丙泊酚对焦虑症模型大鼠焦虑样行为及学习记忆功能的影响

梁 俊，王美美，童 颖，李小凤，郭文俊，汪萌芽

(皖南医学院 1.细胞电生理研究室；2.启明星小组；3.麻醉学院,安徽 芜湖 241002)

焦虑症是最常见的精神障碍，发病率较高[1-2]。焦虑症患者具有担忧和恐惧的主观感受,通常伴随着身体症状，如心率加快、颤抖、肌肉紧张，以及认知和行为改变。焦虑会增加轻度认知障碍患者罹患痴呆症的风险[3]，且焦虑与头痛之间呈双向影响作用[4]，严重影响患者的学习、社交、职业工作和生活质量。然而由于种种原因，患有焦虑症的个体对治疗的认知度不够，甚至寻求治疗的个体治疗质量并不理想[5]。作为一种静脉麻醉药物，丙泊酚具有起效迅速、作用时间短、清醒快而完全、副作用少等优点，此外还有止吐、免疫调节、神经保护等特性[6]。已有研究表明，丙泊酚静脉靶控输注可以有效缓解围术期患者的焦虑情绪[7]，但目前关于丙泊酚对焦虑症患者术后焦虑症状的影响少有研究。本研究通过制备焦虑症大鼠模型，探究丙泊酚对焦虑症模型大鼠的焦虑样行为及学习记忆功能的影响，为进一步相关临床研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物 SPF级别成年雄性SD大鼠36只，初始体质量为110～120 g，南京青龙山动物繁殖场提供，许可证号：SCXK(苏)2017-0001。饲养明/暗周期为12 h/12 h，自由饮食和饮水。动物实验操作符合动物伦理学规范。

1.2 仪器和药品 44 cm×44 cm×47 cm大鼠旷场反应箱及数据采集和处理系统，动物行为视频跟踪分析系统(Smart系统，Panlab，USA)，Morris水迷宫软件(中国科学院心理健康重点实验室)。丙泊酚(批号21705162，西安力邦制药有限公司)，生理盐水，75%酒精。

1.3 模型制备与分组 大鼠适应性饲养1周后，根据体质量按随机数字表进行随机分组。正常组18只：合笼饲养9只/笼，自由进食饮水。焦虑组18只：采用单笼饲养复合空瓶应激方法造模，持续时间共计14 d。第1～7天为适应期，每天固定两个饮水时间，即上午9:00～9:10和晚上21:00～21：10，第8～21天进行为期14天的空瓶应激造模，即每天随机对一个饮水时间点采用空瓶刺激，在此期间该组动物自由摄食[8]。

1.4 给药 将制备成功的焦虑组随机均分为模型组、丙泊酚治疗组2组；正常组随机均分为生理盐水组、丙泊酚组2组。每组各9只大鼠。丙泊酚组、丙泊酚治疗组大鼠腹腔注射麻醉剂量的丙泊酚(75 mg/kg)[9]，生理盐水组、模型组大鼠给予等容量生理盐水。

1.5 旷场实验 检测大鼠的焦虑水平。在造模前1天、造模后第1天、用药后12 h[10]分别进行旷场实验。将大鼠放到一个44 cm×44 cm×47 cm的黑色敞箱中，底部被平均分为9个虚拟的格子，每只大鼠从中间格子放入，并且计时5min。由数据采集系统记录大鼠的运动总路程、垂直活动次数、跨格数[11-12]。每只大鼠实验结束后用75%酒精擦拭场地。

1.6 Morris水迷宫测试[13]实验前先进行寻找平台训练,正式实验包括连续5 d的定位航行实验和随后的1次空间探索实验两部分。寻找平台训练：大鼠在进行正式测试前,先进行游泳以及寻找可视平台的训练,目的是筛除游泳能力缺陷或有视力障碍的大鼠。训练时,将不锈钢可视平台置于迷宫水池的中心,台面高出水面1 cm,每只大鼠先置于平台上适应20 s,随后训练3次,随机从不同象限的入水点面向池壁放入水中,学习寻找平台60 s,若超过60 s仍未找到平台,由实验者引导至平台上停留15 s,然后取出擦干放回饲养笼。训练结束后,筛除有缺陷的大鼠。定位航行实验：测试大鼠的学习能力,将透明平台置于第1象限的中心，低于水面1 cm，分别将4组大鼠从4个象限(顺序随机)面向池壁放入水中并开始计时,记录登上隐蔽平台所用时间,取4次的平均值作为逃避潜伏期。空间探索实验：第5天定位航行实验结束后1 h将隐蔽平台撤离,从原平台所在象限的对侧象限放入大鼠，记录大鼠在60 s内穿过原平台所在位置的次数、靶象限活动百分比等指标，进行记忆能力的检测。

2 结果

2.1 焦虑模型的鉴定 旷场实验显示，造模后焦虑组垂直活动次数、跨格数较造模前均减少(P<0.01)。详见表1。

表1 旷场实验中两组大鼠的焦虑样行为

2.2 丙泊酚麻醉诱导与麻醉维持时间的比较 丙泊酚组与丙泊酚治疗组大鼠从清醒到麻醉状态的诱导时间(给药至大鼠翻正反射消失)分别为(6.75±3.11)s和(6.00±1.31)s,t=0.629,P>0.05；麻醉维持时间(大鼠翻正反射消失至翻正反射恢复)分别为(33.25±12.54)s和(27.25±10.21)s,t=1.049,P>0.05，差异无统计学意义。

2.3 丙泊酚对大鼠焦虑样行为的影响 丙泊酚给药后12 h，丙泊酚组的垂直活动次数较给药前减少(P<0.01)，跨格数较给药前减少(P<0.01)；丙泊酚治疗组的垂直活动次数较给药前增加(P<0.01)。详见表2。

表2 丙泊酚对两组大鼠总路程、垂直活动次数及跨格数的影响

2.4 丙泊酚对大鼠学习记忆的影响

2.4.1 Morris水迷宫实验的逃避潜伏期比较F时间=21.513，P时间=0.000；F组别=4.024，P组别=0.015；F时间×组别=1.374，P时间×组别=0.187。各组间和组内的两两比较见表3。

表3 各组大鼠的平均逃避潜伏期

2.4.2 Morris水迷宫空间探索的结果比较 各组大鼠的水迷宫空间探索的轨迹见图1。各组大鼠在原平台所在象限停留时间百分比及原平台穿越次数比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。

A.第1天第4次定位航行中大鼠运动轨迹图；B.空间探索轨迹图。

表4 各组大鼠第5天撤除平台后大鼠原平台所在象限停留时间百分比及穿越次数比较

3 讨论

本研究发现，丙泊酚给药后12 h，丙泊酚治疗组在旷场实验中的垂直活动次数、跨格数增加，提示麻醉剂量的丙泊酚可以缓解焦虑症模型大鼠的焦虑样行为,丙泊酚组腹腔注射丙泊酚后反而出现焦虑水平的反跳，较给药前增加，这可能为丙泊酚组与丙泊酚治疗组对麻醉剂量的丙泊酚有不同表现的原因，进一步的原因有待研究。另外，与模型组相比丙泊酚治疗组在第1～4天的逃避潜伏期延长，与丙泊酚组相比，丙泊酚治疗组在第1～2天的逃避潜伏期延长，提示麻醉剂量的丙泊酚减弱焦虑症大鼠的学习功能。与生理盐水组相比,丙泊酚组第1天的逃避潜伏期减少，提示麻醉剂量的丙泊酚对正常大鼠的学习功能有促进作用。

多项研究发现，γ- 氨基丁酸(γ aminobutyric acid,GABA)与焦虑、学习认知相关：提高脑内GABA的含量，导致小鼠焦虑行为减少，同时损害小鼠的学习认知功能[14]。丙泊酚既可通过增强中枢抑制性神经传递(GABA受体与甘氨酸受体)，也可通过抑制中枢兴奋性神经(NMDA受体等)传递发挥麻醉作用。高剂量丙泊酚明显导致神经细胞凋亡[15]，而低剂量丙泊酚具有神经保护作用[16]。尚游等[9]发现多次给予大鼠腹腔注射30 mg/kg和75 mg/kg的丙泊酚可以损害大鼠的空间学习记忆能力，而10 mg/kg的丙泊酚腹腔注射不影响大鼠的空间学习记忆能力。而焦虑症的可能发病机制有GABA受体、5-HT受体、去甲肾上腺素受体[17]等，这可能为丙泊酚对正常组和焦虑组大鼠的学习功能产生不同影响的机制。本研究没有发现丙泊酚对大鼠记忆能力的影响，这可能与应用Morris水迷宫有关，检测的是以海马为基础的学习记忆能力。

另外，临床相关研究中，焦虑对诱导意识丧失所需丙泊酚剂量的影响呈现矛盾的结果[18-19]。本实验中，丙泊酚组与丙泊酚治疗组的麻醉诱导和麻醉维持时间差异无统计学意义。临床工作中应关注患者的焦虑、恐惧等情绪与麻醉之间的相互作用。

综上所述，麻醉剂量的丙泊酚可以缓解焦虑症大鼠的焦虑样行为，但可能增加正常大鼠的麻醉后焦虑样行为，且会减弱近期焦虑症大鼠的学习功能，本研究结果为临床进一步研究提供了参考。