[摘 要] 目的: 探討急性最大電休克和慢性經(jīng)耳電點燃癲癇對大鼠學習和記憶的影響。方法: 通過雙耳夾給予大鼠電刺激(150mA, 0. 2 s)誘發(fā)急性最大電休克(M ES), 而慢性經(jīng)耳電點燃癲癇,是經(jīng)雙耳夾每24h給予大鼠一次亞驚厥劑量電刺激(40mA, 0. 2 s)直至完全點燃。采用八臂迷宮(四臂放餌)研究大鼠空間學習能力和記憶再現(xiàn)能力。高效液相色譜分析法(H PL C)檢測腦中組胺、C2氨基丁酸(GA BA)、谷氨酸的含量變化。結果: 在學習過程中, 與對照組相比, 急性最大電休克僅增加了學習過程中的參考記憶錯誤次數(shù), 同時使大鼠海馬內GA BA含量增加。而慢性經(jīng)耳電點燃癲癇在空間記憶再現(xiàn)過程中, 大鼠工作記憶和參考記憶錯誤次數(shù)增加并且在完全點燃后持續(xù)近3周。慢性經(jīng)耳電點燃癲癇大鼠在完全點燃24h后海馬CA1區(qū)神經(jīng)元發(fā)生退行性變化, 同時使大鼠海馬組胺含量減少。結論: 不同種癲癇對認知功能的影響不同: (1)急性最大電休克損傷了空間學習能力, 可能與異常的突觸可塑性及海馬內的GA BA含量上升有關; (2)慢性經(jīng)耳電點燃癲癇誘發(fā)了空間記憶再現(xiàn)障礙, 可能與海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的病理改變及海馬內組胺含量的下降有關。
[關鍵詞] 癲癇ö病理生理學; 記憶障礙ö病因學; 參考記憶; 工作記憶; 動物, 實驗
癲癇是一種常見病, 其發(fā)病率為0. 5% ,癲癇所造成的危害不僅在于癲癇發(fā)作本身, 還在
于反復發(fā)作的慢性癲癇所致的學習記憶障礙等認知和行為異常。普 遍 認 為, 癲 癇 影 響 了 認 知 功 能。Sa rk isian等報道, 單純的海人藻酸注射引起了癲癇狀態(tài)的持續(xù)發(fā)作, 同時也導致了嚴重的組織缺損和記憶障礙。慢性戊四唑化學點燃引起組胺活性下降, 同時導致了空間記憶障礙。然而, 關于癲癇和認知也有不同的甚至相反的報道, 慢性癲癇雖然不同程度地影響了認知的形成和維持, 但癲癇對認知功能的作用并不都是負面的。例如, 杏仁核點燃大鼠在空間學習和社交關系實驗中顯示與正常對照組無明顯差異, 急性最大電休克(M ES)對被動回避反應沒有明顯的影響。我們的前期實驗中建立了慢性經(jīng)耳電點燃癲癇的大發(fā)作模型, 并發(fā)現(xiàn)可導致大鼠被動回避反應記憶保持能力的下降。本實驗擬利用放射狀八臂迷宮, 測定急性M ES和慢性經(jīng)耳電點燃癲癇對大鼠空間學習和記憶的影響。
1 材料和方法
1. 1 動物和分組 SD 大鼠180只, 雄性, 體重220~270g(浙江大學醫(yī)學院實驗動物中心提
供, 清潔級Ê級, 證書號: 2229601018)。隨機將大鼠分成急性M ES組、慢性經(jīng)耳電點燃癲癇
組、對照組, 每組又分成學習組和記憶再現(xiàn)組,每組30只大鼠。每只大鼠每天12h的光照ö12
h黑暗。溫度(22~26℃)、濕度(40%~70%),自由飲水, 在整個實驗過程中限制進食, 保持體
重為自由進食體重的80%~85% ,行為學實驗安排在10: 00~17: 00進行。
1. 2 急性M ES模型 用德國H ugoSach s電刺激器(H ugoSach sT yp e221,F re ibu rg), 經(jīng)雙
耳夾電極僅給予1次50H z的方波脈沖、150mA、0. 2 s刺激誘發(fā)全身強直陣攣發(fā)作。如果出現(xiàn)后肢強直性伸展(即后肢伸展程度與身體平行)則為標準的最大電休克(M ES)。
1. 3 慢性經(jīng)耳電點燃模型 每日用鱷魚夾夾大鼠雙耳, 給予閾下電刺激(40mA, 0. 2 s), 24
h1次。對照組給予鱷魚夾夾大鼠雙耳但無電流通過。每次刺激后觀察行為變化, 同時記
錄是否出現(xiàn)后肢強直性伸展(HL E)。若動物連續(xù)3次電刺激后均出現(xiàn)后肢強直性伸展, 則認
為完全點燃。本實驗中所有慢性經(jīng)耳點燃大鼠在連續(xù)刺激7~10d后均完全點燃。
1. 4 放射狀八臂迷宮學習獲得和記憶再現(xiàn)測試 如前所述, 放射狀八臂迷宮中央?yún)^(qū)直徑
30cm, 向四周以等角度和等長度延伸八條臂(50cm×12cm)。迷宮高出地面40cm。迷宮周
圍布置各種東西作為參照物。每次訓練、測試過程中, 八臂中只有四臂放置食餌(分別為3、5、6和8號臂)。
1. 4. 1 放射狀八臂迷宮學習過程測試: 大鼠經(jīng)急性M ES或慢性經(jīng)耳電點燃24h后, 開始放射狀八臂迷宮學習。在學習前大鼠先在迷宮中適應2天, 每天1次。適應時3~4只大鼠同時置于迷宮中, 自由活動和攝取餌10m in。適應后進行每天1次的訓練。大鼠放在迷宮中央?yún)^(qū), 此時中央?yún)^(qū)四周用門關住, 15 s后, 門開放, 大鼠可選擇進入任意一臂, 以攝取食餌。大鼠進入有餌的臂且攝取了餌為一次正確選擇, 否則為錯誤選擇。記錄參數(shù)為錯誤選擇的次數(shù)。重新進入放食餌臂稱為工作記憶錯誤(w o rk ingm em o rye r ro r,WM E), 第一次進入不放食餌臂稱為參考記憶錯誤(refe rencem em o rye r ro r,RM E)。
1. 4. 2 記憶再現(xiàn)過程: 再現(xiàn)組大鼠同上方法,先進行迷宮訓練, 連續(xù)5次訓練總錯誤選擇次
數(shù)為1次或1次以下, 認為訓練成功。然后給予慢性經(jīng)耳電點燃和急性M ES, 至完全點燃24h后或急性M ES(前幾天如對照組給予鱷魚夾夾大鼠雙耳但無電流通過, 最后一天再給予M ES)24h后及第7、11、14、18、21、28、31天, 在同一八臂迷宮測記憶的再現(xiàn)過程, 整個測定過程參照物體和放食餌臂同訓練過程一致。
1. 5 腦內組胺、GA BA和谷氨酸含量的測定 大鼠在給予M ES或完全點燃24h后,
M ES組、點燃組和對照組分別取6只大鼠, 用過量水合氯醛麻醉后, 斷頭取腦, 置于不銹鋼板上(不銹鋼板下有冰), 依次取出皮層、海馬組織, 儲存在- 80℃冰箱里備測。將腦組織置于含有3%高 氯 酸、5mm o löL 乙 二 胺 四 乙 酸 鈉(ED TA)和52氫2N2X甲基色胺的溶液中, 在冰浴下勻漿, 然后在- 4℃環(huán)境溫度下離心20m in(15000g)。取上清, 用0. 22 Lm的二氟聚乙二烯膜濾過。采用本實驗室自行設計的高效液相色譜法(H PL C)結合電化學檢測技術檢測樣品中組胺、GA BA及谷氨酸含量。整個系統(tǒng)由582泵、542自動進樣器、四通道的Co u lA r ray電化學探測器組成。用Co u lA r ray○R軟件控制系統(tǒng)作數(shù)據(jù)收集和分析。
1. 6 海馬病理切片 大鼠在給予M ES或完全點燃24h后, 過量水合氯醛麻醉, 從主動脈灌
注生理鹽水200m l, 然后4%多聚甲醛溶液200m l灌注, 灌注結束后立即取腦, 室溫下置4%多聚甲醛溶液及30%蔗糖溶液中至少1周。行冠狀冰凍切片, 片厚12Lm。切片以蘇木精和伊紅染色、封片(H E染色)。在顯微鏡下觀察海馬CA1區(qū)錐體細胞形態(tài)。
1. 7 統(tǒng) 計 學 處 理 采 用SP SS 11. 5 fo rW indow s統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)的分析處理。數(shù)據(jù)均采用xq±sxq表示。組間比較如方差齊性, 采用單因素方差分析和D unne t t’s 檢驗, 方差不齊則采用K ru ska l2W a llisH檢驗和D unn’s檢驗。