玻璃苣醇提物对慢性抑郁模型小鼠脑组织中神经递质的影响
2012-11-22刚宏林何志一刘相辉马跃
刚宏林,何志一,刘相辉,马跃
(哈尔滨市食品药品检验检测中心,黑龙江哈尔滨150525)
玻璃苣(Borago officinalis L.)系紫草科,玻璃苣属植物,是一种强壮的、每年生的草本植物。最初报道来自叙利亚北部的阿勒波(Aleppo),但现在于欧洲的大部分地区频繁地被发现。大量的文献报道显示玻璃苣是γ-亚麻酸的重要来源。其茎和叶里同样含有大量的脂肪酸,甚至是被加工过的。在煮熟的玻璃苣里大约每100 g内含有60 mg的γ-亚麻酸[1]。γ-亚麻酸具有抗菌、抗 HIV 感染、抗肿瘤、抗炎、降血脂、抗动脉粥样硬化、治疗高血压、抑制血小板聚集和血栓素A2的合成、改善糖尿病并发症以及抗衰老、增强免疫力、缓解更年期综合征等作用[2]。本课题组曾研究发现玻璃苣提取物能够明显改善抑郁模型小鼠的行为学指标[3]。为了明确其产生疗效的机制,我们又对模型小鼠脑组织中的5-羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)等神经递质进行了检测,为研究玻璃苣防治抑郁的作用及其作用机制提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 主要试剂与仪器 盐酸氟西汀胶囊(法国Patheon公司),生产批号:9903A;多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素ELISA检测试剂盒(R&D Systems)。MDF-U50V型低温冰箱(日本三洋)、酶标仪(Anthos 2010)、微量加样器(上海求精生化试剂仪器有限公司)、DGX-9143B-1电热鼓风干燥箱(上海福玛实验设备有限公司)、LDZ522型低速离心机(北京医用离心机厂)、电热恒温箱(上海一恒科学仪器有限公司)。
1.1.2 动物 健康 KM 小鼠,雄性,体质量(18±2)g,由哈尔滨医科大学实验动物中心提供。实验前在实验室适应1周,在恒温(24±2)℃,相对湿度40% ~70%条件下,自由饮水摄食。
1.1.3 玻璃苣提取物 本实验采用玻璃苣全株作为原料药,玻璃苣醇提取物:将玻璃苣全草切成约1 cm的小段,称取500 g,用75%乙醇于95℃热回流3次,每次30 min,合并提取液,减压回收乙醇,减压干燥,制得干燥粉末,得率为16.15%,备用。
1.2 方法
1.2.1 动物分组、给药 所有小鼠适应饲养3 d后,随机分成6组,即玻璃苣醇提取物高剂量组(4 g/kg)、中剂量组(2 g/kg)、低剂量组(1 g/kg),氟西汀阳性对照组(0.002 6 g/kg),模型组(等体积的纯净水)和空白对照组(等体积的纯净水),每组动物均为7只,每天给药1次,连续给药21 d。除实验需要刺激外,正常饲养。
1.2.2 慢性抑郁模型的建立 在造模过程中,除空白对照组外,其余各组均每笼1只,孤养,以慢性不可预见性的温和刺激,以下6种应激因子按随机方法在21 d内应用:水平震荡5 min、禁食禁水24 h、夹尾5 min、4℃冷水游泳5 min、45℃烘箱热烘5 min、昼夜颠倒[4],每天随机给予一种刺激,使小鼠每天接受不可预知的刺激,以避免产生适应,平均每种刺激给予3次。
1.2.3 样本取材和测定单胺递质 在末次给药1 h后,处死小鼠,在冰台上取出小鼠脑组织,用冰冷的生理盐水冲洗,滤纸吸干,精密称取脑组织,加入9倍冰冷生理盐水,制成10%脑组织匀浆,匀浆液于4℃以4 000 r/min离心15 min,取上清液置于-70℃冰箱中保存待测。采用ELISA法检测上清液中5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素的含量。
1.3 统计学处理
2 结果
2.1 玻璃苣醇提物对慢性应激抑郁模型小鼠脑内5-羟色胺的影响
经过21 d慢性应激刺激后,模型组小鼠脑内的5-羟色胺含量明显低于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.01);氟西汀组与模型组相比,小鼠脑内5-羟色胺的含量明显升高(P<0.01),玻璃苣醇提取物高、中剂量组与模型组相比,小鼠脑内的5-羟色胺含量均有升高,差异有统计学意义(P<0.05),玻璃苣醇提取物低剂量组与模型组比较,5-羟色胺含量无明显差异(P>0.05)。结果见表1。
2.2 玻璃苣醇提物对慢性应激抑郁模型小鼠脑内去甲肾上腺素的影响
经过21 d慢性应激刺激后,模型组小鼠脑内的NE含量明显低于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.01);氟西汀组与模型组相比,小鼠脑内去甲肾上腺素的含量明显升高(P<0.01);玻璃苣醇提取物高、中剂量组与模型组相比,小鼠脑内的去甲肾上腺素含量均有升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表 1。
2.3 玻璃苣醇提物对慢性应激抑郁模型小鼠脑内多巴胺的影响
经过21 d慢性应激刺激后,模型组小鼠脑内的多巴胺含量明显低于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.01);与模型组相比,氟西汀组小鼠脑内多巴胺的含量也有所升高,差异有统计学意义(P<0.05);玻璃苣醇提取物高、中剂量组与模型组相比,小鼠脑内的多巴胺含量均有升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表1。
表1 玻璃苣醇提物对慢性应激抑郁模型小鼠脑内5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺的影响x ± s,n=8Tab1 Effects of the ethanol extractive of Borago officinalis on 5-HT,norepinephrine and dopamine in the brain tissue of mouse model of chronic depression
3 讨论
抑郁症是临床神经内科疾病,与大脑有直接关系,且发病机制复杂,尚不十分清楚。现代医学研究其生化机制的假说较多。一方面是对神经生化,包括单胺类神经递质系统、神经内分泌轴的影响;另一方面是对血液生化的影响[5]。其中较公认的观点为单胺递质假说,主要包括5-羟色胺能低下假说,多巴胺能低下假说和去甲肾上腺素能低下假说。尤其是5-羟色胺及去甲肾上腺素假说,临床上也常用测定脑脊液中5-羟色胺及去甲肾上腺素代谢产物的含量以反映中枢神经递质的活性。早在1965年,Coppen等首先提出5-羟色胺神经递质假说,认为抑郁症的发生是由于中枢神经系统中5-羟色胺释放减少,突触间含量下降所致[6]。另有研究证明,5-羟色胺耗竭剂能使抑郁症状加剧,且5-羟色胺降低程度与症状严重程度呈正比[7]。实验证明,绝望大鼠模型脑组织中5-羟色胺含量比正常对照组低,可以认为5-羟色胺是抑郁症发病中重要的神经递质,5-羟色胺的降低可能引起抑郁发作[8]。
去甲肾上腺素起源于中脑蓝斑核的中枢去甲肾上腺素神经核团,向额叶皮层β1受体的投射保持个体正常心境,向α1受体的投射保持一定的觉醒状态,抑郁症可能还与突触前膜肾上腺素α2受体超敏有关,而该受体激动能抑制腺苷酸环化酶系统,最终增高胞质Ca2+浓度,抑制去甲肾上腺素合成和释放,突触前膜α2受体超敏如果是原发性的,则可导致去甲肾上腺素合成和释放减少[9]。选择性去甲肾上腺素重摄取抑制剂(NARI)具有高度选择性的和强效的去甲肾上腺素再摄取抑制作用,能增强去甲肾上腺在突触的有效性,减少去甲肾上腺素的传导[10]。药理学的研究表明,NARI可以改善许多患者的抑郁症状,更加说明去甲肾上腺素可能参与了抑郁症的形成[11]。另有研究报告,抑郁症患者的下丘脑去甲肾上腺素浓度降低,提示抑郁症与中枢去甲肾上腺素能低下有关。也有大量研究显示,抑郁症患者外周血浆中去甲肾上腺素的含量明显高于正常人,其可能的原因是中枢去甲肾上腺素能抑制外周去甲肾上腺素,所以当抑郁症中枢去甲肾上腺素能低下时,外周去甲肾上腺素能脱抑制性增加[12]。多巴胺位于中脑腹侧背盖区的多巴胺核团,其最主要的投射区是黑质—纹状体,维持机体的运动功能,保持肌肉适当的张力;此外对额叶的投射维持个体的认知、学习和记忆功能;向边缘系统的投射主要与人类的情感及情绪活动密切相关;向下丘脑漏斗结节部位的投射参与内分泌的调节[13]。研究显示,减少多巴胺水平的药物,如利血平可导致抑郁心境,而一些增加多巴胺的药物如苯丙胺可产生兴奋。条件回避实验和强化训练实验表明,脑内多巴胺含量的增加可使动物产生兴奋,增强行为动机[14]。
本实验的先期研究表明,玻璃苣水提物可以改善慢性不可预知的应激引起的小鼠体质量下降、行为学的变化。为了进一步研究玻璃苣抗抑郁作用的机制,我们又测定与抑郁症发病相关的模型小鼠脑中单胺类递质的含量。实验结果显示,经玻璃苣醇提物作用的慢性应激模型小鼠脑内5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺的含量显著降低,这个结果符合较公认的抑郁症神经递质假说,也与临床抑郁症的生物学特点基本一致。玻璃苣醇提物可能通过增加中枢神经系统中5-羟色胺释放,增加下丘脑去甲肾上腺素浓度,减少大脑海马-额叶皮质突触的可塑性受损程度,达到调节中枢神经递质的目的,从而发挥防治抑郁的作用,这一作用机制有待于进一步深入研究。
[1]González CA,Sanz JM,Marcos G,et al.Borage consumption as a possible gastric cancer protective factor[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,1993,2(2):157 -158.
[2]徐润娴.γ-亚麻酸的药理作用、开发及应用[J].交通医学,2006,20(4):484 -486.
[3]贾惠岚.玻璃苣水提物对抑郁症小鼠脑内神经递质5-HT、NA、DA的影响[D].黑龙江:黑龙江中医药大学,2011:25-31.
[4]Willner P.Validity,reliability and utility of the chronic mild stress model of depression:a 10-year review and evaluation[J].Psychopharmacolgy(Berl),1997,134(4):319-329.
[5]武丽,张丽萍.中医药对抑郁动物模型影响的研究现状[J].广西中医学院学报,2004,7(2):69 -72.
[6]CoppenA, Shaw DM, MallesonA, Chayngesin 5-hydroxytryptoplan metabolism in depression[J].Br Psychiatry,1965,111(470):105 -107.
[7]Owens MJ,Nemeroff CB.Role of serotonin in the pathophysiology of depression:focus on the serotonin transporter[J].Clin Chem,1994,40(2):288 -295.
[8]李云辉,胡随瑜,向群辉,等.天松I号对绝望大鼠模型行为及脑组织血浆5-羟色胺及多巴胺的影响[J].湖南中医学院学报,2002,9(22):13 -15.
[9]Invernizzi RW,Garattini S.Role of presynaptic alpha2-adrenoceptors in antidepressant action:recent findings from microdialysis studies[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry,2004,28(5):819 -827.
[10]曹放.抗抑郁药物研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2003,2(6):914-915.
[11]Nemeroff CB.The neurobiology of depression[J].Sci Am,1998,278(6):42 -49.
[12]Kitayama IT,Otani M,Murase S.Degeneration of the locus ceruleus noradrenergic neurons in the stress-induced depression of rats[J].Ann N Y Acad Sci,2008,1148:95-98.
[13]Jay TM,Rocher C,Hotte M,et al.Placticity at hippocampal to prefrontal cortex synapses is impaired by loss of dopamine and stress:importance for psychiatric diseases[J].Neurotox Res,2004,6(3):233 -244.
[14]D'Aquila PS,Collu M,Gessa GL,et al.The role of dopamine in the mechanism of action of antidepressant drugs[J].Eur J Pharmacol,2000,405(1/3):365 -373.