高建輝,張超凡,崔小鋒,余云飛,王 程
(新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院,烏魯木齊 830001)
失眠現(xiàn)已成為社會普遍存在的、嚴(yán)重影響公眾身心健康和生活質(zhì)量的健康問題,長期失眠不僅會增加多種疾病的患病風(fēng)險,同時還會影響焦慮、抑郁等情緒狀態(tài)和精神疾病的發(fā)生[1]。近年來,越來越多的行為學(xué)測試被應(yīng)用于動物實驗中,通過觀察動物焦慮、抑郁等行為學(xué)狀態(tài)的變化,可對模型質(zhì)量和干預(yù)療效進(jìn)行評價[2]。中醫(yī)推拿療法中的摩腹手法現(xiàn)已被應(yīng)用于原發(fā)性失眠的臨床治療中,具有療效確切、易于患者接受等優(yōu)勢。本研究通過觀察摩腹手法對原發(fā)性失眠模型大鼠行為學(xué)狀態(tài)以及腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)水平的影響,探討摩腹手法調(diào)節(jié)大鼠焦慮和抑郁狀態(tài)的機(jī)制,希望能為失眠的推拿治療提供科學(xué)的實驗依據(jù)。
64 只SPF 級Wistar 大鼠,雌雄各半(新疆醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心),體質(zhì)量(250±50)g,在新疆醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心SPF 級屏障系統(tǒng)環(huán)境下喂養(yǎng),光照12 h,安靜通風(fēng),溫控18~22 ℃。適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后,采用分層隨機(jī)分組法分為:空白組、模型組、摩腹組和拮抗組各16 只,每組雌雄各半。5-HT 檢測試劑盒(H104)、DA 檢測試劑盒(H170)、NE 檢測試劑盒(H096)、ACH 檢測試劑盒(A105)(南京建成生物科技有限公司),戊巴比妥鈉(上海信帆生物科技有限公司),食欲素受體拮抗劑MK-4305(MB3773,大連美侖生物技術(shù)有限公司)。
2.1 實驗造模 針對模型組、摩腹組和拮抗組的大鼠進(jìn)行原發(fā)性失眠造模。采用自制改良平臺水環(huán)境法:準(zhǔn)備桶口直徑約30 cm、高約40 cm 的塑料圓筒作為鼠箱,其內(nèi)底部固定1 個直徑約6 cm、高約10 cm 的圓柱體平臺;桶內(nèi)注水并使水面保持在平臺面下方約1 cm 處,水溫保持約20 ℃;將造模大鼠放于平臺上,每桶1 只。準(zhǔn)備直徑約25 cm、網(wǎng)格邊長約1 cm 的圓形鐵絲網(wǎng),用細(xì)鐵絲橫穿鐵絲網(wǎng)面并使其兩端扣住桶口,可將鐵絲網(wǎng)水平固定在桶內(nèi),保持鐵絲網(wǎng)高度在平臺上方約15 cm;鐵絲網(wǎng)上放置飲水和食物。每日更換桶內(nèi)清水并進(jìn)行清潔消毒,持續(xù)8 d。
模型評價:造模結(jié)束后,4 組大鼠均進(jìn)行戊巴比妥鈉協(xié)同睡眠試驗[3]。根據(jù)預(yù)實驗測出確保所有大鼠發(fā)生睡眠的最小閾劑量,給予大鼠戊巴比妥鈉溶液腹腔注射,記錄大鼠的睡眠潛伏時間和睡眠時間。翻正反射消失1 min 起判定開始睡眠,翻正反射恢復(fù)判定睡眠結(jié)束。統(tǒng)計分析4 組大鼠的睡眠潛伏時間和睡眠時間,P<0.05 則判定造模成功。
2.2 干預(yù)方法 摩腹組:操作者左手將大鼠束縛,左手五指可將大鼠四肢固定伸展開,并使其保持仰臥位,右手進(jìn)行摩腹手法操作:操作者右手中指末節(jié)指腹羅紋面著實于大鼠腹部關(guān)元,余四指自然平伸,通過肩關(guān)節(jié)在外前方向的小幅度環(huán)轉(zhuǎn),帶動中指在大鼠腹部做逆時針方向環(huán)形平移摩擦;移動路線為鳩尾、關(guān)元和雙側(cè)帶脈穴形成的閉合圓環(huán);頻率每分鐘5~7 圈,持續(xù)5 min 后,以同樣方法順時針再操作5 min。手法要求平穩(wěn)著實,每日1 次,連續(xù)14 d。拮抗組:食欲素受體拮抗劑(10 mg/kg)溶液每日灌胃[4],2 h 后給予摩腹手法,操作同摩腹組。模型組和空白組:每日于固定架束縛10 min,每日1 次,持續(xù)14 d。
2.3 行為學(xué)實驗 干預(yù)結(jié)束后4 組大鼠進(jìn)行行為學(xué)測試。
2.3.1 曠場試驗 曠場箱為底面邊長100 cm、高40 cm的黑色立方形箱體,底面由灰線均分成25 個正方形小格,外層的16 個方格為外周區(qū),中央的9 個方格為中央?yún)^(qū)。從大鼠被放入正中央的方格內(nèi)時開始計時,通過配套圖像采集設(shè)備和軟件進(jìn)行行為學(xué)數(shù)據(jù)收集,觀察3 min 內(nèi)大鼠在曠場箱內(nèi)的運動總距離、站立次數(shù)及在中央?yún)^(qū)停留時間。每次測試結(jié)束后清理糞便,并用75%乙醇清潔箱底面和內(nèi)側(cè)壁后,再進(jìn)行下一只測試。
2.3.2 高架十字迷宮試驗 迷宮為通體呈深灰色的十字形結(jié)構(gòu),由兩條開放臂和兩條閉合臂(開、閉臂長45 cm、寬15 cm、高30 cm)以及一個連接它們的中央平臺(邊長15 cm)組成,迷宮距地面高度60 cm。試驗開始前預(yù)先讓大鼠頭朝向一側(cè)閉合臂,從其被放上中央平臺時開始計時,記錄5 min 內(nèi)大鼠的行為學(xué)指標(biāo):開放臂進(jìn)入次數(shù)(OE)、開放臂進(jìn)入次數(shù)百分比(OE%)、開放臂停留時間(OT)、開放臂停留時間百分比(OT%)和中央平臺停留時間(CT)。每次測試結(jié)束后清理糞便,并用75%乙醇擦拭迷宮內(nèi)側(cè)壁及底面。
2.4 取材及標(biāo)本處理 4 組大鼠麻醉完全后依次斷頭取腦,分離出腦干組織,將其稱取質(zhì)量后勻漿、離心,取上清。
2.5 檢測指標(biāo) 運用酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(ELISA)測定腦干樣品內(nèi)5-HT、NE、DA 和ACH 的水平,根據(jù)各自試劑盒的說明進(jìn)行檢測。記錄各組樣品的OD 值,運用配套軟件繪制出標(biāo)準(zhǔn)品曲線,計算相應(yīng)濃度水平。
2.6 統(tǒng)計學(xué)處理 運用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件,計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()進(jìn)行描述,完成正態(tài)性和方差齊性檢驗,組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t 檢驗;不滿足正態(tài)性和方差齊性的數(shù)據(jù)采用非參數(shù)檢驗;檢驗水準(zhǔn)α=0.05。
3.1 造模情況 見表1。
造模結(jié)束后4 組大鼠戊巴比妥鈉協(xié)同睡眠試驗結(jié)果見表1,與空白組相比,造模的3 組大鼠睡眠潛伏時間和睡眠時間與空白組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),判定模型復(fù)制成功。
表1 造模后各組大鼠戊巴比妥鈉協(xié)同睡眠試驗比較()
表1 造模后各組大鼠戊巴比妥鈉協(xié)同睡眠試驗比較()
注:與空白組比較,# P <0.05
3.2 大鼠的一般情況 造模結(jié)束后,空白組大鼠精神狀態(tài)良好,目光有神,毛發(fā)光亮順滑色白,被抓取時警惕性和反抗較弱。造模的3 組大鼠自造模第3 天起,陸續(xù)出現(xiàn)精神萎靡,毛發(fā)凌亂,部分發(fā)黃開叉,被抓取時警惕性和掙扎力量變?nèi)酰辉炷5? 天起陸續(xù)表現(xiàn)出對外界反應(yīng)的敏感,被抓取時出現(xiàn)攻擊行為和易激惹狀態(tài),小部分則出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍,掙扎力量下降的情況;造模結(jié)束時,大部分大鼠表現(xiàn)出強(qiáng)烈的攻擊行為和易激惹狀態(tài),精神高度緊張,稍有聲響即相互撕咬或呈雙前肢互相抵制的兩兩對峙狀態(tài),目光焦灼,毛發(fā)雜亂、暗黃無光且部分變硬豎起,被抓取時表現(xiàn)出強(qiáng)烈的警惕性和進(jìn)攻撕咬行為;剩余個別大鼠出現(xiàn)了精神萎靡,四肢無力,明顯消瘦的情況;干預(yù)結(jié)束后,3 組大鼠精神狀態(tài)均明顯好轉(zhuǎn),毛發(fā)顏色基本恢復(fù),其中摩腹組大鼠警惕性、易激惹以及被抓取時攻擊性的下降最為明顯,模型組次之,拮抗組仍有小部分大鼠未徹底緩解;此外,相互撕咬的情況在干預(yù)3 d后完全消失,僅模型組大鼠可偶見有瞇眼和片刻的小打鬧。
3.3 大鼠曠場實驗情況 見表2。
表2 各組大鼠曠場試驗結(jié)果()
表2 各組大鼠曠場試驗結(jié)果()
注:與空白組比較,# P <0.05;與模型組比較,△P <0.05
3.4 大鼠高架十字迷宮試驗情況 見表3。
表3 各組大鼠高架十字迷宮試驗結(jié)果()
表3 各組大鼠高架十字迷宮試驗結(jié)果()
注:與空白組比較,# P <0.05;與模型組比較,△P <0.05
3.5 大鼠腦干內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的水平 見表4。
表4 各組大鼠腦干內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的水平()
表4 各組大鼠腦干內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的水平()
注:與空白組比較,# P <0.05;與模型組比較,△P <0.05
本實驗在改良多平臺水環(huán)境法[5]造模的基礎(chǔ)上進(jìn)行了部分改進(jìn)。首先,采用塑料圓筒作為鼠箱,一桶一只,可完全避免造模過程中大鼠為創(chuàng)造睡眠環(huán)境而相互踩踏下水致死的情況;其次,鐵絲網(wǎng)高度可調(diào),大鼠在平臺上起身站立即可用雙前肢扒住鐵絲網(wǎng),通過網(wǎng)格空隙進(jìn)食飲水,不會影響日常飼養(yǎng);第三,造模所需所有材料都可直接購買獲得,鼠箱的制作簡單易行;第四,每日更換桶內(nèi)清水并進(jìn)行清潔消毒,可避免因代謝物滯留產(chǎn)生的問題。
曠場試驗是研究動物自發(fā)活動與探索行為的試驗[6],可對大鼠的焦慮、抑郁狀態(tài)及適應(yīng)環(huán)境能力等進(jìn)行評價[7-8]。運動總路程反映大鼠對新環(huán)境的適應(yīng)程度,二者呈正相關(guān);中央?yún)^(qū)停留時間反映大鼠的焦慮水平,二者呈負(fù)相關(guān)[9];站立次數(shù)反映大鼠在陌生環(huán)境中的活躍度、興奮性以及抑郁程度,其與活躍度和興奮性呈正相關(guān),與抑郁程度呈負(fù)相關(guān)[10-11]。本實驗中,與空白組相比,模型組大鼠在運動總路程和站立次數(shù)上均有明顯減少(P<0.05),而在中央?yún)^(qū)停留時間上無顯著差異(P>0.05),提示與空白組相比,模型組大鼠對新環(huán)境的適應(yīng)力、活躍度和興奮性均明顯降低,而抑郁程度有明顯增加,焦慮水平則無明顯差異。與模型組相比,摩腹組和拮抗組大鼠在運動總路程和站立次數(shù)上均有明顯增加(P<0.05),而在中央?yún)^(qū)停留時間上無顯著差異(P>0.05),提示與模型組相比,摩腹組和拮抗組大鼠對新環(huán)境的適應(yīng)力、活躍度和興奮性均明顯回升,抑郁程度明顯回落,而焦慮水平無明顯變化。
高架十字迷宮試驗是能確切評估大鼠焦慮狀態(tài)的穩(wěn)定方法[12]。主要利用動物對新異環(huán)境的探究特性,和對高懸開放臂的恐懼形成矛盾沖突的心理而產(chǎn)生焦慮狀態(tài)[13],通過分析OE、OE%、OT 和OT%可反映大鼠的焦慮水平[14-15]。其中,OE%和OT%是關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),與大鼠焦慮水平成反比[16]。本實驗中,與空白組相比,模型組大鼠的OE 和OE%均有明顯減少(P<0.05),而OT 和OT%差異不明顯(P>0.05)。提示:與空白組相比,模型組大鼠可能產(chǎn)生了一定的焦慮狀態(tài)。與模型組相比,摩腹組和拮抗組大鼠在OE、OE%、OT 和OT%上均有明顯增加(P<0.05),提示:與模型組相比,摩腹組和拮抗組大鼠的焦慮水平有了明顯下降。
人體睡眠和覺醒的產(chǎn)生與維持主要受到腦內(nèi)的睡眠和覺醒中樞的調(diào)控[17]。其中,藍(lán)斑NE 能、中縫背核5-HT 能、黑質(zhì)DA 能和基底前腦ACH 能等單胺能神經(jīng)元,是腦內(nèi)覺醒調(diào)節(jié)中樞的主要結(jié)構(gòu),其纖維末梢釋放相應(yīng)的覺醒遞質(zhì),可直接興奮對應(yīng)腦區(qū)的活動[18-19],從而維持覺醒狀態(tài)??梢?,以上神經(jīng)遞質(zhì)水平的變化,在中樞對睡眠和覺醒狀態(tài)的調(diào)節(jié)中起到了重要作用。上述結(jié)論在本實驗中均得到體現(xiàn):與空白組相比,模型組大鼠腦干內(nèi)的DA、NE、5-HT 和ACH的水平均產(chǎn)生了顯著變化(P<0.05);并且,除了ACH 水平外,摩腹組和拮抗組大鼠腦干內(nèi)的DA、NE和5-HT的水平與模型組相比也都呈現(xiàn)出顯著差異(P< 0.05)。據(jù)此推測:摩腹手法可能對覺醒中樞內(nèi)DA、NE 和5-HT 這3 種單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的影響比較明顯,從而降低了覺醒中樞對大腦皮質(zhì)的興奮作用。此外,腦內(nèi)單胺能神經(jīng)元還參與了中樞對情緒的調(diào)節(jié),單胺類神經(jīng)遞質(zhì)濃度的異常與焦慮癥和抑郁癥的發(fā)病密切相關(guān)[20-25]。這在本實驗中也有相應(yīng)體現(xiàn):4 組大鼠之間腦干內(nèi)DA、NE、5-HT 和ACH 水平的差異,與它們在曠場試驗和高架十字迷宮試驗中反映出的焦慮和抑郁狀態(tài)的差異都相互對應(yīng)。這也從一定程度上證明了本實驗結(jié)果的可靠性,提示:摩腹手法可通過調(diào)節(jié)中樞DA、NE、5-HT 和ACH 的水平,對原發(fā)性失眠大鼠的焦慮和抑郁狀態(tài)起到一定的緩解作用。
最后,本實驗作為一個子課題,根據(jù)總課題的研究目的而設(shè)立了拮抗組,可為最終的研究結(jié)論提供一定的行為學(xué)依據(jù)。