梁孝印
(泰山医学院附属泰山医院药学部 271000)
癫痫是由大脑神经细胞过度放电引起的一种发作性脑功能障碍,发病率约7‰[1]。目前,约有80%的病人可通过药物控制病情,仍有约20%的病人病情难以控制。长期癫痫发作常会导致患者氧化应激状态增加。长期应用抗癫痫药物会引起患者认知和行为异常,导致学习和记忆功能的损伤。拉莫三嗪(Lamotrigine, LTG)为苯三嗪类新一代抗癫痫药,可有效控制癫痫发作,还具有一定抗氧化作用[2]。为进一步研究LTG的抗痫作用特点及机制,本实验观察了LTG对戊四唑点燃大鼠模型的影响。
1.1.1仪器 DL-CJ-1N高性能无菌实验台(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司),Morris 迷宫(上海吉量软件有限公司),SJ210A匀浆机(海门其林医用仪器厂),PL602-S电子天平(青岛远博仪器设备有限公司),80-2型离心机(上海医科大学仪器厂),旋涡混匀器 ( 太仓市科教仪器厂 ),772S可见分光光度计 ( 上海精密科学仪器厂 ),电热恒温水浴锅 ( 天津市泰斯特仪器有限公司 ), BF-2000 M电热恒温箱 ( 北京八方世纪科技技术有限公司 )。
1.1.2试剂 拉莫三嗪(葛兰素史克,批号:ZJ0065,临用前压碎,溶于生理盐水备用),戊四唑(Johnson Mattheg Company,批号:L16185,),超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GSH)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。其余试剂为国产分析纯。
1.1.3实验动物 wistar大鼠,雌雄各半,共50只,150 ~ 220 g。由山东鲁抗医药股份有限公司动物中心提供,实验动物生产许可证号:SCXK(鲁)20050017。饲养于尺寸为 30 cm ×15 cm ×15 cm 的实验笼内,每笼5只,温度20℃ ~ 24℃,湿度40% ~70%,自由进食饮水。实验均在上午8∶00 ~ 10∶00进行,实验时保持室内安静。
1.2.1戊四唑(Pentylentrazol, PTZ)大鼠点燃模型制备[3]取40只大鼠,以生理盐水新鲜配制浓度为1.75%的PTZ溶液,腹腔注射PTZ 35 mg·kg-1(亚惊厥剂量),注射容积为2 ml·kg-1,隔日1次,共给药14次。在注射PTZ后观察1h内动物的行为变化,记录发作潜伏期、发作分级和发作持续时间。发作分级按照Ono′s的6级分级法:0级:无惊厥;1级:点头或头部抽搐; 2级:全身肌阵挛; 3级:头部抽搐加前肢阵挛; 4级:阵挛惊厥加后肢站立;5级:跌倒; 6级:全身强直-阵挛惊厥。凡连续5次出现2级或2级以上记录的大鼠,即为点燃模型大鼠。停药1周,再次用相同剂量的PTZ测试,如仍保持在2级以上惊厥发作的大鼠视为点燃成功大鼠。
1.2.2分组及给药 取正常大鼠10只及造模成功大鼠30只,分为4组,每组10只,即正常对照组、PTZ模型组、LTG组(25 mg·kg-1) 、卡马西平阳性对照组( 60 mg·kg-1)。LTG组每日腹腔注射LTG 25 mg·kg-1,卡马西平阳性对照组每日腹腔注射卡马西平60 mg·kg-1,给药容积为10 ml·kg-1,正常对照组与模型组每日腹腔注射等量生理盐水,每日1次,连续给药32天。
1.2.3PTZ大鼠点燃模型的行为学观察 第28天给药后60 min,除正常对照组之外的各组大鼠均腹腔注射PTZ 35 mg·kg-1,观察1h内大鼠癫痫发作潜伏期、发作持续时间及发作分级。
1.2.4Morris 水迷宫行为学检测(隐藏平台获得实验)
第28天PTZ大鼠点燃模型行为学观察结束后,将大鼠分别放入水中自由游泳120 s,使之熟悉环境,第29日开始Morris 水迷宫行为学检测。Morris 水迷宫池壁上标有东南西北4 个入水点,将水池等分为4 个象限,目标象限的中央放置一圆形隐藏平台,整个实验期间位置保持不变,水温保持 (25 ±1) ℃;实验期间迷宫外足够的参照物,且始终保持不变。迷宫上方安置带有显示系统的摄像机,同步记录大鼠运动轨迹。实验前动物自由游泳2 min ,正式实验每天训练1 次,每次60 s,随机从东、西、南、北各个入水点选择一个,将动物面向池壁放入水中,记录动物寻找并爬上平台所需时间即逃避潜伏期。如果动物在60 s 内未找到平台,由实验者将其引至平台,逃避潜伏期记为60 s。实验历时4 d,第1天为训练,后3d 数据作为学习和记忆成绩[4]。
1.2.5对PTZ大鼠点燃模型脑组织氧化应激指标的影响
第32日给药后60 min,除正常对照组之外的各组大鼠均腹腔注射PTZ 35 mg·kg-1,1 h后各组大鼠以10%水合氯醛(400 mg·kg-1, 腹腔注射)麻醉后断头取脑,取大鼠大脑组织块0.5 g,取预冷的生理盐水4.5 ml,400 r·min-1匀浆,制备脑组织匀浆,3000 r·min-1离心15 min,取上清液待测。酶生化法测定大鼠脑组织中蛋白质含量、SOD、 GSH、CAT活性及MDA含量。
1.2.6统计学处理 结果表示为,统计处理采用 SPSS13.0 软件包和 Execl 软件。
PTZ注射过程中,随着给药次数的增加,大鼠逐渐出现凝视、点头、全身肌阵挛、后肢站立,最终发生全身性强直-阵挛性发作伴有跌倒及流涎。PTZ完全点燃的大鼠,有自始至终的发作过程,其惊厥等级分明,全身强直-阵挛性惊厥十分明显。拉莫三嗪等治疗28天后,各治疗组与模型组相比,均可延长癫痫大鼠惊厥发作潜伏期(P< 0.05)、缩短惊厥持续时间(P< 0.01)、降低惊厥发作分级(P< 0.05)。结果见表1 。
表1 拉莫三嗪对PTZ大鼠点燃模型潜伏期、持续时间及发作分级的影响
注:与PTZ模型组比较,1)P< 0.05,2)P< 0.01
PTZ组的逃避潜伏期较正常组明显延长(P<0.05 );从29天开始,LTG组与PTZ组比较,其逃避潜伏期缩短(P<0.05),但同时其逃避潜伏期仍较对照组延长(P< 0.05) ;卡马西平组和LTG组之间的逃避潜伏期差异无统计学意义,LTG组和正常组之间的逃避潜伏期差异无统计学意义。结果见表2 。
表2 拉莫三嗪对PTZ大鼠点燃模型隐藏平台获得实验平均逃避潜伏期的影响
注:1)与正常对照组比较P<0.05,2)与PTZ模型组比较P< 0.05 。
大鼠口服给药32天后,脑组织中SOD、GSH、CAT活性及MDA含量,各组与正常组相比:SOD、GSH、CAT活性显著下降,MDA含量显著升高 (P< 0.05 )。LTG组与模型组相比:SOD、GSH、CAT活性显著增高, MDA含量显著降低(P<0.05)。LTG组与卡马西平组相比:GSH活性显著增高,MDA含量显著降低(P<0.05)。结果见表3。
表3 拉莫三嗪对PTZ大鼠点燃模型脑组织氧化应激指标的影响
注:1)与正常对照组比较,P< 0.05;2)与PTZ模型组比较,P< 0.05;3)与卡马西平组比较,P< 0.05。
PTZ是一种GABAA受体拮抗剂,不破坏脑组织结构,对大鼠的记忆和运动能力无明显影响,常被用于癫痫动物模型的制备[3]。学习、记忆和情感反应是大脑的高级机能,Morris水迷宫实验是一种测试视空间学习能力及记忆能力的常用方法[4]。
癫痫及长期应用抗癫痫药物常可导致认知功能降低,学习能力下降等不良反应,影响患者生活质量[5]。抗癫痫药物引起认知功能损害的机制被认为是由于其增强了γ-氨基丁酸(GABA)对神经传导的抑制作用[6]。LTG为苯三嗪类的新一代抗癫痫药,能稳定神经元膜,阻断对电压敏感的钠通道。其不良反应小,安全性高,与血浆蛋白结合率低,不诱导肝微粒体代谢酶。本研究表明,LTG可有效缩短PTZ点燃大鼠隐藏平台获得实验中的平均逃避潜伏期,证明LTG能提高认知功能,与国外学者的研究结果一致[7]。
认知功能降低同时,难控制的的重症癫痫患者往往存在氧化应激状态加剧,这也是严重影响癫痫患者生活质量的因素之一[8]。本研究表明,PTZ点燃模型大鼠脑组织中SOD、GSH、CAT活性显著降低,MDA含量明显升高。而LTG能显著降低PTZ大鼠点燃模型脑组织中SOD、GSH、CAT活性,降低MDA含量,表明抗氧化可能也是LTG抗癫痫机制之一。
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