不同剂量托吡酯对癫痫大鼠认知功能的影响

孙素真 李海花 冯宗怀

癫痫作为神经系统的常见病，引起的认知功能障碍严重影响患者的生活质量。癫痫患者认知功能障碍是由多因素共同作用的结果，口服抗癫痫药物、作为抗癫痫治疗的主要手段，其对认知功能的潜在影响更受关注。本实验通过大鼠海马区注射海人酸建立颞叶癫痫模型。通过Morris水迷宫观察不同剂量托吡酯对癫痫大鼠学习、记忆的影响及其与剂量的关系。

1 材料与方法

1.1 试验动物与分组 健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠48只，均由河北医科大学实验动物中心提供，体重(100±10)g，动物适应环境2 d后，随机分为5组:正常对照组(第1组)8只;海人酸致痫组40只。海人酸致痫组再随机分为癫痫对照组(第2组)、托吡酯20 mg/kg治疗组(第3组)、托吡酯40 mg/kg治疗组(第4组)、托吡酯80 mg/kg治疗组(第5组)，每组10只。托吡酯片由西安杨森制药公司生产，海人酸购自美国Sigma公司。

1.2 动物模型的制作 大鼠适应环境2 d后，予以海马区注射海人酸3 μg/kg(溶于0.9%氯化钠溶液，浓度为4 μg/μl)，第1组以0.9%氯化钠溶液代替，参照包新民等［1］的大鼠脑立体定位图谱，立体定向引导于右侧海马CA3区。缝合伤口，放回鼠笼，常规饲养，观察大鼠行为学表现。

1.3 灌药方法 不同灌药组均把每次剂量药物稀释于2 ml蒸馏水中给予灌胃，第1组与第2组分别用2 ml蒸馏水灌胃，用左手拇指和食指固定头部，中指和无名指固定另一肢，使动物腹部朝上，头部向上有一个倾斜度，右手持注射器，使灌胃针头沿着鼠嘴通过食管进入胃内;灌注药物，如很通畅，则说明针头确已进入胃内;如不通畅，大鼠挣扎或发生咳嗽，则表示针头没有进入胃内，应将针头拔出重新操作。灌药剂量均按照人的kg体重20倍计算。

1.4 Morris水迷宫系统测定 灌药6周后开始对大鼠进行Morris水迷宫测试以检测其空间学习记忆能力。(1)定位航行实验(place navigation，PN):用于测量大鼠对水迷宫学习和记忆的获取能力。训练前1 d让大鼠自由游泳2 min，开始训练后，每天训练4次，每次训练中大鼠分别从不同的入水点入水，将大鼠面向池壁放入水中，观察并记录大鼠寻找并爬上平台所需时间(逃避潜伏期，escape latency)如果大鼠在规定的120 s内未找到平台，需将其引至平台，这时潜伏期为120 s，取4次逃避潜伏期平均值为每天的逃避潜伏期。(2)空间探索实验(spatial probe):用于测量大鼠学会寻找平台后，对平台空间位置记忆的保持能力。即在第4天的第4次训练结束后撤除平台，24 h后记录120 s内大鼠穿过平台所在位置的次数。数据采集和处理由水迷宫图像自动监视处理系统完成。第5组中1只行水迷宫后死亡。

1.5 癫痫大鼠行为学观察 发作程度按Racine分级标准:0级，无任何反应;Ⅰ级:咀嚼、眨眼、立须等面部肌肉抽搐、湿狗样抖动、凝视;Ⅱ级:以点头运动为主的颈部肌肉的抽搐、流涎;Ⅲ级:单侧前肢的阵挛、抽搐，搔抓;Ⅳ级:双侧前肢阵挛，抽搐伴身体直立;Ⅴ级:双侧后肢强直，身体背曲强直，跌倒伴全身阵挛。获得连续5次Ⅱ级或Ⅲ级以上发作者，被认为完全点燃［2］。达到Ⅲ级改变以上者定为癫痫发作，连续的痫性发作超过30 min以上者为癫痫持续状态(status epileptics，SE)。

1.6 观察指标 (1)5组大鼠每天寻找平台的逃避潜伏期; (2)撤除平台后穿越平台位置的次数。

1.7 统计学分析 应用SPSS 11.5统计软件，对5组大鼠每天寻找平台的逃避潜伏期、撤除平台后穿越平台位置的次数进行单因素方差分析，单因素方差分析有意义后，进行多样本均数间比较的Dunnett-t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 海人酸诱导癫痫发作的行为表现 第1组均无抽搐发作。注射海人酸4组大鼠均出现Ⅲ级以上改变即癫痫发作。

2.2 定位航行实验结果 在4 d的训练中，第2组每天寻找平台的时间长于第1组，差异有统计学意义(P＜0.05)。托吡酯不同剂量组每天寻找平台时间长于第2组，并且第4、5组与第2组比较有统计学意义(P＜0.05)，第3组与第2组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.3 空间探索实验结果 第2组寻找平台的次数少于第1组，差异有统计学意义(P＜0.05)。托吡酯不同剂量治疗组，寻找平台的次数，均明显少于第2组，并且第4、5组与第2组比较，有统计学意义(P＜0.05)，第3组与第2组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

表1 5组大鼠定位航行结果比较 min，±s

表1 5组大鼠定位航行结果比较 min，±s

注:与第1组比较，*P＜0.05;与第2组比较，#P＜0.05

组别 第1天 第2天 第3天 第4天第1组(n=8)28.7±8.6 18.5±5.5 11.0±3.0 7.8±1.8第2组(n=10) 45.1±10.9* 30.2±7.1* 23.3±4.9* 12.1±2.7*第3组(n=10) 51.6±11.3 39.0±8.6 28.6±6.6 15.5±3.1第4组(n=10) 61.9±16.7# 52.9±10.3# 40.4±5.6# 22.6±3.7#第5组(n=9) 63.9±15.7# 58.9±10.1# 40.5±5.9# 28.9±4.5#

表2 5组大鼠空间探索结果比较 次，±s

表2 5组大鼠空间探索结果比较 次，±s

注:与第1组比较，*P＜0.05;与第2组比较，#P＜0.05

组别 穿越平台次数第1组(n=8)12.8±3.4第2组(n=10) 9.7±2.1*第3组(n=10) 8.2±2.6第4组(n=10) 6.7±1.8#第5组(n=9) 5.4±2.1#

3 讨论

海人酸是脑内兴奋性氨基酸递质-谷氨酸的结构类似物，脑内或系统给予惊厥剂量的海人酸，可选择性的激活边缘系统，引起急性癫痫发作。目前，海人酸模型已广泛用于癫痫发作的研究，是模拟人类颞叶癫痫的理想模型［3］。

研究表明，癫痫患者确实存在认知功能障碍，且颞叶癫痫患者认知功能受损更为明显［4］。在大鼠海马注射红藻氨酸，首先类似于在海马造成了一个毁损灶，毁损灶会导致一定程度的学习、记忆障碍，同时由于长期癫痫发作后缺氧等原因，加重了注射侧海马和对侧海马的损伤，从而进一步加重学习、记忆损害，其模拟的过程与人类颞叶癫痫所致的学习、记忆障碍十分相似［5］。钱若兵等［6］研究显示:大鼠颞叶CA3区注射红藻氨酸后诱发颞叶癫痫长期发作会出现明显的学习记忆功能障碍。

托吡酯是吡南果糖氨基磺酸酯化合物，是一种单糖，具有多重抗癫痫作用机制，被证实对部分发作、原发性全面性发作、继发性全面性发作的单药治疗和添加治疗均有明显疗效［7］。随着在临床应用时间的逐渐延长，其中枢神经系统的不良反应，尤其是对癫痫患者认知功能的影响，越来越受到了关注。吴洵佚等［8］研究显示托吡酯可以降低癫痫患者的智商，尤其是语言智商。Beata等［9］发现托吡酯可以影响癫痫患者的运动功能、注意力、逻辑记忆和视觉记忆，特别易损害视觉运动技巧。Lee等［10］报告托吡酯对词语流畅、注意力、处理信息的速度和工作记忆等认知功能造成损害，并认为托吡酯对认知功能的损害随起始剂量、加量速度、合并用药的增加而增加 。殷其改等［11］研究显示托吡酯可明显减少癫痫大鼠的发作次数与程度，但同时大鼠的学习记忆力有所下降。研究发现，托吡酯治疗与出现认知功能障碍之间有一定的剂量效应关系，表现为高剂量的托吡酯明显抑制癫痫大鼠的空间学习记忆能力，而中低剂量对学习记忆功能的影响不显著［12］。Martin等［13］研究显示托吡酯能使健康志愿者出现广泛智力减慢、心理运动速度降低、注意力障碍，并且这些影响与剂量相关。王海燕等［14］研究结果显示托吡酯可引起正常大鼠认知功能障碍，并且托吡酯大剂量对照组(0.036 g/kg)学习记忆能力损害较托吡酯一般剂量对照组(0.018 g/kg)更明显，说明托吡酯对学习记忆能力损害可能与剂量相关。本研究显示低剂量(20 mg/kg)的托吡酯对大鼠认知功能影响不显著，中高剂量(40 mg/kg、80 mg/kg)的托吡酯降低了大鼠认知功能。

1 包新民，舒斯云主编.大鼠脑立体定位图谱.第1版.北京:人民卫生出版社，1991.97-103.

2 Racine RJ，Steingart M，Mcintyre DC.Development of kindling-prone and kildling-resistant rats:selective breeding and electrophysiological studies. Epilepsy Res，1999，35:183-195.

3 张川，申长虹.大鼠海人酸颞叶癫痫模型及病理和致病机制研究.中华实验外科杂志，2003，20:918.

4 王湘庆，郎森阳，毛燕玲，等.癫痫患者认知功能损害及其影响因素分析.卒中与神经疾病，2006，13:273-274.

5 Mula M，Trimble MR，Sander JW.The role of hippocampal sclerosis in topiramaterelated depression and cognitive deficits in people with epilepsy.Epilepsia，2003，44:1573-1577.

6 钱若兵，傅先明，牛朝诗，等.大鼠颞叶癫痫发作后学习记忆功能障碍.安徽医科大学学报.2006，41:122-124.

7 Kanner AM，Wuu J，Faught E，et al.A past psychiatric history may be a risk factor for topiramate-related psychiatric and cognitive adverse events. Epilepsy Behav，2003，4:548-552.

8 吴洵佚，洪震，曾军.托吡酯对癫痫患者认知功能的影响.神经疾病与精神卫生杂志，2003，3:178-180.

9 Beata E，Santana I，Castro G，et al.Cognitive effects of therapy with topiramate in patients with refractory partial epilepsy.Rev Neurol，2002，34: 737.

10 Lee S，Sziklas V，Andermann F，et al.The effects of adjunctive topiramate on cognitive function in patients with epilepsy.Epilepsia，2003，44:33.

11 殷其改，袁宝强.银杏叶提取物对发育期癫痫大鼠学习记忆的影响.中华实用儿科杂志，2008，23:190-192.

12 李锐，杜芳，陈云春，等.托吡酯对匹罗卡品致痫幼鼠视觉空间学习记忆和海马mGluR1RNA表达的影响.卒中与神经疾病杂志，2003，10:352-355.

13 Martin R，Kuzniecky R，Ho S，et al.Cognitive effects of topiramate，gabapentin and lamotrigine in healthy young adults.Neurology，1999，52:321-327

14 王海燕，袁静，邓范艳，等.托吡酯对戊四氮致痫大鼠认知功能及海马5-羟色胺、乙酰胆碱酯酶的影响.实用儿科临床杂志，2008，23: 143-151.