慢性心理应激对大鼠行为及血清IL-2、IL-6、hsCRP的影响

王洪巨,王 寅,徐艳秋

(蚌埠医学院第一附属医院心内科,安徽 233004)

慢性心理应激对大鼠行为及血清IL-2、IL-6、hsCRP的影响

王洪巨,王 寅,徐艳秋

(蚌埠医学院第一附属医院心内科,安徽 233004)

目的探讨慢性心理应激对大鼠行为及血清白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素6(IL-6)、高敏C反应蛋白(hsCRP)的影响。方法利用慢性不可预见的中等强度应激制作大鼠慢性心理应激模型,观察其行为的改变;采用酶联免疫吸附试验法测定其血清IL-2、IL-6和hsCRP的含量。结果应激后大鼠旷场活动性降低(P＜0.05),血清IL-2、IL-6和hsCRP含量显著增高(P＜0.05)。结论慢性心理应激可以显著影响大鼠的行为和血清炎性因子水平.

白细胞介素2;白细胞介素6;C反应蛋白质;心理应激;大鼠;情感行为

日趋激烈的社会竞争对职业人群提出了前所未有的挑战,导致日益加剧的职业紧张,即职业应激(occupational stress)。长期在应激状态下生活可导致机体对抗疾病的能力下降,从而引发多种疾病,这可能是机体神经内分泌系统功能紊乱、免疫系统功能下降的一种反应。心理应激因素可通过影响中枢神经和内分泌系统来改变机体免疫功能。而这种心理应激因素对神经内分泌免疫功能影响可因个体人格类型而发生差异。应激干预手段可以改变应激对免疫功能的影响[1]。本研究通过制作大鼠慢性心理应激模型,检测白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素6(IL-6)、高敏C反应蛋白(hsCRP)等指标,探讨慢性心理应激对大鼠行为和血清炎性因子水平的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 成年雄性SD大鼠40只,体质量200～250 g,由蚌埠医学院实验动物中心提供。采用敞箱实验进行行为学评分,选择得分相近的大鼠40只,在室温22～26℃的安静环境下,光暗周期为12 h(光照时间为07∶00～19∶00)的条件下饲养,自由进食和饮水。适应1周后开始实验。随机分为对照组10只(5只/笼),实验组30只(10只/笼)。

1.2 慢性心理应激模型制作方法 参照Lin等[2]慢性轻度不可预见性应激抑郁(chronic unpredictable mild stress,CUMS)模型并略加改动,实验组动物接受6周的随机刺激。(1)限制:自制一塑料瓶,直径7～9 cm,长22 cm,一端敞小口,一端是活动式的大口,容器内大鼠可以翻身滚动但是不可以向前、后、左、右移动,每周2次,每次2 h;(2)禁水:每周1次,每次24 h;(3)禁食:每周1次,每次24 h;(4)夹尾:每周1次,每次1 min;(5)拥挤:10只/笼,每周1次,每次12 h;(6)昼夜颠倒:每周1次,每次24 h。每日随机安排一种刺激,每种刺激不连续出现,使动物不能预料刺激的发生。对照组不予任何刺激,6周后对实验组和对照组进行行为学评分。

1.3 行为学评分 旷场试验:将动物置于大小为100 cm×100 cm×50 cm、周壁为黑色、底面分成面积相等的25方格的旷场中。摄像记录动物3 min的行为,以穿越底面的格子数为水平活动得分(大鼠1/2以上的身体进入方格计 1分),以直立的次数为垂直活动得分(大鼠后肢性站立计1分)。同时观察大鼠修饰次数(清洁理毛次数)、中央格停留时间及粪便粒数。观察完毕后,彻底清洁旷场再进行下一只大鼠的实验。应激前、后分别记录观察结果。

1.4 血清学指标检测 大鼠末次应激后24 h,依次麻醉,从胸主动脉处各抽血2 mL,分别置于2个普通试管中,并于4℃,3 000 r/min离心 10 min,用于测定 IL-2、IL-6、hsCRP 含量。IL-2、IL-6、hsCRP试剂盒购自德国Virion-Serion公司,采用酶联免疫吸附试验法测定IL-2、IL-6、hsCRP含量,具体操作严格按照说明书进行,在450 nm波长处测定各孔吸光度值,做出相应的标准曲线,根据标准曲线求出IL-2、IL-6、hsCRP的含量。

1.5 统计学处理 采用SPSS11.0统计软件进行统计学处理,计数资料以±s表示,进行单因素方差分析,大鼠各行为学指标与血清IL-2、IL-6、hsCRP含量的相关性分析采用 Pearson相关分析,以 P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 行为学测试结果 对照组与实验组比较水平运动和垂直运动得分明显降低(P＜0.05),中央格停留时间延长(P＜0.05),粪便粒数增多(P＜0.05),见表1。

2.2 慢性心理应激对大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP的影响 实验组大鼠血清IL-2、IL-6、hsCRP含量明显高于对照组(P＜0.05),见表 2。

2.3 大鼠各行为学指标与血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的相关性分析 旷场实验水平运动和垂直运动得分与血清IL-6、hsCRP含量呈负相关,修饰次数与血清IL-6含量呈正相关,水平运动得分与血清IL-2含量呈负相关。

表1 大鼠旷场实验行为学测试结果( ±s)

表1 大鼠旷场实验行为学测试结果( ±s)

*:P＜0.01,与对照组比较。

旷场实验 对照组(n=10) 实验组(n=30)水平运动得分(分) 45.10±5.23 20.17±4.28*垂直运动得分(分) 18.40±2.37 7.67±2.28*中央格停留时间(s) 2.36±1.16 5.17±1.64*修饰次数(次) 3.83±2.02 1.40±1.35粪便粒数(粒) 2.40±1.58 4.17±1.15

表 2 大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的比较( ±s)

表 2 大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的比较( ±s)

*:P＜0.05,与对照组比较。

指标 IL-2(pg/mL) IL-6(pg/mL) hsCRP(ng/mL)对照组(n=10) 17.12±2.91 17.72±3.53 158.67±75.85实验组(n=30) 22.71±7.82* 21.86±4.72* 214.29±64.54*

3 讨 论

心理应激是指机体通过认知、评价而感觉到应激源的威胁时引起心理生理功能改变的过程[3]。大量研究表明心理应激与抑郁症、焦虑症等诸多精神类疾病的发生密切相关。本实验通过建立大鼠慢性心理应激模型,并应用旷场实验加以评价,来模拟人类慢性心理社会应激后表现的行为和兴趣的改变。旷场实验是反映大鼠在新环境中的探究行为及情绪较为经典的方法,可用来测试动物中枢神经系统的兴奋或抑郁状态。穿越格子数及直立次数反映大鼠的探究行为,修饰时间和修饰次数反映了大鼠对环境警觉性的高低,中央格停留时间表示启动活动的潜伏期,排便量反映了紧张恐惧状态。本实验结果显示,实验组大鼠空间认知能力降低,对新环境的适应能力减弱,紧张程度显著高于对照组,表明大鼠在陌生环境中的自主活动和探究行为减少,表现为抑郁样,与抑郁症临床表现中的精神运动迟滞症状极为相似。旷场实验测定结果说明本实验慢性心理应激动物模型制作成功。

应激反应的主要特征是增强神经内分泌反应,其中以下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴终端的肾上腺皮质分泌的应激激素——糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)增高为显著特征。IL-2是一种主要由活化的T淋巴细胞产生的细胞因子,它具有促进T淋巴细胞增殖分化,增强T淋巴细胞、NK细胞活性,诱导干扰素生成的作用,IL-2水平的高低是机体细胞免疫的重要标志。细胞因子IL-6是一种与T淋巴细胞活化、B淋巴细胞分化和应激反应有关的小分子活性多肽。IL-6有抗炎和免疫调节作用,能协同产生肾上腺皮质激素,IL-6和IL-1β一旦释放,能产生中和病灶周围组织细胞毒素的作用,还可以活化淋巴细胞,并能作用于多种靶细胞,是炎性反应的一个中枢性调节因子[4]。hsCRP是特异而敏感的急性反应标记,可见于慢性感染,在人体自然免疫反应中起重要作用,可增强局部黏附分子和血浆纤溶酶原活化物抑制剂-1(PAI-1)的表达,降低内皮一氧化氮活性[5-6]。本研究显示,经过6周的慢性心理应激,大鼠穿越格子数、直立次数、修饰次数显著增加,血清IL-2、IL-6、hsCRP含量明显升高,与 Goshen和 Yimiya[7]的研究结论一致,提示长期慢性心理应激引起下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴反应性失衡,进而影响胸腺和细胞免疫功能,增加IL-2、IL-6、hsCRP等炎性因子的表达。

心理应激触发机体产生的生理学效应包括急性自主神经功能不全、神经内分泌激活、血流动力学改变和引发炎性反应过程。易损斑块表现为局部炎性反应激活、巨噬细胞积聚、T淋巴细胞激活等一系列反应[8],当这些因素一旦与斑块破裂联系起来,可能促发血栓形成、心肌梗死、心律失常。Sheps等[9]评估了196例患者进行心理生理学测试后平均62个月的病死率。与那些没有诱导出短暂性心肌缺血的患者相比,应激诱导的短暂性心肌缺血患者病死率显著增高。动脉内膜受损使巨噬细胞合成和分泌IL-1、IL-6,以及机体分泌hsCRP。Frasure-Smith等[10]对741名冠心病患者进行随访,冠心病发生后2个月至2年的主要不良反应为心源性死亡、心肌梗死、心搏骤停,同时进行抑郁积分(BDI-2积分)和测定CRP、IL-6及可溶性黏附分子,发现 BDI-2积分大于或等于14和CRP≥2.0 mg/L的患者2个月心脏不良反应发生率明显升高。

本实验结果表明慢性心理应激大鼠出现行为异常,血清IL-2、IL-6、hsCRP含量增高,提示慢性心理应激可能通过对血清IL-2、IL-6、hsCRP含量的影响而引发血管局部炎性反应,血管易损性增加,可能促进冠心病的发生和发展。对于慢性应激时IL-2、IL-6、hsCRP在心肌细胞中的表达及作用还有待进一步的研究。

[1]Smith TW,Kendall PC,Keefe FJ.Behavioral medicine and clinical health psychology:introduction to the special issue,a view from the decade of behavior[J].J Consult Clin Psychol,2002,70(3):459-462.

[2]Lin YH,Liu AH,Xu Y,et al.Effect of chronic unpredictable mild stress on brain-pancreas relative protein in rat brain and pancreas[J].Behav Brain Res,2005,165(1):63-71.

[3]画伟.心理应激胃黏膜损伤的动物模型及发病机制[J].国外医学消化系疾病分册,2002,22(3):143-145.

[4]Hirano T.The biology of interleukin-6[J].Chem Immunol,1992,51(9):153-160.

[5]Yasojima K,Schwab C,McGeer EG,et al.Generation of C-reactive protein and complement components in atherosclerotic plaques[J].Am J Pathol,2001,158(6):1039-1051.

[6]Pasceri V,Willerson JT,Yeh ET.Direct proinflammatory effect of C-reactive protein on human endothelial cells[J].Circulation,2000,102(3):2165-2168.

[7]Goshen I,Yimiya R.Interleukin-1(IL-1):a central regulator of stress responses[J].Front Neuroendocrinol,2009,30(1):30-45.

[8]Hansson GK.Inflammation,atherosclerosis,and coronary artery disease[J].N Engl J M ed,2005,352(16):1685-1695.

[9]Sheps DS,McMahon RP,Becker L,et al.Mental stressinduced ischemia and all-cause mortality in patients with coronary artery disease:results from the psychophysiological investigations of myocardial Ischemia study[J].Circalation,2002,105(15):1780-1784.

[10]Frasure-Smith N,Lespé rance F,Irwin MR,et al.Depression,C-reactive protein and two-year major adverse cardiac events in men after acute coronary syndromes[J].Biol Psychiatry,2007,1562(4):302-308.

Effects of chronic psychological stress on behaviors and serum concentrations of IL-2,IL-6,hsCRP in rats

Wang Hongju,Wang Yin,Xu Yanqiu
(Department of Cardiovascular Medicine,the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Anhui 233004,China)

ObjectiveTo explore the effects of chronic psychological stress on behaviors and serum concentrations of interleukin-2(IL-2),interleukin-6(IL-6),high-sensitivity C-reactive protein(hsCRP)in rats.MethodsThe chronic psychological stress model was mimicked by chronic unpredictable mild stress in rats.The behaviors of rats were observed and the levels of serum IL-2,IL-6 and hsCRP were detected by enzyme-linked immunosorbent assay method.ResultsAfter the rats were subjected to chronic unpredictable mild stress stimulus,the stress open-field activity were lower(P＜0.05);the levels of serum IL-2,IL-6 and hsCRP were significantly higher in contrast to normal rats(P＜0.05).ConclusionChronic psychological stress can significantly influence the emotional behaviors and serum inflammatory factors levels in rats.

interleukin-2;interleukin-6;C-reactive protein;psychological stress;rat;emotional behavior

10.3969/j.issn.1671-8348.2011.05.024

A

1671-8348(2011)05-0471-02

2010-06-09

2010-09-22)

·经验交流·