鼻腔给予丙酸睾丸酮对雌性大鼠旷场行为的影响

闫文升 薛岩 孙幸 杨欢 康洁 康云霄 张国梁

睾酮能增加雄性大鼠的自主运动行为、攻击行为，还有抗焦虑的作用;而睾酮通过影响雄性大鼠的中枢神经系统来改变其行为［1－6］。但睾酮对雌性大鼠的影响国内外都研究甚少。本次研究通过旷场实验来探讨长期鼻腔给予丙酸睾丸酮对成年雌性大鼠行为的影响。通过分析旷场行为中各种参数的变化，来初步了解丙酸睾丸酮对雌性大鼠中枢神经系统的作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 成年雌性Wistar大鼠72只，体重(252±5)g，由河北医科大学实验动物中心提供。实验前所有大鼠在动物饲养室内适应环境3 d，12 h亮黑循环(早6∶00开灯，晚6∶00关灯)，食物和水供应充足。72只大鼠被随机分为正常组(Intact)和正常鼻腔给予丙酸睾丸酮组(Intact-T)，鼻腔给药程序遵循Rojo等［7］的描述方法。正常组大鼠给予芝麻油作为安慰剂(Vehicle)处理，Intact-T大鼠通过鼻腔给予丙酸睾丸酮。

1.2 旷场实验

1.2.1 实验装置:旷场装置由长 ×宽 ×高为100 cm×100 cm×40 cm的无盖立方形装置组成，装置的四壁为黑色，底为白色，装置的底被分割成25个正方形大方格(20 cm×20 cm)。每个大方格再分为400个小方格(1 cm×1 cm)。旷场装置放置一个光强度为20 lux的安静室内，将数码摄像机(Canon HF100，Japan)置于装置正上方。为了去除气味，每只大鼠实验前用70%的乙醇清理广场底面和四壁。

1.2.2 操作程序:所有大鼠用1%苦味酸溶液标记，实验前5 d，每天用手抚摸每只大鼠进行安抚。旷场实验在大鼠非活动期(8∶00～6∶00)进行。在给药第18天，每只大鼠在旷场装置中预暴露5 min，在给药第19天，每只大鼠在旷场装置中预暴露15 min适应旷场环境。在给药第20、21和22天，每只大鼠依次放在旷场中心区域，用数码摄像机记录15 min大鼠旷场行为用于以后分析。

1.2.3 旷场行为参数:旷场装置被分为中心区和周围区。旷场行为实验记录五种行为模式，即静止闻嗅行为、探索行为、趋触性行为、运动行为和理毛行为(表1)。大鼠旷场行为参数通过速记法记录。通过ANOVA统计检验发现第20、21、22天的大多数行为参数差异无统计学意义(P＞0.05)，因此，大鼠3 d的行为数据取平均值后进行统计分析。

1.3 统计学分析 应用SPSS 10.0统计软件，计量资料以表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

通过旷场实验共观察了大鼠的5种行为，正常大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮后其静止行为(包括静止闻嗅行为与理毛行为)增加，其活动行为(包括探索行为与运动行为)减少。

2.1 静止闻嗅行为 通过旷场实验发现，Intact-T组大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮显著增加了静止状态闻嗅次数，Intact-T组的静止状态闻嗅次数比正常组增加了47%。见表1、图1A。

表1 鼻腔给予TP对静止闻嗅次数影响n=6，±s

表1 鼻腔给予TP对静止闻嗅次数影响n=6，±s

注:与正常组比较，*P ＜0.05

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图1 鼻腔给予TP对静闻嗅行为、探索行为、运动行为、和理毛行为的影响(*P ＜0.05，#P ＜0.01)

2.2 探索行为 大鼠的探索行为包括行走中闻嗅行为(Walking)、前腿倚靠四壁直立行为(Climbing)、前腿没有倚靠四壁直立行为(Rearing)和闻嗅行为(Sniffing)。结果显示:Intact-T组大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮显著减少了climbing、rearing和sniffing行为次数，表现为Intact-T组的三种行为次数比正常组分别减少了43%、56%、40%。见表2、图1B。

表2 鼻腔给予TP对探索行为影响n=6，±s

表2 鼻腔给予TP对探索行为影响n=6，±s

注:与正常组比较，*P ＜0.05

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2.3 趋触行为 通过大鼠在旷场装置周围区域活动时间判断大鼠的趋触行为，显示各组之间旷场装置周围区域活动时间差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.4 运动行为 大鼠的运动行为包括垂直运动、水平运动和总径长。结果显示:Intact-T组大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮显著减少了垂直运动、水平运动和总径长，表现为Intact-T组垂直运动次数、水平运动次数和总径长比正常组分别减少了46%、45%和42%。见表3、图1C。

表3 鼻腔给予TP对运动行为影响n=6，±s

表3 鼻腔给予TP对运动行为影响n=6，±s

注:与正常组比较，*P ＜0.05

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2.5 理毛行为 大鼠的理毛行为包括理毛潜伏期、理毛次数和理毛持续时间。Intact-T组大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮后理毛潜伏期显著减少了84%(P＜0.05)。Intact-T组大鼠鼻腔给予丙酸睾丸酮后显著增加了理毛次数，延长了理毛持续时间，表现为Intact-T组的理毛次数和理毛持续时间比正常组分别增加了48%和41%。见表4、图1D。

表4 鼻腔给予TP对理毛行为影响n=6，±s

表4 鼻腔给予TP对理毛行为影响n=6，±s

注:与正常组比较，*P ＜0.05，#P ＜0.01

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3 讨论

通过旷场实验发现鼻腔给予丙酸睾丸酮的雌性大鼠其静止闻嗅行为与理毛行为增加;而探索行为中的Walking没有变化，Climbing、Rearing、Sniffing以及运动行为均减少。这些自主行为的变化显示鼻腔给予丙酸睾丸酮对雌性大鼠中枢神经系统有一定影响。

丙酸睾丸酮在体内可代谢为天然的雄激素从而发挥生理作用。研究发现，大鼠经鼻腔给予睾酮其生物利用度可高达90%［8］。经鼻腔给予的睾酮可以通过直接和间接两种方式转运入脑。研究表明，鼻腔给药后约有2/3的睾酮没有吸收入血，而是直接从鼻腔转运到脑;余下的睾酮先被吸收进入体循环，然后穿过血脑屏障间接转运到脑［9］。通过旷场实验观察到鼻腔给予丙酸睾丸酮能够增加雌性大鼠的静止行为(包括静止闻嗅行为和理毛行为)，减少其活动行为(包括探索行为和运动行为)，暗示鼻腔给药是睾酮有效入脑的方式。

关于睾酮对雌性大鼠旷场行为的影响，Stevens等［10］也做了研究，但其研究方法与观察的行为参数与本次实验有所不同。他们在雌性大鼠出生24 h内将其皮下注射丙酸睾丸酮，观察到其45 d时旷场行为—包括运动行为和理毛行为与正常雌性大鼠比较均减少30%左右，85 d时的旷场行为只有小幅减少。与本次实验结果相比较，丙酸睾丸酮都降低了雌性大鼠运动行为参数，但对理毛行为的影响却相反，说明新生一过性的丙酸睾丸酮刺激对青春期雌性大鼠与成熟后长期丙酸睾丸酮刺激对雌性大鼠行为的影响不完全相同。这也提示我们丙酸睾丸酮对机体的影响随着年龄阶段不同而有所不同。

Simerly 等［11，12］应用微量透析和高效液相色谱法对麻醉的雄性大鼠鼻腔给予睾酮进行研究，显示睾酮能快速增加雄性大鼠新纹状体和伏核多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)的水平，暗示鼻腔给予睾酮能够快速激活雄性大鼠的DA能和5-HT能神经系统，导致雄性大鼠旷场行为改变，而对雌性大鼠的影响没有进行研究。

1 Frye CA，Seliga AM.Testosterone increases analgesia，anxiolysis，and cognitive performance of male rats.Cogn Affect Behav Neurosci，2001，1:371-381.

2 康云霄，李双成，高建伟，等.丙酸睾丸酮早期处理对大鼠行为及脑内多巴胺转运体的影响.解剖学杂志，2008，31:655-657.

3 Lumia AR，Thorner KM，McGinnis MY.Effects of chronically high doses of the anabolic androgenic steroid，testosterone，on intermale aggression and sexual behavior in male rats.Physiol Behav，1994，55:331-335.

4 Clark AS，Barber DM.Anabolic-androgenic steroids and aggression in castrated male rats.Physiol Behav，1994，56:1107-1113.

5 McGinnis MY.Anabolic androgenic steroids and aggression:studies using animal models.Ann N Y Acad Sci，2004，1036:399-415.

6 Adler A，Vescovo P，Robinson JK，et al.Gonadectomy in adult life increases tyrosine hydroxylase immunoreactivity in the prefrontal cortex and decreases open field activity in male rats.Neuroscience，1999，89:939-954.

7 Rojo AI，Montero C，Salazar M，et al.Persistent penetration of MPTP through the nasal route induces Parkinson＇s disease in mice.Eur J Neurosci，2006，24:1874-1884.

8 Hussain AA，Kimura R，Huang CH.Nasal absorption of testosterone in rats.J Pharm Sci，1984，73:1300-1301.

9 Banks WA，Morley JE，Niehoff ML，et al.Delivery of testosterone to the brain by intranasal administration:comparison to intravenous testosterone.J Drug Target，2009，17:91-97.

10 Stevens R，Goldstein R.Effects of neonatal testosterone and progesterone on open-field behaviour in the rat.Q J Exp Psychol，1978，30:157-166.

11 Simerly RB，Chang C，Muramatsu M，et al.Distribution of androgen and estrogen receptor mRNA-containing cells in the rat brain:an in situ hybridization study.J Comp Neurol，1990，294:76-95.

12 de Souza Silva MA，Mattern C，Topic B，et al.Dopaminergic and serotonergic activity in neostriatum and nucleus accumbens enhanced by intranasal administration of testosterone.Eur Neuropsychopharmacol，2009，19:53-63.