劉 超,潘曉艷,朱慧娟,袁夢(mèng)丹,蔡紅陽(yáng),孫 莉
(大連大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,遼寧 大連 116622)
海馬是應(yīng)激領(lǐng)域研究的一個(gè)重點(diǎn),有研究表明慢性應(yīng)激可以損傷海馬神經(jīng)元[1-3]。其損傷機(jī)制可能是在應(yīng)激狀態(tài)下,下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸持續(xù)激活,引起血漿糖皮質(zhì)激素(GC)釋放增多,作用于海馬區(qū)GC受體,導(dǎo)致海馬CA3區(qū)神經(jīng)元發(fā)生萎縮、甚至死亡[4]。前期研究顯示中藥加味保元湯具有抗應(yīng)激作用[5-7],本實(shí)驗(yàn)采用慢性束縛應(yīng)激大鼠模型,進(jìn)一步觀察加味保元湯對(duì)慢性束縛應(yīng)激大鼠海馬 CA3區(qū)神經(jīng)元損傷的保護(hù)作用,以探索加味保元湯抗應(yīng)激作用的機(jī)制。
1.1.1 動(dòng)物分組及處理
健康雄性SD大鼠30只,體重180~220g,清潔級(jí),由大連醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。隨機(jī)等分為5組:正常對(duì)照組、模型組、加味保元湯高劑量組、加味保元湯中劑量組和加味保元湯低劑量組。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
顯微攝像機(jī):OLYMPUS-BX63;石蠟切片機(jī):LEICA RM2255。
加味保元湯由人參、黃芪、肉桂、甘草、五味子分別以5:6:5:3:5比例構(gòu)成,水提取物由本校中藥研究室制備。
1.2.1 應(yīng)激模型制作
正常對(duì)照組,不給予任何刺激,其它各組大鼠每日束縛 1次,每日開(kāi)始時(shí)間及束縛時(shí)間不同,第 1天為4 h,其后每次增加30~60 min,連續(xù)3周。束縛期間禁食水。加味保元湯高、中、低劑量組束縛前分別給予300 mg/kg體重、200 mg/kg體重和100 mg/kg體重加味保元湯水提取物灌胃;模型組,給予束縛制動(dòng)刺激不給予中藥,但束縛前給予等量生理鹽水灌胃;正常對(duì)照組,不給予任何刺激,但以等量生理鹽水灌胃。
1.2.2 蘇木素-伊紅染色
光鏡下觀察各組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元形態(tài)、結(jié)構(gòu):實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,各組大鼠分別用 10%水合氯醛0.4 g/kg體重腹腔注射麻醉,先后用冷生理鹽水和4%多聚甲醛主動(dòng)脈灌流固定,繼之剝?nèi)∧X塊在4%多聚甲醛固定過(guò)夜,然后乙醇脫水,二甲苯滲透透明,石蠟包埋切片,片厚5 μm。蘇木素-伊紅染色,中性樹(shù)膠封固。然后光鏡下觀察各組大鼠海馬神經(jīng)元形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化,并拍攝圖片。
海馬CA3區(qū)神經(jīng)元,正常對(duì)照組:錐體細(xì)胞排列整齊、密集,細(xì)胞有光暈,胞體呈橢圓形,胞膜完整,胞質(zhì)均勻透亮,核膜清楚,胞核清晰;模型組細(xì)胞排列稀疏,錐體細(xì)胞數(shù)明顯減少,胞體膨脹,胞膜不完整,胞質(zhì)不均勻,核膜不清,胞核固縮;加味保元湯中劑量組錐體細(xì)胞排列較整齊、較密集,細(xì)胞有光暈,胞膜較完整,胞體呈橢圓形,胞質(zhì)較均勻,胞膜較完整,核膜較清,胞核較清晰,與正常組比較接近;加味保元湯高、低劑量組錐體細(xì)胞排列稀疏,錐體細(xì)胞數(shù)減少,胞體膨脹,胞膜不完整,胞質(zhì)不均勻,核膜不清,胞核固縮。以上結(jié)果說(shuō)明束縛應(yīng)激對(duì)大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元有明顯損傷,中劑量加味保元湯對(duì)其損傷有明顯保護(hù)作用。CA1區(qū)無(wú)明顯變化,結(jié)果見(jiàn)圖1-圖5:
圖1 正常對(duì)照組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元×200
圖2 模型組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元×200
圖3 加味保元湯高劑量組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元×200
圖4 加味保元湯中劑量組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元×200
圖5 加味保元湯低劑量組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元×200
應(yīng)激是指機(jī)體對(duì)內(nèi)外環(huán)境刺激因素所做出的適應(yīng)性反應(yīng)。過(guò)度應(yīng)激可引起機(jī)體下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸持續(xù)激活,下丘腦促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRF)釋放增多,進(jìn)而促使垂體促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)釋放,ACTH作用于腎上腺皮質(zhì),引起 GC釋放增多,從而引起神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂,并造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷和功能紊亂。
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,海馬是與認(rèn)知行為功能密切相關(guān)的重要腦區(qū),由于富含 GC受體,而且是中樞GC受體含量最高的腦區(qū),所以應(yīng)激時(shí),海馬區(qū)極易選擇性地受到高濃度GC的攻擊,導(dǎo)致海馬器質(zhì)性損害[4]。
已有研究表明慢性應(yīng)激可以損傷海馬神經(jīng)元[1-3]。且研究顯示慢性束縛應(yīng)激主要使大鼠海馬CA3區(qū)在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)一系列損害:錐體細(xì)胞數(shù)減少,頂樹(shù)突縮短,電鏡下細(xì)胞核固縮,核膜皺縮,線(xiàn)粒體脊模糊,空泡樣變性,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)模糊不清等,而不發(fā)生在 CA1區(qū)[8]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也清楚地顯示模型組大鼠海馬CA3區(qū)錐體細(xì)胞排列稀疏,錐體細(xì)胞數(shù)減少,胞體膨脹,胞膜不完整,胞質(zhì)不均勻,核膜不清,胞核固縮;CA1區(qū)無(wú)明顯變化,與文獻(xiàn)資料相符合。
慢性應(yīng)激致海馬損傷的機(jī)制尚不十分清楚,目前許多研究者認(rèn)為高糖皮質(zhì)激素(GC)血癥可能是其中的主要原因[2,9-10]。Magarios等研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期暴露于高水平皮質(zhì)酮條件下會(huì)導(dǎo)致大鼠海馬CA3區(qū)錐體細(xì)胞減少,原因之一是皮質(zhì)酮可能通過(guò)對(duì)大鼠海馬神經(jīng)元受體的作用影響神經(jīng)元的功能[11]。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示束縛應(yīng)激致海馬CA3區(qū)神經(jīng)元的損傷,也可能與血清皮質(zhì)酮濃度升高有關(guān)。其機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
應(yīng)激機(jī)制研究較多,但抗應(yīng)激藥物的研究不多,目前中藥抗應(yīng)激作用研究正在引起重視。有研究表明中藥對(duì)慢性應(yīng)激大鼠海馬神經(jīng)元具有保護(hù)作用[12,13],但尚未見(jiàn)加味保元湯對(duì)慢性應(yīng)激大鼠海馬神經(jīng)元損傷影響的研究報(bào)道。
保元湯由人參、黃芪、甘草、肉桂等四味藥組成,具有補(bǔ)氣溫陽(yáng)之功效?!稄埵厢t(yī)通》將此方列為補(bǔ)氣類(lèi)諸方之首,認(rèn)為補(bǔ)中益氣湯、升陽(yáng)益胃湯、十全大補(bǔ)湯、人參養(yǎng)營(yíng)湯均由該方變化而成,可見(jiàn),保元湯實(shí)屬一補(bǔ)氣之祖方。因五味子具有寧心安神之功效[14],所以,我們?cè)诒T獪屑尤胛逦蹲?,作為本研究的加味保元湯使用。前期研究表明,加味保元湯具有一定的抗?yīng)激作用[4-6]。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,加味保元湯中劑量組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元形態(tài)、結(jié)構(gòu)接近正常對(duì)照組,與模型組比較損傷較小,說(shuō)明加味保元湯對(duì)慢性束縛應(yīng)激大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元損傷有一定的保護(hù)作用,關(guān)于加味保元湯抗應(yīng)激作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
[1]Watanabe Y, Gould E, McEwen B S, et al. Stress-induced atrophy of apical dendrites of hippocampal CA3 pyramidal neurons [J].Brain Res, 1992, 588(2): 341-345.
[2]Magarinos A M, McEwen B S. Stress-induced atrophy of apical dendrites of hippocampal CA3 neurons: comparison of stessors [J]. Neuroscience, 1995, 69(1): 83-88.
[3]孫莉, 陳英杰, 劉超, 等. 益智仁對(duì)束縛應(yīng)激大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元損傷的影響[J]. 大連大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 30(6):87-90.
[4]Sapolsky RM. Why stress is bad for your brain [J]. Science,1996, 273: 749-750.
[5]孫莉, 韓耀輝. 加味保元湯對(duì)束縛應(yīng)激小鼠脾臟重量的影響[J]. 中國(guó)行為醫(yī)學(xué)科學(xué), 2003, 12(2): 4-5.
[6]孫莉, 韓耀輝. 不同劑量加味保元湯對(duì)束縛應(yīng)激小鼠非特異性免疫功能的影響[J]. 中國(guó)心理衛(wèi)生雜志, 2003, 17(6):401-402.
[7]孫莉, 津田彰, 韓耀輝, 等. 拘束ストレスによるマウスの Tリンパ球転換率低下に及ばす加味保元湯の効果[J].久留米大學(xué)心理學(xué)研究, 2006(5): 133-138.
[8]Magarinos A M, Mc Ewen B S, Flugge G, et al. Chronic psychosocial stress causes apical dendritic atrophy of hippocampal CA3 pyramidal neurons in subordinate tree shrews [J]. Neuroscience, 1996, 16(10): 3534-3540.
[9]McEwen B S. Stress and hippocampal plasticity [J]. Annu Rev Neurosci, 1999, 22: 105-122.
[10]Duman R S, Malberg J, Thome J. Neural plasticity to stress and antidepressant treatment [J]. Biol Psychiatry, 1999, 46(9):1181-1191.
[11]Magarios AM, Verdugo JM, Bruce SM. Chronic stress alters synaptic terminal structure in hippocampus [J]. Proc Narl Acad Sci USA, 1997, 94: 14002-14008.
[12]黃泉智, 孫志高, 許成勇, 等. 舒郁寧心湯對(duì)抑郁模型大鼠行為及海馬形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響[J]. 中國(guó)中醫(yī)急癥, 2011,20(8): 1250-1251.
[13]陸潔, 歷璐帆, 翟融, 等. 柴胡加龍骨牡蠣湯有效部位對(duì)慢性應(yīng)激大鼠行為及海馬神經(jīng)組織的影響[J]. 藥學(xué)與臨床研究, 2011, 19(3): 231-234.
[14]李莉. 五味子酚等三種抗氧化劑對(duì)氧化應(yīng)激損傷中樞神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用機(jī)理研究[J]. 生理科學(xué)進(jìn)展, 1998,29(1): 35-38.