己酮可可碱对心肌梗死后抑郁大鼠的行为学特征变化的作用研究

张文洁 徐雅



己酮可可碱对心肌梗死后抑郁大鼠的行为学特征变化的作用研究

张文洁 徐雅

目的 研究心肌梗死大鼠使用前炎症细胞抑制剂己酮可可碱后行为学特征的变化，为研究心肌梗死后抑郁的发生机制及心脑与神志的关系提供实验依据。方法 采用结扎大鼠心脏左冠状动脉前降支的方法制作心肌梗死大鼠模型，采用ELISA试剂盒检测血浆中肿瘤坏死因子α的浓度；采用旷场实验和强迫游泳实验观察心肌梗死大鼠使用己酮可可碱后的行为学变化特征。结果 大鼠心肌梗死后4周，与模型组相比，己酮可可碱组的肿瘤坏死因子α水平明显降低，活动总路程、总时间、直立次数、爬壁次数均明显增多，不动时间明显减少(P<0.05)。结论 己酮可可碱可以阻断心肌梗死后所诱导的炎症反应；心肌梗死后大鼠出现活动度下降，对新鲜环境的好奇程度下降及行为绝望等行为学改变。提示心肌梗死后大鼠存在抑郁症状，心与神志在病理上存在一定联系。使用己酮可可碱后大鼠的抑郁症状得到一定程度的缓解，提示急性心肌梗死后抑郁与炎症反应相关。

心肌梗死； 己酮可可碱； 抑郁； 炎症反应

据统计心血管疾病的致死率大约占所有死亡的30%，而随着人口老龄化的增长其风险也在增加。急性心肌梗死是心血管疾病的主要形式，与很多因素有关，其中强烈的情志刺激和脑血管意外可引起心电图的变化及钙蛋白的释放，提示存在心肌溶解[1]。另有研究表明伴有抑郁的患者发生心血管疾病的风险显著增加[2]。抑郁对于心肌梗死的死亡率是一个独立危险因素[3]。心肌梗死后抑郁的发生也为中医“心主神明”的理论提供了依据，印证了心有主司人的精神、意识、思维及心理活动的功能,即心主神明。当抑郁和心血管疾病同时出现时，发病率和死亡率的增加提示二者之间可以相互影响。而二者相互作用的机制尚不明确。急性心肌梗死所诱导的炎症反应可引发内皮包括血脑屏障的变化[4]。抑郁患者和心肌梗死患者细胞因子的水平都会增高，而使用抗抑郁药物后可以降低炎症介质的水平[5]。由此推测炎症反应与心肌梗死后抑郁的发病机制有关。本研究以急性心肌梗死大鼠模型为切入点，使用前炎症细胞抑制剂己酮可可碱(Pentoxifylline，PTX)阻断心肌梗死后所诱导的炎症反应，之后观察心肌梗死大鼠的行为学特征变化，为心肌梗死后抑郁发病机制及临床治疗心血管病后神志异常提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

Wister成年健康清洁级雄性大鼠100只，体重180～200 g，购于北京维通利华实验动物技术有限公司(批号：2013111247081)，所有大鼠均置于标准条件下饲养。在实验室适应环境1周后，随机分为3组：模型组(n=40),PTX组(n=40)，假手术组(n=20)。

1.2 主要实验设备及仪器

心电图解析系统 SP-2006( 北京软龙生物技术有限公司) ；旷场试验装置( 北京软龙生物技术有限公司)；强迫游泳装置(自制装置)；ELISA试剂盒(批号：E-EK3822)购于联科生物技术有限公司。

1.3 制备心肌梗死模型[6]。

(1)10%的水合氯醛(0.35 mL/kg)麻醉大鼠，仰卧位固定于鼠板上。术前采用心电图解析系统SP-2006记录大鼠标准Ⅱ导联心电图。(2)在胸骨左缘扪及心脏搏动处纵行切开皮肤3 cm，以止血钳逐层钝性分离皮下组织、肌肉，于第四肋间开胸，挤压暴露心脏，在肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状静脉主干为标志,用棉签拨起左心耳,于左心耳根部下方2～3 mm处用6/0缝线结扎，迅速将心脏送回胸腔，并挤出胸腔内气体，待心率及呼吸平稳后以缝合线缝合并关闭胸腔。伤口处使用青霉素防止后期感染。整个开胸时间不超过30秒。(3)术后监测大鼠的心电图。模型成功的标志是心电图Ⅱ导联ST段呈明显弓背向上抬高，持续时间超过30分钟[7]。假手术组不结扎冠脉只置手术线，其余步骤同模型组。将实验后动物放回笼中饲养。PTX组大鼠于术后连续7天给予0.2 mL/100 g PTX。

1.4 行为学实验

1.4.1 旷场实验[8]用于测定大鼠自发活动。该装置由不透明的材料做成，底面为80cm×80cm的正方形，被等分为9个正方形方格，四周为50cm高的墙壁。实验共进行2次，分别于术前、术后第4周进行。实验时将大鼠置于中心方格内，记录大鼠在5分钟内活动的总路程和总时间，及后肢直立次数、直立时间和爬壁次数。

1.4.2 强迫游泳实验[9]用于测定大鼠绝望行为。大鼠被放置在透明的圆柱状塑料泳池中(45 cm高×25 cm直径)，水深30 cm，水温维持在22℃～25℃，大鼠连续测定2天(术后14天测定15分钟，术后15天测定5分钟)，记录大鼠不动的时间。

1.5 生化指标检测

采用ELISA法检测血浆中TNF-α水平。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 各组大鼠血浆中TNF-α水平比较

各组大鼠血浆中炎症因子TNF-α浓度经正态检验，不符合正态分布，采用Kruskal-Wallis秩和检验。与假手术组比较，模型组TNF-α的浓度明显增多 (P<0.05)，差异有统计学意义，表明心肌梗死与炎症反应密切相关。和模型组相比，PTX组的TNF-α的浓度明显减少(P<0.05 )，差异有统计学意义，表明PTX对于炎症反应有明显的抑制作用。见表1。

表1 术后各组大鼠血浆中TNF-α浓度

注：与假手术比较：aP<0.05。与模型组比较，bP<0.05。

2.2 各组大鼠旷场试验结果比较

各组大鼠五项行为指标经正态检验，均符合正态分布。方差齐性检验中，大鼠活动总路程、直立时间P>0.05，因此组间两两比较采用LSD法；其他三项行为指标(P均小于0.05)，因此组间两两比较采用Dunnetts法。与假手术组相比，模型组的活动总路程、总时间、直立次数、直立时间、爬壁次数均明显减少(P<0.05 )，差异有统计学意义，表明心肌梗死后大鼠的活动度以及对外界环境的好奇程度明显下降，提示心肌梗死大鼠出现抑郁症状。与模型组相比，PTX组的活动总路程、总时间、直立次数、直立时间、爬壁次数均明显增多(P<0.05)，差异有统计学意义，表明大鼠的抑郁症状得到一定程度的缓解，提示心肌梗死后抑郁与炎症反应有一定关联。见表2。

2.3 各组大鼠强迫游泳结果比较

各组大鼠不动时间经正态检验，均符合正态分布，方差齐性检验中P=0.135>0.05,因此组间两两比较采用LSD法。实验处理对三组大鼠不动时间有影响(F=16.02，P=0.00<0.05)。与假手术组比较，模型组的不动时间明显增多(P<0.05)，差异有统计学意义，表明大鼠出现绝望行为，提示心肌梗死大鼠出现抑郁症状。和模型组相比，PTX组的不动时间明显减少(P<0.05 )，差异有统计学意义，表明心肌梗死大鼠抑郁症状得到缓解，提示心肌梗死后抑郁与炎症反应有关联。见表3。

表3 术后各组大鼠强迫游泳试验实验行为指标

3 讨论

患有急性心肌梗死的患者具有很高的风险出现各类并发症，其中抑郁是最常见的一种。心肌梗死后新发抑郁患病率36.6%～60% , 其抑郁程度与死亡率之间存在线性关系[10]，严重影响患者生活质量而且直接影响其健康和预后[11]。鉴于抑郁对急性心肌梗死预后的影响，心肌梗死后抑郁的治疗应得到重视。然而，心血管疾病最佳的治疗方案通常对抑郁不发挥主要作用。因此，有关急性心肌梗死和抑郁之间恶性循环的机制以及找到一种更有效的治疗方案受到越来越多的关注。

表2 术后各组大鼠旷场试验实验行为指标

注：与假手术比较aP<0.05。与模型组比较，bP<0.05

现代医学建立于解剖基础之上的心的功能虽不能与中医的五脏之心不同，但心脑无论是从生理上还是从病理上都存在一定联系。脑神为用，心神为体，神志活动的产生，是由心而达于脑，由脑而发露于外，心神与脑神具有密切相关的生理机制，但是其中蕴含的生理机制尚待进一步研究。本研究试图从心肌梗死后抑郁大鼠的行为学变化特征来揭示心脑与神志之间的关系。

本研究通过结扎大鼠左冠状动脉前降支制作心肌梗死大鼠模型，采用2个经典的行为学实验——旷场实验和强迫游泳实验来观察大鼠心肌梗死后的行为学变化特征，使用前炎症细胞因子合成阻断剂PTX阻断其炎症反应来观察其神志损害程度是否有所改善。实验结果表明心肌梗死后大鼠出现神志异常，而前炎症细胞抑制剂PTX可通过阻断心肌梗死后所诱导的炎症反应改善心肌梗死大鼠的抑郁症状。这提示心肌梗死后抑郁与炎症反应密切联系。炎症可能是心肌梗死后抑郁的潜在治疗靶点。而炎症反应在心肌梗死后抑郁中的机制尚待进一步研究。随着人口老龄化的发展，患心肌梗死的人群也会随之增长，伴有抑郁症状的患者也会增多。对于心肌梗死后抑郁发生机制的研究，可为临床治疗心血管和精神方面的疾病提供依据。

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(本文编辑：蒲晓田)

Effect of pentoxifyline on behavioral characteristics changes in depression rats after myocardial infarction

ZHANGWen-jie,XUYa.

SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100029,China

XUYa,E-mail:xuya@bucm.edu.cn

Objective To investigate the behavior changes of rats after acute myocardial infarction after using the proinflammatory cytokine synthesis blocker - PTX (pentoxifylline), so as to provide the experimental basis for the treatment and further study on the mechanism of depression after acute myocardial infarction. Methods The rats were given thoracotomy and left front descending coronary artery ligation while sham ligation control rats received thoracotomy without ligation. Tumor necrosis factor - TNF-α in plasma was detected by ELISA kit; Open-field test and forced swimming test were evaluated 4 weeks after surgical operation. Results Compared with the model group，TNF-α level of PTX group was significantly lower. The activity, the score of horizontal movement, total time, vertical movement times and climbing times of PTX group were significantly increased and the immobility time was significantly reduced (P<0.05). Conclusion PTX could block the inflammatory induced by myocardial infarction. After myocardial infarction, the rats decreased activity, lost interests in new environment and behavioral despair, all of which indicated the symptoms of depression and indicated that there was a connection between heart and consciousness in pathology. To some extent, the depressive symptoms after acute myocardial infarction relieved after using the PTX, which indicated that the depression after acute myocardial infarction was associated with inflammation.

Myocardial infarction; Pentoxifylline; Depression; Inflammation

国家自然科学基金面上项目(81072713)

100029 北京中医药大学基础医学院[张文洁(硕士研究生)，徐雅]

张文洁(1988- )，女，2012级在读硕士研究生。研究方向：心脑神志相关理论的实验研究。E-mail:joezuoyou@163.com

徐雅(1972- )，女，博士，副教授。研究方向：中医藏象理论-心脑脏腑相关理论与实验研究。E-mail：xuya@bucm.edu.cn

R542.2+2

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2015.05.005

2015-03-23)