慢性疲劳大鼠行为学的影响[J].医学研究生学报,2008,21(8):817-819.
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[6] 朱书秀.电针对阿尔茨海默病模型大鼠行为学及海马区IL一1p、TNF-OL的影响[J].陕西中医学院学报,2008,(31)4:55-57.
[7] 罗文舒.针刺督脉和足太阳经对抑郁模型大鼠行为学的改善作用[J].中医药导报,2008,(14)6:1-3.
[8] 李丽萍.针刺对慢性应激抑郁模型大鼠行为学的影响[J].针灸临床杂志,2008,(24)6:50-52.
动物行为学的研究方法范文2
目的实验观察针刺对抑郁模型大鼠行为学的影响。方法以 220 V,0.8 mA的方波刺激Wistar大鼠15 s,间隔45 s/次,共60次,总刺激时间15 min,进行不可逃避的前休克动物(pre-shocked animals)制作,形成学习无助大鼠模型,采用Open-Field法进行动物行为学敞箱实验及条件回避实验,观察针刺对模型大鼠行为学的影响。结果针刺对学习无助模型大鼠水平及垂直运动均有明显改善,且显著提高大鼠的逃避成功次数、缩短逃避潜伏期(P
【关键词】 针灸疗法 抑郁症
Abstract:ObjectiveTo observe the effect of acupuncture on behavior changes in the Wistar rats of depression.Methods40 male Wistar rats were randomly pided into 4 groups,namely acupuncture group, drug group, model group and normal control group.The rats were stimulated 15 minutes by quadratal wave of 220v, 0.8mA to make Wistar rat model of studying helplessness.The animal behavioral spacious box testing and conditioned avoidance testing were performed with the method of Open-Field.Results The crossing and rearing score of model rats were obviously improved and the time of successful avoidance was obviously enhanced by acupuncture,as well as shorten avoidance latent period(P
Key words:Acupuncture and moxibustion therapy; Depression
抑郁症是一种常见的情绪障碍性疾病,表现为一种持久的抑郁状态,以心境低落、躯体不适和睡眠障碍等为主要症状[1]。是危害全人类身心健康的常见病,其终生患病率为6.1%~9.5%[2]。据专家预测,到2020年,精神疾病在人们的疾病负担中将列首位,而抑郁症则占精神科疾病的47%[3]。抑郁症及其治疗引起内外广大学者的广泛重视。本研究旨在通过观察针刺对抑郁模型大鼠行为学的影响,评定针刺抗抑郁疗效。
1 器材
1.1 药品多虑平:南京白敬宇制药厂产品,批号:20040912。
1.2 动物(200±20)g Wistar雄性大鼠,由山东大学实验动物中心提供,合格证号:鲁动质字:20040816。
1.3 器材“华佗”牌32号1.0寸针灸针,苏州医疗用品厂产品;穿梭箱:山东中医药大学中西医结合基础研究室提供,根据文献介绍制备[4],大鼠穿梭箱有两室,每室30 cm×30 cm× 20 cm,可人为开闭,箱底为不锈钢栅条,条间距离为1 cm,两室栅条可错时通电,一室与刺激器接通时,另一室为安全室;敞箱:根据文献介绍,自行制备[5],标准为40 cm×80 cm×80 cm,周壁、底面为黑色,底面以白线划分为面积相等的25块。
2 方法
2.1 模拟临床建立大鼠学习无助模型将大鼠放入穿梭箱,中间通道关闭,通过底部的金属栅条给予220V,0.8 mA的方波刺激,刺激15 s,间隔45 s/次,共60次,总刺激时间15 min,进行不可逃避的电休克即前休克动物(pre-shocked animals)制作[1]。
2.2 分组及给药(200±20)g Wistar雄性大鼠40只,按体重均衡随机分为空白对照组、模型对照组、阳性药多虑平组、针刺组,每组10只。空白组及模型对照组分别给予凉开水1 ml/100 g,ig;多虑平对照组给予多虑平3 mg/kg,生理盐水配成30%水溶液1 ml/100g·ig ;空白对照组大鼠只放入穿梭箱内而不进行电刺激,时间相同。第2天除重复进行前一天实验并开始给药,连续给药14 d。最后一次给药后24 h,采用Open-Field法进行动物行为学敞箱实验及条件回避实验,记录并统计实验数据。
2.3 针刺取穴及操作方法针刺组根据《实验针灸学》[6]大鼠穴位定位方法,选择百会、内关、神庭、三阴交穴,并参照人和动物的穴位解剖结构特点,在动物针灸穴位图谱的基础上,于大鼠前正中线上,额顶骨缝交界线前方处定位神庭穴。其他穴位仿人取穴。针刺方法: 穴位常规消毒,百会穴向前斜刺,神庭穴向上斜刺,进针深度约为0.2 cm。内关直刺0.3 cm,三阴交直刺0.2 cm。每穴行均匀捻转刺激30 s,留针10 min,每日治疗1次,连续14 d。最后一次治疗后24 h,采用Open-Field法进行动物行为学敞箱实验及条件回避实验,记录并统计实验数据。
2.4 敞箱实验将各组大鼠依次放入自制敞箱,以动物穿越底面块数为水平运动(crossing)得分,直立次数为垂直运动(rearing)得分,记录其水平运动、垂直运动次数,每只动物测定1次,测定时间为3 min/次,记录水平运动得分和垂直运动得分情况。
2.5 条件回避实验(conditioned avoidance testing)继敞箱实验后,大鼠放入穿梭箱后适应5 s,进行铃声刺激,非条件刺激为足电休克0.8 mA,在铃声响起3 s后开始方波输出电刺激,当动物逃到安全室后停止铃声和刺激,如未能逃避时刺激达30 s时停止。1次/min,共进行30次,刺激间隔为27 s。测定回避成功次数和逃避潜伏期。 动物在铃声开始3 s内逃到安全室,记录回避成功一次,逃避潜伏期为0;刺激后才逃避的,其潜伏期记录是从刺激开始到逃避完成的时间;到最后未能逃避的,则潜伏期为30 s。
2.6 统计学处理所有实验数据用 ±s表示,计量资料采用t检验、q检验进行差异显著性检验;计数资料采用四格表的确切概率法检验。
3 结果
3.1 针刺对学习无助模型大鼠敞箱实验的影响
3.1.1 水平运动针刺组、多虑平组、空白组均优于模型组。结果见表1。
表1 对大鼠水平运动的影响(略)
为避免统计学上第2类错误,出现假阳性结果,本组数据采用q检验。结果见表2。
表2 q检验结果(略)
由此可见,空白组与模型组有显著性差异,说明此造模方法成功;针刺组及多虑平组与模型组有显著性差异,其差异具有统计学意义;而前两组与空白组的差异及前两组间的差异不具有统计学意义,说明针刺与多虑平均有改善抑郁模型大鼠水平运动状态的作用,且二者作用相似。
3.1.2 垂直运动各处理因素对实验动物垂直运动的影响无显著差异。结果见表3。
表3 对大鼠垂直运动的影响(略)
为避免统计学上第2类错误,出现假阳性结果,本组数据采用q检验。结果见表4。
表4 q检验结果(略)
由此可见,各处理因素对大鼠的垂直运动的影响无统计学意义。
3.2 针刺对学习无助模型大鼠条件回避实验(conditioned avoidance testing)的影响
3.2.1 回避成功空白组、多虑平对照组、针刺组大鼠,回避成功次数较多。结果见表5。
表5 回避成功次数(略)
本组数据采用q检验。结果见表6。
表6 q检验结果(略)
由此可见,模型组与空白组具有非常显著性差异,说明造模成功。针刺组与模型组有显著性差异,其差异具有统计学意义,说明针刺可以显著提高实验动物的回避成功次数,同时与多虑平组差异也无统计学意义。多虑平组与模型组有非常显著性差异,说明多虑平可以明显提高实验动物的回避成功次数,但仍与空白组有显著性差异。
3.2.2 回避潜伏期空白组、多虑平对照组、针刺组,回避成功较多,部分回避不成功的大鼠回避潜伏期也较短。结果见表7。
表7 回避潜伏期基本数据(略)
本组数据采用q检验。结果见表8。
表8 q检验结果(略)
由此可知,模型组与空白组具有非常显著性差异,说明模型成功;针刺和用药组与模型组都具有非常显著性差异,其差异具有统计学意义,而针刺与用药组之间的差异不具统计学意义;这两组与空白组间的差异也不具统计学意义,即针刺与多虑平均可使实验动物的由于抑郁状态而影响的回避潜伏期的改变恢复正常。
4 讨论
抑郁症属祖国医学“郁证”范畴。综合历代医家文献,结合现代医学对抑郁症的特点和诊断标准的认识,认为情志不舒是抑郁症的主要致病因素,肝气郁结、气郁伤神为其主要病机,属标本俱实之症,其病位在肝,涉及心神,肝郁伤神是抑郁症发病的关键。因为情志不舒可影响肝的疏泄功能,而致肝气郁结,气机不畅,久郁心神不得所养而致伤神,从而出现精神抑郁、胸胁胀痛、易怒易哭等症状,故治疗当以疏肝理气、解郁安神为主。方中神庭为督脉穴位,督脉入络脑,与脑相连,脑居颅内,为元神之府,故取之可以起到宁心安神,醒神开窍之功效;百会亦为督脉穴位,是诸阳经与督脉的交会穴,能清利头目;三阴交属足太阴脾经经穴,有调理、健壮脾胃的功能,取之可健脾和胃、补益气血;内关为手厥阴心包经络穴,气通三焦,三焦主气,取之可宽胸理气、行气开郁。诸穴合用,共奏理气、解郁、安神之功效。
现代医学认为第二信使系统及其最初接收胞外信号的G蛋白都与抑郁症的病理生理有密切的关联[7]。近年的研究发现抑郁症的发生还与细胞免疫功能降低,免疫细胞数目减少或免疫细胞因子水平升高有关。此外 ,5-羟色胺和去甲肾上腺素的降低也与抑郁症的发病密切相关[8,9]。
我们实验观察了针刺对抑郁模型大鼠行为学的影响,实验结果显示:针刺可以显著改善实验动物的水平运动(P0.05)。在本实验中,各处理因素对实验大鼠垂直运动的影响,不具统计学意义(P>0.05);条件回避实验提示针刺可显著提高实验动物的逃避成功次数(P0.05)。对于未逃避成功的实验大鼠,针刺也可以显著缩短其逃避潜伏期(P0.05)。说明针刺可明显改善抑郁症状,为临床治疗抑郁症提供了新的思路和方法,但针刺抗抑郁机理以及最佳疗程等诸多问题还需在今后的实验和临床研究中进一步探讨。
参考文献
[1] 沈渔村.精神病学[M].北京:人民卫生出版社,1998: 358.
[2] 郭克锋.抑郁症患者的治疗难度预测性研究[J].现代康复,2001,5(8上):48.
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[7] 炎 彬,杜力军.抑郁症分子生物学研究进展[J].中国药理学通报,2005,2(2):138.
动物行为学的研究方法范文3
1鸟类脑大小对觅食创新的影响
很多动物行为学家都认为,在动物前脑大小与觅食创新之间存在着神经生物学联系[3],因为前脑与动物行为的可塑性密切相关。通常是前脑越大,觅食创新能力越强。根据这一基本原理,Lefebvre等人(2004)[4]研究了北美洲和大不列颠群岛上各种鸟的前脑大小与觅食创新之间的关系。所谓觅食创新是指能取食和利用新的食物种类或采用新的觅食技巧。为此,研究人员利用了9种鸟类学杂志所提供的资料,收集了322种觅食创新(或觅食新技能),其中126种觅食新技能属于大不列颠群岛上的鸟类,192种属于北美洲的鸟类(表1)。这些觅食创新包括银鸥捕到小啮齿动物后将它们扔到岩石上摔死或沉入水中淹死;也包括普通乌鸦利用过路的小汽车把坚果压碎,这相当于把小汽车当钳子使用[5]Lefebvre等人曾计算过这些创新行为在不同类群(目鸟类中的分布情况,同时还分析过不同类群鸟类在大不列颠和北美洲的常见程度或稀有程度。在掌握各种鸟类觅食创新行为的同时,研究人员还获得了这些鸟类前脑相对大小的资料[6]。无论是在大不列颠群岛还是北美洲,鸟类前脑的大小都与觅食创新密切相关。凡是前脑比较大的鸟类,其觅食创新行为也更为常见。虽然有很多觅食创新都是在一次观察中发现的,但对多达322例觅食创新行为的大规模分析中,发现在前脑大小与觅食创新之间确实存在着直接的关系,这表明,这是动物行为学中一个重要而有意义的研究新领域。Sol等人(2006,2007)[7-8]曾研究过鸟类脑子较大是否对其生存和生殖有利的问题。长期以来人们一直未经验证地认为,脑相对较大有助于提高动物的适合度(fitness),特别是当种群进入一个新的陌生环境的时候,这时觅食创新对动物的生存和生殖就特别重要[9-10]。Sol等人曾研究了646例物种被引入新环境的实验(涉及196种鸟),其中大多是研究人员将一种鸟引入一个岛屿或原分布区以外的地方[11-12]。研究人员还收集了196种鸟有关脑大小的资料,并根据鸟大脑就大,鸟小脑就小的基本事实作了相应的校正,最终发现,在鸟的脑大小和能在新环境中成功定居之间存在着正相关关系,这是因为脑子较大的鸟类具有更强的觅食创新能力,这种能力可大大提高鸟类的食物摄取率,从而能提高鸟类的生存机会和生殖机会。
2动物有计划未来的能力吗?
学习是动物借助于个体生活经历和经验使自身行为发生适应性变化的过程,从这一学习的定义可以看出,任何当前发生的行为都是与此前的生活经历和经验相关联的。如果动物也能像我们人类那样能够根据先前的经历和经验预测和计划未来的话,那一定会大大增加自身的存活机会和适合度。目前属于这方面的研究还很少,因为长期以来人们一直认为计划未来是人类独有的能力,这也是人类与所有其他动物存在的一个主要差异[13]。然而随着时间的推移已变得越来越清楚的是,动物也具有一些一度被认为是人类所独有的行为,例如使用工具和纯粹是有利于未来生存的行为,这促使动物行为学家开始对动物有没有计划未来的能力产生兴趣并进行研究。动物行为学家认为,要想确认计划未来的行为必须满足两个条件:首先该行为必须是创新的或新颖的,它不是某些本能行为的表现,例如:迁飞行为有很多本能成分,虽然显示有一定的“计划性”,但不是我们要求的那样;其次,计划未来的行为不一定与动物当前的动机状态相关,而必定会涉及到未来某一时刻的动机状态。下面介绍一个最新的关于动物计划未来的研究实例,这就是松鸦为了计划未来而改变其觅食行为的现象[14]。松鸦是进行这类研究的一个极好的物种,因为它具有令人难以置信的记忆力,它生活在高海拔地区,常常要为未来贮藏大量的食物,每个个体每年大约要贮藏3万多粒种子,冬季和春季几乎完全依赖秋季贮藏的种子为生。松鸦不仅能记住它们贮藏食物的地点,而且还十分注意当它们在贮藏食物时谁在观察它们。在这种情况下,它们此后会把食物重新挖出来并进行深埋,以防这些食物被偷食[15]。Raby等人(2007)[16]利用一个简单而巧妙的实验检验了松鸦是否具有计划未来的能力。研究人员为松鸦提供两个隔室,其中一个隔室中含有食物松子,另一个隔室中没有食物,每天早晨松鸦只能见到和进入一个隔室,在连续6天的实验期间,两个隔室是交替出现的,各出现3次。每天实验的前一天晚上,不为松鸦提供任何食物,因此它们在见到隔室期间是处于饥饿状态。6天实验结束后,每天天黑前两小时,只为松鸦提供一点点食物,使它们得不到可供贮藏的种子。此后再为它们提供一个备有大量松子的场所,并提供两个以前曾多次拜访过的隔室,但现在每个隔室内又安装了一个能贮藏食物的“贮食杯”,使鸟类在天黑前可以把食物贮藏起来,如果它们愿意这样做的话。实验结果发现,在两个隔室中它们总是在其中的一个隔室中贮藏更多的食物(松子),而这个隔室是它们以前拜访过的那个不含有食物的隔室,这说明在越是缺乏食物的环境中,它们贮藏食物的行为就表现得越明显,这对于保障未来的生存是很重要的,这实际上是“为未来着想的一种行为适应性”。接下来Raby等人又安排了一个更加有趣的实验,他们训练松鸦使其知道在一个隔室中可以吃到花生,而在另一个隔室中可以吃到谷粒,松鸦对这两种食物都很爱吃。当按照上述同样的方法进行实验时,发现松鸦在含有花生的隔室中贮藏的食物是谷粒,而在含有谷粒的隔室中贮藏的是花生,这表明松鸦很注意并喜欢使它们的食物多样化,在它们为未来准备食物时也是遵循这一使食谱多样化的原则。除鸦科鸟类(如松鸦和星鸦)外,其他动物是否也有“为未来着想”和计划未来的行为,目前还研究得很少,尚有待于扩展研究范围。
3脑海马大小与贮食行为的关系
为了了解鸟类觅食行为与空间记忆力的问题,Hea-ley和Krebs(1992)[17]曾研究了7种鸦科鸟类的脑海马大小与贮藏食物的能力之间的关系。他们之所以选择研究脑海马是因为已知鸟类大脑的这个区域与食物的回收(复得)有密切关系。同时,鸦科鸟类也是研究这一问题的最好对象,因为在鸦科鸟类的各个物种之间,贮食行为的表现各不相同,便于用比较研究法进行分析。有些鸦科鸟类根本就不贮藏食物,而另一些鸦科鸟类则 必须在长达9个月期间完全依赖贮藏的食物为生[18-19]。Healey和Krebs[17]研究了两种几乎不贮藏食物的鸦科鸟类,即寒鸦(Corrus monedula)和红嘴山鸦(Pyr-rhocorax graculus),还研究了4种贮藏食物的鸦科鸟类,它们是秃鼻乌鸦(Corvus frugilegus)、欧洲乌鸦(Corviscorone)、喜鹊(Pica pica)和红嘴蓝鹊(Cisia erythro-rhyncha),此外还研究了1种不仅贮藏食物,而且在长达9个月期间必须记住6 000~11 000粒种子埋藏地点的鸦科鸟类,即欧洲松鸦(Garrulus grandarius)。当检查贮食行为与脑海马大小之间关系的时候,发现这些鸟类都表现出明显的正相关关系,即海马体积越大,贮藏食物的行为就越发达,这表明:海马大小是鸦科鸟类空间记忆力和贮食行为进化的关键因素。此外,动物行为学家还研究了在一个物种内部个体之间海马大小与贮食能力之间的关系,例如:生活在食物短缺环境中的个体比生活在食物丰富环境中的个体具有更发达的贮食能力,脑海马的体积也比较大[20]。这就是说,当鸟类生活在严酷环境中的时候,自然选择有利于增强它贮存食物的能力和此后重新找回这些食物的能力,也有利于海马体积的增大和海马神经元数量的增加。Pravosudo及其同事用来自食物丰富的科罗拉多州和来自食物短缺的阿拉斯加州的两个黑冠山雀(Po-ecile atricapilla)种群检验和证实了这一观点。他们从阿拉斯加州的安克雷奇(Anchorage)捕捉15只活鸟,从科罗拉多州的温泽(Windsor)捕捉20只活鸟,然后将它们带回加利福尼亚大学的实验室,45天后测定这些鸟类贮藏种子之后再重新找到这些种子的能力。当为这些鸟提供可供贮藏的种子时,发现来自阿拉斯加(食物短缺)的山雀比来自科罗拉多(食物丰富)的山雀要贮藏更多的种子。同样重要的是,阿拉斯加山雀不仅比科罗拉多山雀贮藏更多的种子,而且它们重新找回这些种子的效率也更高,所犯错误也最少。从海马大小的角度进行比较,虽然阿拉斯加山雀比科罗拉多山雀的个体小体重轻,但其海马的体积却比后者大,而且海马所含有的神经元数量也更多。有趣的是,在不给予两地山雀贮藏食物的机会的情况下,它们之间海马大小的差异仍然存在,这表明:贮藏行为本身并不会使阿拉斯加山雀的海马变大,相反,两地山雀之间的差异应当是自然选择作用于海马大小的结果。目前,有关这一领域的大量工作正在进行之中。
动物行为学的研究方法范文4
关键词:颐脑解郁方;抑郁;行为;免疫组化;5-羟色胺;去甲肾上腺素
中圈分类号:R-33 文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2008)07-1446-03
抑郁症(Depression)是指以显著而持久的情绪低落、活动能力减退、思维与认知功能迟缓为临床主要特征的一类心境障碍。其发病率、伤残率、复发率均较高,严重危害人们的心身健康。WHO指出,21世纪人类面对的最大疾息是精神疾病,而抑郁症是其中的重点。对抑郁症的研究已引起国内外学者的重视。目前西药对抑郁症的治疗仍存在着起效慢、疗程长、副作用大、药价昂贵、部分患者对抗抑郁剂治疗无效等不尽人意之处。近年来根据中医辨证论治的原则,对症用药,具有一定的优势。因此从中医药的角度对抑郁症的病因病机、治则治法进行理论性总结和探讨,并结合疗效确切的中药复方对中医药治疗抑郁症进行药效学观察和机理方面的探讨,具有一定的现实意义。本研究采用行为学及免疫组织化学方法,探讨了颐脑解郁方对抑郁状态模型大鼠行为学及脑内5-羟色胺、去甲肾上腺素的影响。
1 材料与方法
1.1 动物及分组
二级雄性Wistar大鼠,购于北京维通利华实验动物技术有限公司,合格证编号:SCXK(京)2002-0003。饲养1周(早7:00-19:00光照,19:00-次日7:00黑暗),体重达250-300g,用OPEN-FIELD法进行行为评分…,选择评分相近的大鼠,随机分为正常组、模型组、治疗组、对照组,每组10只。
1.2 造模方法
正常组:每笼5只饲养,正常饮食饮水。模型组:参照文献,采用慢性应激结合孤养法,每笼1只饲养,进行为期21天的慢性不可预见的应激,造成大鼠慢性应激抑郁模型。治疗组:参照文献建立慢性应激抑郁状态大鼠模型,造模结束后开始灌胃给药,每日1次,连续6周。对照组:参照文献建立慢性应激抑郁状态大鼠模型,造模结束后开始灌服生理盐水,每日1次,连续6周。以上各组动物在相互隔离的环境下饲养。
1.3 药物
颐脑解郁方(北京中医药大学中药鉴定教研室鉴定),使用前按照灌胃剂量煎药浓缩,浓度0.62g生药/mL,贮存于4℃冰箱中备用,临用前加热。
1.4 实验仪器及试剂
大鼠行为观察旷野箱(自制);SMG-2型大鼠水迷宫反应箱,中国医学科学院药物研究所;Polyvar万能显微镜,美国;Leitz石蜡切片机,德国;CMIAS8真彩病理图像分析系统,北京航空航天大学。
免疫组化染色试剂盒,浓缩型DAB试剂盒,兔抗5-HT,北京中山生物技术有限公司。兔抗NE,Serologicals公司。
1.5 动物处理及切片处理
中药灌胃6周后,进行行为学测试(蔗糖水试验,旷野试验,迷宫法试验)。然后予100g/L水合氯醛(400111g/kg)麻醉,取脑,用100mL/L的中性甲醛溶液固定。石蜡包埋,Leitz石蜡切片机进行石蜡切片,片厚6um。
1.6 免疫组织化学染色(ABC法)
采用ABC法,主要步骤如下:切片入10mL/L甲醇H2O2液,室温30min。蛋白酶K消化,37℃30min。正常羊血清,室温30min。兔抗5-HT(1:80),兔抗NE(1:300),4℃过夜。生物素化二抗工作液,37℃2h。辣根酶标记链霉卵白素工作液,37℃2h。0.05%DAB-0.01%H2O2液显色。脱水,透明,封片。
1.7 图像分析与统计学处理
每组随机取3张片子,每张片子在大脑额叶皮质及海马CA1-CA4区各取3个视野,采用CMIAS8真彩病理图像分析系统对5-HT、NE阳性细胞进行测量分析,统计每个场的面密度。
1.8 统计学方法
采用SPSS for windows 10.0软件进行统计分析,以平均差±标准差(x±s)表示,组间差异采用单因素方差分析(ANOVA)。
2 结果
2.1 颐脑解郁方对模型大鼠行为学的影响
蔗糖水试验中,模型组、治疗组、对照组大鼠在治疗前蔗糖水摄入量与正常组相比,均明显减少,有统计学意义(P<0.01)。治疗组大鼠治疗后蔗糖水摄入量明显增加,与对照组相比,有统计学意义(P<0.01)。见表1。
旷野试验中对照组、模型组大鼠水平及垂直得分均小于正常组,有显著性差异(P<0.01)。反映了对照组和模型组大鼠活动性减少,兴趣缺乏。治疗组大鼠水平走格数与站立次数明显增加,水平得分和垂直得分均高于对照组,与对照组相比,有显著差异(P<0.01)。见表2。
水迷宫法试验中,模型组、对照组大鼠游到终点的时间延长,错误次数增加,与正常组相比,有统计学意义(P<0.05或0.01),反映模型组、对照组大鼠的学习和记忆能力下降。治疗组大鼠游出时间明显缩短,错入盲端次数减少,与对照组相比有统计学意义(P<0.05或0.01)。见表3、表4。
2.2 颐脑解郁方对模型大鼠脑额叶皮质及海马5-HT的影响
正常组大鼠脑皮质内可见I-Ⅵ层均有5-HT阳性细胞,形态、大小规则,细胞层次清晰,5-HT表达在细胞的细胞质内,呈深棕色,核区呈阴性,海马CA1-CA4区锥体细胞层均表达5-HT,大多呈锥体形。模型组大鼠脑额叶皮质和海马锥体细胞层的5-HT阳性细胞数量也明显减少,细胞形态不规则,间隙增大,排列疏松不齐,表达明显减弱。对照组大鼠皮质和海马锥体细胞层5-HT的表达明显减弱。治疗组大鼠皮质Ⅱ-V层及海马锥体细胞层均有5-HT的表达,且与对照组相比,5-HT的表达明显增强,阳性细胞数量也明显增多。结果表明颐脑解郁方能促进抑郁模型大鼠脑皮质、海马5-HT的表达。见表5。
2.3 颐脑解郁方对模型大鼠脑额叶皮质及海马NE的影响
正常组大鼠脑皮质内可见I-Ⅵ层均有NE阳性细胞,但主要集中在Ⅱ-Ⅵ层,NE表达在细胞的细胞质内,呈深棕色,核区呈阴性,同时血管壁也有表达。模型组大鼠
脑皮质及海马NE的表达与正常组相比,出现阳性细胞表达减弱。对照组大鼠脑皮质及海马NE表达明显减弱。NE阳性细胞数量也明显减少且颜色变浅。治疗组大鼠大脑额叶皮质NE表达在Ⅱ-V层,且与对照组大鼠比较,NE的表达明显增强,阳性细胞数量也明显增多,颜色明显加深。说明颐脑解郁方能够促进抑郁模型大鼠皮层及海马NE的表达。见表6。
3 讨论
中枢5-HT能和NE能系统与情感活动关系密切。目前研究认为,脑内去甲肾上腺素能系统调节睡眠和觉醒、学习和记忆、选择性注意、应激反应以及奖赏系统的功能。5-羟色胺在中枢具有调节情感、睡眠、警觉、记忆、食欲、等多种功能,可以增加行为活动和自发学习积极性。脑内去甲肾上腺素(NE)和5-羟色胺(5-HT)之间的平衡失调,即5-HT和(或)NE一种或数种神经递质(生物胺)出现了神经生化上的失衡或功能缺陷,导致传递功能受损,从而引起抑郁。
Papes(1937)提出了大脑的情绪回路,认为大脑皮质、海马是调节情绪功能的两个主要区域。Starkstein等和Robinson等认为,脑卒中后抑郁是病灶破坏了NE能神经元和5-HT能神经元及其径路,使这2种递质低下而导致抑郁状态的发生。因为NE能和5-HT能神经元胞于脑干,其轴突通过丘脑及基底神经节投射到达额叶皮质及边缘系统。5-HT神经元的密集处中缝核群和去甲肾上腺素神经元的密集处蓝斑核之间有丰富的神经联系。目前研究认为,脑内去甲肾上腺素能系统具有调节睡眠和觉醒、学习和记忆、选择性注意、应激反应以及奖赏系统的功能。5-羟色胺在中枢具有调节情感、睡眠、警觉、记忆、食欲、等多种功能,可以增加行为活动和自发学习积极性。PSD的发生可能与大脑损害引起NE和5-HT之间的平衡失调有关。病灶累及上述部位时,就有可能影响区域内的去甲肾上腺素能和5-羟色胺能的神经通路,使去甲肾上腺素和5-羟色胺含量下降,从而导致抑郁。
动物行为学的研究方法范文5
【摘要】 目的探讨针刺治疗抑郁症的的作用机制。方法将48只成年雌雄各半的SD大鼠随机分为正常组、模型组、针刺组和药物组,每组12只。后3组采用孤养和长期不可预见的中等强度刺激应激造成抑郁大鼠模型,同时针刺组和药物组开始治疗,周期21 d。每周测定各组大鼠行为学的改变,治疗结束后用放射免疫法测定大鼠血清ACTH,T3,T4,rT3和TSH的浓度。结果与正常组相比,模型大鼠行为学评分降低,血清T3,T4,rT3、TSH均有明显减低(P
【关键词】 抑郁症; 针灸疗法;下丘脑垂体肾上腺皮质轴;下丘脑垂体甲状腺轴
Abstract:ObjectiveTo study the therapeutic effects of acupuncture on depression and to probe the mechanism. MethodsFortyeight adult SD rats, 16 females and 16 males, were randomly pided into a normal group, a model group, an acupuncture group and west medicine group, 12 rats in each group. Separated feeding. Longterm unpredictable and middle stimulation stress were used for development of depressed rat model. At the same time, the treatment groups were treated for 21days. The changes of behavior were recorded in every week. The contents of adrenocorticotrophic hormone (ACTH), TSH, T3, T4 and rT3 in the serum were detected by radioimmunity. ResultsCompared with the normal group,the times of crossing and rearing movement in model group decreased significantly from the 7th day after modeling, the contents of TSH, T3, T4 and rT3 decreased significantly, as well as the contents of ACTH increased significantly in model group. While in comparison with model group, the times of crossing and rearing movement increased significantly in acupuncture and west medicine groups;the contents of TSH, T3 and rT3 increased and ACTH decreased significantly in acupuncture and west medicine groups. ConclusionAupuncture is effective on the depressed rats. It plays the therapeutic role through ameliorate the function of hypothalamuspituitaryadrenal axis and hypothalamuspituitarythyroid axis.
Key words: Depression; Acupuncture therapy; Hypothalamuspituitaryadrenal axis; Hypothalamuspituitarythyroid axis
抑郁症是一种以持续性心境低落为主要特征的常见情感障碍疾病,甚则致死致残[1]。其发病涉及生物、心理和社会等多方面因素,机理至今尚不完全清楚。有资料[2]表明,抑郁症患者神经内分泌轴调节功能常有异常,而长期慢性应激刺激更易导致神经内分泌调节功能障碍,并导致情绪和行为的异常。针灸介入抑郁症的治疗已有近20年的历史,取得了明显的疗效。本实验旨在观察慢性应激抑郁模型大鼠日常行为学变化以及血清ACTH,T3,T4,rT3,TSH的水平,即抑郁大鼠下丘脑垂体肾上腺皮质轴(HPAA)和下丘脑垂体甲状腺轴(HPPA)功能的改变,以及针刺干预对它们的影响。现将结果报告如下。
1 材料与仪器
1.1 动物成年SD大鼠,体质量220~290 g,雌雄各半(由广州中医药大学动物中心提供,动物合格证号:2007A017,SPF级)。
1.2 试剂与仪器ACTH,T3,T4,rT3,TSH放免试剂盒由北京科美东雅生物技术有限公司提供。上海日环仪器TSN695B型γ放射免疫计数测定仪,RC5C低温高速离心机(美国杜邦公司),自制敞箱:不透明材料制成的立方形,长、宽各80 cm,高40 cm, 底面由面积相等、边长16 cm的正方形25块组成。
2 方法
2.1 动物分组首先用Openfield法[3]作行为学评分,选择得分相近的48只大鼠。适应性喂养7 d后,给予分组。随机分为正常组、模型组、药物组和针刺组,共4组,每组12只。正常组每笼饲养6只,雌雄分开。
2.2 模型制备按照参考文献方法[3]进行抑郁症模型大鼠的复制。模型组、针刺组和药物组每笼饲养1只。除正常组之外其余各组接受21 d各种不同的应激,包括断水24 h;断食24 h;夹尾1 min;4℃冰水游泳5 min;摇晃:1次/s,5 min;昼夜颠倒;点击足底,电压50 mV,每5 s刺激1次,间歇5 s,共刺激10次。每天随机选择一种刺激,每种刺激平均使用3次,共21 d。
2.3 治疗方法 在给予大鼠各种不可预知的应激刺激同时,除模型组外,各治疗组开始治疗。针刺组于每日应激刺激前1h进行治疗,根据《实验针灸学》[4]大鼠穴位定位方法取穴。选取百会、心俞、肝俞。穴位常规消毒,选用华佗牌0.25 mm×25 mm针灸针进行针刺。百会向尾部斜刺,进针深度约为2 mm,心俞、肝俞(左右两侧穴位交替使用,每次取单侧)斜刺5 mm,每穴均匀捻转刺激30 s,留针15 min。1次/d,共21次。药物组:按照2 mg/kg给予盐酸氟西汀(美国礼来公司),将药物溶于生理盐水中灌胃,1次/d,共21 d。各组分别于实验第1,7,14,21天检测大鼠行为的变化。
2.4 行为学测定大鼠穿越敞箱底面的块数(四爪跨入)为水平活动的分数,以直立次数(两前肢离地1 cm以上)为垂直活动分数,每只动物共进行4次测定,3 min/次。
2.5 血清ACTH,T3,T4,rT3,TSH测定各组动物于第21天末次治疗的 24 h后,快速断头取血,未抗凝,用4℃,3 000 r/min离心10 min,分离血清,保存在70℃冰箱中,以备待测。采用放射免疫分析法检测ACTH,T3,T4,rT3,TSH,实验按说明书操作。
2.6 统计处理数据用SPSS12.0统计软件进行分析,以 ±s表示,组间差异用方差分析,以 P
3 结果
3.1 各组大鼠0penfield 法行为测定结果
3.1.1 各组大鼠Openfield法行为测定水平运动结果与正常大鼠相比,模型大鼠水平活动于造模开始第7天就明显下降(P<0.05),到14、21天,下降就有极显著差异(P<0.01)。各治疗组在早期没有显著变化,于第14天针刺组大鼠水平活动较模型组有显著提高(P<0.01),到21 d,针刺组和药物组大鼠水平运动均较模型组有极显著提高(P<0.01)。结果见表1。表1 各组大鼠Openfield法行为测定水平运动结果(略)
3.1.2 各组大鼠Openfield法行为测定垂直运动结果与正常大鼠相比,模型大鼠垂直活动到21 d出现极显著差异(P<0.01);针刺组与药物组大鼠到21 d,垂直活动均较模型组有显著提高(P<0.01)。结果见表2。表2 各组大鼠Openfield法行为测定垂直运动结果(略)
3.2 各组大鼠神经内分泌测定结果抑郁模型大鼠血清T3,T4,rT3、TSH均较正常组有明显减低(P
4 讨论
综合孤养与中等强度的不可预见的应激刺激诱导的抑郁大鼠模型模拟了抑郁症病人的部分发病原因与临床症状,被广泛用于机制研究。在造模过程中,发现模型大鼠处于明显的抑郁状态,精神萎靡,活动性测试中的水平运动和垂直运动分别反映了抑郁大鼠的活动减少,兴趣减低,糖水消耗量降低反映抑郁大鼠的削弱,这些都很好的模拟了抑郁症病人的核心症状:兴趣丧失、活动减少、情绪低落等。本实验模型符合抑郁模型成功的评判机制[5]。本实验发现,针刺可以显著的改善抑郁大鼠行为学异常,与模型组相比存在显著差异(P<0.01),提示针刺可以改善抑郁状态。
有证据[6]表明,情感性疾病和神经内分泌功能异常有密切关系,边缘系统是中枢神经系统调节情感活动的重要部位,而这一部位又是调节下丘脑垂体内分泌功能的关键部位。研究表明[7],HPAA功能异常与原发性情感障碍的发生有关,抑郁症患者有ACTH 和皮质类固醇分泌的异常。据统计[8],有8%~25%抑郁症患者有不同程度的隐性甲状腺功能减退,9%~20%抑郁症患者抗甲状腺抗体水平升高,而补充甲状腺素有助于难治性抑郁症的治疗,提示抑郁症与甲状腺功能障碍可能有联系。
本实验测定了各组血清ACTH,T3,T4,rT3,TSH,结果显示,模型组大鼠血清T3,T4,rT3,TSH的水平较正常组均有明显减低,而ACTH却明显升高,说明抑郁大鼠具有明显的神经内分泌功能紊乱。各治疗组均使TSH,T3有显著提高,ACTH降低。在提高rT3,T4水平方面,针刺组较药物组发挥了显著作用。说明针刺具有调节HPTA和HPAA的作用。
针灸的干预较药物具有起效快,整体调节,多靶点作用等优势。在穴位选择上综合了抑郁症的主要病机为:肝郁气滞、心脾两虚和肝肾阴虚。其病位在脑,涉及到肝、心等,故选择百会、肝俞、心俞。百会属督脉,督脉是人体诸阳经脉之总汇,对整个经脉系统起统帅作用,其主干行于脊里,向上行至项后风府进入脑内,上循巅顶,故督脉与脑、脊髓关系相当密切,历代医家素有“病变在脑,首取督脉”之说。百会为手足三阳经与督脉及足厥阴肝经之会,居头之巅顶,犹天之极星居北,为百脉聚会之处,可调补中气,疏通脑络,健脑宁神之要穴。心俞、肝俞为背俞穴,属足太阳膀胱经,其主干从头顶入里络于脑,故和脑的关系极为密切。两穴除了调理心脾,疏肝理气之外,还可健脑安神,是治疗神志病的要穴。
参考文献
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[2]陈辰,徐维平,魏 伟.抑郁症的神经内分泌学研究进展[J].山东医药,2008,48(37):110.
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[6]陈登榜,代吕霞,赖 雁.慢性应激引发抑郁症的神经、内分泌机制研究[J].成都医学院学报,2007,2(3):213.
动物行为学的研究方法范文6
【关键词】老年痴呆 行为学指标 脑内有关物质含量检测指标 脑组织形态学观察指标 血液检测指标
中图分类号:R592文献标识码:A文章编号:1005-0515(2010)12-030-03
【ABSTRACT】Objective To sum up and appraisal the evaluating indicators and methods of treating senile dementia. Methods Former indicators were summarized from four aspects of the behavior indicator, the examination indicator of related material content in brain, the brain tectology observation indicator and the blood examination indicator and other indicators were carried on the forecast. Results Through the discussion of drug efficacy targets and the methods,it provides newly and important data for the senile dementia mechanism and the treatment research. Conclusion There is a very important significance to find the effective mathods to prevent and treat the senile dementia by intensively studing main evaluating indicators and methods of treating senile dementia .
【KEY WORDS】Senile dementia; Behavior indicator; Examination indicator of related material content in brain; Brain tectology observation indicator ; Blood examination indicator
众所周知,人类社会己经逐渐进入老龄化社会,老年痴呆已成为威胁人类晚年身心健康的主要疾病之一,患病率呈逐年上升趋势。资料显示,研究者已针对脑的结构、功能和信息传递的新认知开发出了许许多多的治疗药物,且防治效果显著,但相关药效评价指标多散在于浩如烟海的文献中,为此本文总结相关文献,从行为学指标、脑内有关物质含量检测指标、脑组织形态学观察指标、血液检测指标四个方面对药物治疗老年痴呆进行药效评价,为老年痴呆机理和治疗的研究提供新的、重要的数据源。
1 行为学指标
1.1 水迷宫指标
20世纪80年代初,Morris发明了水迷宫,它是一种测量空间学习和记忆能力的实验方法,可用来评估啮齿动物由于老年痴呆等因素所造成的学习记忆的影响,目前已被认为是此类研究的经典。
Morris水迷宫实验由两个主要的实验组成,分别是定向航行实验和空间探索实验。
定向航行实验时,将动物从之前划分好的四个象限中随机放入,在最大游泳时间内,可以记录并作为评价指标的主要是逃避潜伏期(指大鼠自进入迷宫开始至找到平台所需的时间,经典的水迷宫实验以此作为主要指标进行统计分析),除此之外还有游泳路程长度(指大鼠自进入迷宫开始至找到平台游过的总距离。它是逃避潜伏期和平均游泳速度的乘积,是一个综合指标,受两者共同的影响,既可以反映大鼠对平台位置的学习记忆能力,又反映了大鼠的运动能力)、游泳速度(指大鼠进入水迷宫运动的快慢,速度的快慢,一般并不反映大鼠的学习记忆能力,仅反映大鼠的游泳能力。但在某种程度上,大鼠的逃避潜伏期短,那么相对消耗的体力也会少,速度也可能会较快。速度较快,那么,行程也可能会较长)、入水角度(指大鼠进入水迷宫后开始运动的方向与入水点和平台连线的夹角。如果与逃避潜伏期结合分析,在某种程度上可以弥补单纯考虑时间的不足)、搜索策略等可作为评价指标的补充,在分析过程中起参考作用,这个实验主要用于评价动物的空间学习能力。对于最大游泳时间,各实验人员有不同看法,通常选择 120s,90s或60s。最大游泳时间会在统计中由于个别动物而影响整组数据,特别是选择较大的游泳时间时,因此,应该在实验前做好动物的筛选工作,并在统计数据时去掉异常值。
定向航行实验进行几天后(按动物学习情况定),开始空间探索实验,将平台撤去,一般探索时间在90s或60s内[2],可以记录并作为评价指标的主要有寻求原平台的次数(也就是跨平台次数:是在撤去平台后,动物穿越原平台所在位置的次数,反应动物寻找平台的能力,与原平台象限停留时间结合起来考虑更能反应大鼠的学习记忆能力的变化)、原平台象限的游泳时间,原平台象限游泳时间占总时间百分比,这个实验主要用于评价动物的空间记忆能力。
水迷宫实验作为老年痴呆动物的评价指标来说充分而又准确的,是最常用的评价治疗老年痴呆药效的指标,但是它也有不足之处,Graziano [3]认为简单地使用目前常用的观测指标不能准确的反映真实的搜索策略,于是选择了一些自定义的行为种类、大量的数值变量和重要区域,使用判别式分析的方法来获得较高的准确率。Graziano的这种方法虽然准确但是种类繁多比较复杂,所以我们进行日常实验时,只要选择主要的评价指标补充几个次要指标就可以清楚地反映实验的结果了。
1.2 跳台实验指标
跳台实验是药理学常用的评价动物对药物及其他给予的干预后的神经行为学中一个测试现象较为明显的实验,也就是测量大小鼠记忆能力的变化的实验。跳台实验指标是评价药效常用的指标之一,从文献的记录中看实属完善成熟。
检测方法:将大鼠或小鼠放入跳台仪内适应环境,然后通电,大多数跳上跳台逃避电击。从通电到完全稳定上台所用的时间为潜伏期,跳下时大鼠双足同时接触铜栅视为错误反应,训练并记录训练时间内的潜伏期和错误次数作为学习指标。24h后重测,先将大鼠或小鼠放在跳台上,记录第1次跳下跳台时间为潜伏期,并记录错误次数作为记忆能力指标。
2脑内有关物质含量检测指标
老年痴呆发病机制复杂,多种信号通路参与此过程,许多信号分子在其中发挥重要作用[4]。目前已公认,学习记忆与中枢胆碱神经系统关系极为密切。研究还表明,患者的痴呆程度与皮质和海马中信号分子的缺失程度密切相关,在患者脑中,基底前脑的胆碱能神经细胞明显丢失,胆碱能神经纤维发生退变,AchE、谷氨酸、p-KER2等在脑内的表达出现异常,尤以皮质和海马显著。
2.1 胆碱酯酶(AchE)活性的检测
胆碱酯酶是胆碱能神经递质乙酰胆碱的水解酶直接参与自主神经功能调节、肌肉运动、大脑思维记忆等重要功能。研究证实老年痴呆患者中枢胆碱能系统损伤,AchE活性和突触前胆碱能标志在多处脑区均显著降低或缺失患者基底前脑区胆碱能神经元丢失,从基底节到皮质,胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性降低和乙酰胆碱酯酶(AChE)活性明显升高,造成乙酰胆碱 (ACh)的合成、储存和释放减少,皮质 ACh受体数目减少,产生痴呆症状 [5]。总的来说,老年痴呆患者脑组织中胆碱乙酰化酶活性明显降低,胆碱酯酶活性显著升高,造成 ACh含量不足,导致中枢神经系统功能障碍,出现学习记忆及认知功能下降,甚至智力丧失[6]。因此AchE活性的检测作为评价老年痴呆药效的主要指标,且在药效评价中的使用甚为频繁。
检测方法:断头法处死实验动物后,迅速取脑,用预冷的生理盐水冲净表面血液,用滤纸吸干,去除软脑膜血管。取右脑称重,置微型匀浆器中,加无水乙醇研磨,再加生理盐水充分研磨制成匀浆。冷冻离心机离心,取上清液。用羟胺比色法测定AChE活性(可按照试剂盒说明书进行操作)。
2.2 谷氨酸含量的测定
谷氨酸是脑内主要的兴奋性神经递质,介导兴奋性突触传递,并与长时程增强(long term potentiation LTP)的形成密切相关 [7],也作为老年痴呆药效的相关评价之一。
检测方法:在海马组织中加入HCL溶液,冰浴下超声匀浆,低温离心,取上清液加入正亮氨酸为内标物,利用异硫氰酸苯酯衍生,用内标法测定谷氨酸含量[8]。
2.3 p-KER2含量的测定
p-KER2含量测定:将海马组织放到预冷的裂解液中。低温超声粉碎后,离心,取上清液分装。用Braford法测定蛋白质含量,以牛血清白蛋白为标准品。用磷酸化抗体,常规Western蛋白印迹法测定p-KER2含量[9]。扫描蛋白条带,进行吸光度分析,吸光度值代表p-KER2含量。
2.4 Aβ和S.P含量的测定
Aβ由分泌酶水解β淀粉样前体蛋白产生,称为β-淀粉样肽,Aβ生成的增多对神经元有毒性作用[10],大脑海马组织形态也发生明显的变化。而Aβ被认为是导致神经元损伤及认知功能衰退的主要致病物质[11]。
S.P是世界上发现最早的神经肽,研究表明,S.P与学习记忆功能有关,且对中枢神经系统具有保护作用,向人们提示了其对老年性痴呆等神经系统疾病具有潜在的防治价值[12]。
因此Aβ和S.P含量的测定对药效的评价有着重要的作用。
2.5 皮质的蛋白含量的测定
检测方法:分离脑皮质,称重,组织加入磷酸盐缓冲液(PBS)液,在组织匀浆器中充分研磨后,离心,吸取上清液,用PBS按1:4的比例配成组织匀浆液。最后用酶标仪微量比色法测定皮质匀浆液的蛋白含量。
3 脑组织形态学观察指标
3.1 海马病理形态观察
海马组织主要负责存储信息,是人学习和记忆的关键部位。海马结构的整合是空间学习的基础,海马区的受损影响大鼠学习行为的实验结果,和临床患者健忘、痴呆等表现是一致的[13] 。海马萎缩被看成是与记忆损伤相关的重要指标,也是评价药效的主要指标之一。
检测方法:断头处死,开颅取出完整的脑组织,用10%的福尔马林固定,切取脑组织,石蜡包埋,连续切片,行HE常规染色,进行细胞形态学观察。
3.2 检测海马及边缘系统的胆碱能神经元丢失状况
老年痴呆患者的病理学特征是大量神经细胞内神经纤维缠结、细胞外老年斑和弥漫性脑萎缩[14]。计算神经元数目检测海马及边缘系统的胆碱能神经元丢失状况可以直观简单地推测出患者的生理状态,是评价药效的重要指标。
3.3 病理组织切片及免疫组织化学染色
病理组织切片及免疫组织化学染色只要在光学显微镜下,老年痴呆动物模型内部结构的病理变化就一目了然,从而透彻地解析老年痴呆的病因和发病机制。
检测方法:开颅取脑后固定、脱水等过程后,进行冠状冷冻切片。切片PBS冲洗,经过溶于 PBST进行过氧化反应,封闭处理后,加入鼠抗摇匀、孵育过夜。然后,在室温下加入生物素化羊抗鼠IgG摇匀、孵育,室温摇匀、孵育,显色。最后,经过常规粘片、干燥、脱水、透明、封片,光学显微镜下观察并拍摄。
4 血液检测指标
近年来的研究表明,血液指标的检测不仅可预测患上老年痴呆的风险,其准确率高达90%,还可以作为不可或缺的药效评价指标,专家认为,血液检测有望为人类防治老年痴呆症带来革命性变化。
4.1 血清β淀粉样蛋白、转化生长因子及类胰岛素样生长因子Ⅱ水平检测
分泌酶水解β淀粉样前体蛋白产生Aβ,而Aβ又是导致认知功能衰退的主要致病物质,所以老年痴呆伴有β-淀粉样蛋白沉积,可通过检测血清β淀粉样蛋白的水平来估计Aβ的含量。
检测方法:取血分离血清,血清β淀粉样蛋白、转化生长因子及类胰岛素样生长因子Ⅱ检测采用放免法。
4.2 超氧化物岐化酶(SOD)和丙二醛(MDA)羟自由基的含量检测
检测方法:快速开胸,心脏取血,离心取血清,置于低温保存,按试剂盒说明书,紫外分光光度法检测超氧化物岐化酶(SOD)和丙二醛(MDA)羟自由基的含量观察动物脑组织形态学的病理变化。
4.3 血液流变学检测
研究表明,血液流变学异常是导致血液成分改变的主要因素之一。有研究认为,高黏血症是痴呆的危险因素之一。其机制可能与血液黏滞度异常则血流变慢,血液黏稠度增加而致脑血流量下降,脑部缺血缺氧,损害大脑的学习记忆功能有关[15]。血液流变学检测也可以评价药物疗效的好坏。
5 小结
到目前为止,各种药效评价指标层出不穷,除了上述常用的指标外,按照每种治疗方法或者药物对此疾病改善的不同,检测的指标也会有所不同,如晚期老年痴呆存在严重氨基酸代谢障碍,脑脊液,血浆中兴奋性氨基酸谷氨酸、天门冬氨酸含量的测定具有重要价值;老年痴呆能引起nNOS和NO表达增加,而MTPG(代谢型谷氨酸受体阻断剂α-甲基-(4-四唑基-苯)甘氨酸能阻断老年痴呆诱导的nNOS表达增加[16],因此nNOS含量的检测在MTPG这种受体阻断剂的影响下有相对重要的意义等。还有血糖指标,海马颞叶中D2受体变化、载脂蛋白E的含量等等都与老年痴呆的机理息息相关,由于这些指标多而杂是近几年的研究发现,还未得到广泛的应用及证实,还未成熟,故本文只选取了一些成熟、常用、重要且有效的指标及其检测方法进行整理归类,为以后的研究提供更方便的查找途径,但是归类的指标中也还很多细节到现在为止还没有透彻,值得进一步研究、完善,使其更加适用于老年痴呆的机制探讨和药理研究。
这些评价指标的整理与总结以老年痴呆药理学的研究为基础,以评价药效为目的,从而为多层次、多角度深入研究老年痴呆的发病机理奠定了基础,为药物治疗老年痴呆提供更多的途径,有利于进一步提高药物治疗老年痴呆的疗效以及临床价值,并为研究开发疗效更高、毒性更小的治疗老年痴呆的药物提供更多思路。
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