水杨酸麻黄碱对小鼠脑皮层电图活动及其功率谱的影响

王 锐，闫 琳，陆钊罡，彭晓东，曹秀琴，李 娟，林 枫，石 凯

麻黄碱(ephedrine)是从植物麻黄草中提取的生物碱，又称麻黄素，也可通过化学合成制得。其为间接作用的拟交感神经药，对支气管哮喘发作有预防和缓解作用，可治疗鼻黏膜充血、肿胀引起的鼻塞，亦可用于低血压[1]。含有麻黄碱的复方制剂有五百多种，临床应用十分广泛，其有显著的中枢兴奋作用，长期使用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入我国二类精神药品进行管制[2]。因而降低其中枢神经不良反应，保证用药安全,预防其使用中出现的急性或长期神经精神性并发症的方法，是重要的科学课题。水杨酸易透过血脑屏障。水杨酸麻黄碱(Ephedrine Salicylate)盐是根据右旋水杨酸与伪麻黄碱相互作用，质子结合成水杨酸麻黄碱结晶盐，降低了麻黄碱的碱性，其是一种具有药用价值的盐类物质[3]，但有关中枢神经药理作用的报道较少[4-5]。本文主要通过电生理方法研究水杨酸麻黄碱对小鼠脑电活动的影响，探讨和评价其是否可降低中枢神经兴奋性，减轻中枢不良反应。

1 资料与方法

1.1 一般材料:水杨酸麻黄碱 [宁夏大学能源化工实验室提供，批号20001021，熔点(mp) 136.5 ℃]，以生理盐水配成所需要浓度。昆明种小鼠40只，体重(21.5±3.1)g，由宁夏医科大学动物中心提供，雌雄各半，动物合格证号:SCXK (宁) 2005-0001。BL-410生物机能实验系统为四川成都泰盟科技有限公司出品。所有研究均遵循宁夏医科大学实验动物伦理审查委员会相关规定。

1.2 实验方法[6]:将小鼠随机分成4组，每组10只。乌拉坦 0.21 mg/kg 腹腔注射麻醉，俯卧位，切开小鼠头顶部皮肤及皮下组织，在冠状缝后矢状缝旁2～3 mm处安置钢针电极，参考电极置于额窦部皮肤，其和BL-410生物机能实验系统连接。各组分别腹腔注射(intraperitoneally，i.p.) 水杨酸麻黄碱25、50、100 mg/kg；对照组 i.p.等容积生理盐水，记录脑皮层电图(ECoG)。使用BL-410生物机能实验系统离线模式分析计算给药前与给药后5、15、30、60、90、120 min各组小鼠脑电总功率、主波频率及频率分配，并进行比较。

2 结果

2.1 水杨酸麻黄碱对小鼠ECoG总功率的影响:生理盐水对照组小鼠在给药后5 min和120 min与给药前相比，脑电总功率差异有统计学意义。水杨酸麻黄碱除100 mg/kg剂量组总功率在90 min降低外，其余各剂量组在观察120 min过程中，总功率无改变，见表1。

表1 水杨酸麻黄碱给药前及给药后不同时间段对小鼠大脑皮层脑电总功率的影响

注：*与给药前比较，P<0.05。

2.2 水杨酸麻黄碱对小鼠ECoG主波频率的影响:对照组小鼠ECoG主波频率，给药后各时间段与给药前相比差异无统计学意义。水杨酸麻黄碱25 mg/kg剂量组可使小鼠ECoG主波频率在给药后各时刻均升高(P<0.05);50、100 mg/kg剂量组小鼠ECoG主波频率在15、120min升高，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 水杨酸麻黄碱给药前及给药后各时间段对小鼠ECoG主波频率的影响

注：*与给药前比较P<0.05。

2.3 水杨酸麻黄碱对小鼠ECoG频率分配的影响：对照组小鼠ECoG频率分配差异无统计学意义。水杨酸麻黄碱50 mg/kg剂量组对小鼠皮层脑电频率分配有较明显影响，主要表现为：δ频段占总功率的比例于给药后15～30 min明显升高(P<0.05)，同时θ、α和β频段比例降低(P<0.05)；δ+θ之和占总功率的比例升高(P<0.05)，α+β之和占总功率的比例降低(P<0.05)。水杨酸麻黄碱25 mg/kg剂量组在给药后120 min时可致小鼠ECoG δ频段占总功率的比例降低(P<0.05)，同时θ、α频段比例升高(P<0.05)；δ+θ之和占总功率的比例降低(P<0.05)，α+β之和占总功率的比例升高(P<0.05)。水杨酸麻黄碱100 mg/kg剂量组在给药后15 min时可致小鼠ECoG δ频段占总功率的比例降低(P<0.05)，δ+θ之和占总功率的比例升高(P<0.05)，α+β之和占总功率的比例降低(P<0.05)，见表3。

表3 水杨酸麻黄碱给药前及给药后各时间段对小鼠ECoG频率分配的影响

注：*与给药前比较，P<0.05。

3 讨论

本研究前期发表行为学数据结果显示[4]，麻黄碱高剂量组可使小鼠自主活动数高于生理盐水对照组，水杨酸麻黄碱各剂量组小鼠的自主活动数均低于生理盐水对照组；麻黄碱高、中剂量组对阈下剂量戊四氮致惊厥作用有明显的协同作用，但水杨酸麻黄碱仅高剂量组对阈下剂量戊四氮致惊厥作用有协同作用。结果提示水杨酸麻黄碱对小鼠中枢神经系统的兴奋作用较麻黄碱减轻。麻黄碱化学结构引入水杨酸根的化学合成有望改善麻黄碱可致的中枢兴奋性升高引起的不良反应，故采用电生理方法研究，得到神经电生理的证据可确认并加深认识。

EcoG可从暴露的皮层表面记录发生在皮质锥体细胞中的同步突触后电位信号，其检测是借助计算机，采用快速傅立叶转换等方法，将原始脑波波幅随时间的变化转化为脑电功率随频率的变化，从而直接观察α、β、θ、δ波频段脑电波的分布与变化情况。脑电频率变化是药物作用及各种生理、病理状态下脑电变化的主要特征[7]。脑皮层电图有助于对脑电活动进行定量分析，从而使分析结果更加客观。一般认为，ECoG总功率、主波频率和频率分配反映一定的脑功能状态，其总功率、主波频率升高，提示中枢神经系统兴奋性加强，反之则表示中枢神经系统兴奋性下降。本实验结果显示，水杨酸麻黄碱各剂量组对脑电总功率未见有明显影响。高、中剂量组小鼠脑皮层电图主波频率仅在15、120 min 2个时间点升高。与麻黄碱(其数据见作者另外一篇文章)对小鼠脑皮层电图ECoG总功率、主波频率大部分时间点升高相比，水杨酸麻黄碱可使小鼠脑皮层兴奋性下降。另外，水杨酸麻黄碱高剂量组在给药后15 min时，δ+θ频段之和占总功率的比例升高，α+β频段之和占总功率的比例降低，提示其中枢神经兴奋性下降；水杨酸麻黄碱中剂量组，δ+θ频段之和占总功率的比例升高，α+β频段之和占总功率的比例降低，也提示其中枢神经兴奋性下降。水杨酸麻黄碱低剂量组可使小鼠脑皮层电图主波频率升高，在给药后120min时δ+θ频段之和占总功率的比例降低，α+β频段之和占总功率的比例升高，该剂量组提示其中枢神经兴奋性升高。

综合行为学和脑皮层电图定量分析数据，水杨酸麻黄碱对小鼠中枢神经系统的兴奋作用较麻黄碱减轻。