5-HT1A受体阻断剂对乙醇引起大鼠低体温和行为性体温调节反应的影响*

杨永录， 昝 旺， 卜 舒， 罗 蓉， 胥建辉

(成都医学院体温与炎症四川省高校重点实验室， 四川 成都 610500)

5-HT1A受体阻断剂对乙醇引起大鼠低体温和行为性体温调节反应的影响*

杨永录△， 昝 旺， 卜 舒， 罗 蓉， 胥建辉

(成都医学院体温与炎症四川省高校重点实验室， 四川 成都 610500)

目的：观察5-羟色胺1A (5-HT1A)受体阻断剂p-MPPI对乙醇引起大鼠低体温和行为性体温调节反应的影响。方法：用无线遥控测温技术记录成年雄性SD大鼠体核温度和活动的变化。用无线遥测温度梯度仪监测大鼠体核温度和行为性体温调节活动,将大鼠置于15℃～40℃的温度梯度箱内，并允许动物自由选择箱内温度，观察乙醇(3 g/kg)引起低体温和行为性体温调节的反应以及5-HT1A受体阻断剂p-MPPI(1 mg/kg)对其效应的影响。结果：①乙醇能引起大鼠快速的体温降低反应，同时动物选择较低的环境温度。②5-HT1A受体阻断剂p-MPPI能明显阻断乙醇引起的低体温和行为性体温调节变化。结论：①乙醇能使体温调定点降低，因为乙醇引起低体温时，大鼠选择较冷环境温度区；②5-HT可能参与乙醇引起低体温与行为性体温调节活动。

乙醇；低体温；大鼠；行为性体温调节；5-HT1A受体阻断剂

【DOI】 10.12047/j.cjap.5362.2017.006

乙醇是酒及酒精性饮料的主要成分,在全世界范围内有很大的消费人群。适量饮酒，具有养生保健的功效。若过量饮酒容易引起多系统多器官功能的损害,尤其能引起神经系统的损害[1，2]。临床和动物实验证明，乙醇可以引起正常人和动物出现明显的低体温(下简称低温)反应,其原因与乙醇能降低机体代谢和减少产热有关[3-5]。最近我们用无线

遥控测温技术连续同步测量大鼠体核温度和肩胛间区棕色脂肪(brown adipose tissue, BAT)温度表明，乙醇引起大鼠低温反应与其能抑制BAT产热有关[5]。

体温是在自主性和行为性体温调节的调控下维持恒定。体核温度变化是启动自主性体温调节的重要因素，行为性体温调节主要依赖环境温度升高或降低引起皮肤和体核温度的变化而共同启动行为性体温调节的活动，二者相辅相成[6]。另外，5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)参与体温调节过程[7]。因此，本实验观察了乙醇引起大鼠低温反应与行为性体温调节的变化以及5-HT1A受体阻断剂p-MPPI对其引起低温与行为性体调节活动变化的影响，旨在证明乙醇引起的低温反应是否与体温调调定点降低有关。

1 材料与方法

1.1 动物与试剂

实验用SPF级SD雄性大鼠(3-4月龄)60只(购自成都达硕生物医学科技有限公司)，体重220～280 g。无水乙醇购自Sigma公司，腹腔注射前30 min用0.9%的生理盐水将其稀释成为20%的溶液。5-HT1A受体阻断剂p-MPPI购自Sigma公司。

1.2 实验分组与方法

实验分为三个部分完成。

实验1.观察乙醇引起大鼠低温与活动的变化:实验分为对照组和乙醇组(n=7)。用4%戊巴比妥钠溶液(40 mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠，切开腹部皮肤及肌肉，将DSI公司生产的无线温度遥测传感器(model TA10TA-F40)植入腹腔，用于测量动物的体温和活动变化，缝合腹部肌肉和皮肤。手术后肌肉注射青霉素2×104U预防感染，单笼饲养7 d以后进行实验。

用DSI生理信号遥测系统连续测量大鼠体温和活动变化。实验前1天下午,大鼠称重后放入22℃人工气候箱适应性过夜,动物处于自由活动、进食和进水状态。人工气候箱明暗时间设定为12∶12 h，6∶00 AM开灯,6∶00 PM关灯。实验当天7∶00 AM开始记录大鼠体温和活动,10∶00 AM乙醇组腹腔注射37℃的20%乙醇(3 g/kg)，对照组给等容量37℃生理盐水，连续观察体温和活动8 h[5]。

实验2.观察乙醇引起大鼠低温反应与行为性体温调节的变化：实验分为对照组(n=7)和乙醇组(n=9)。动物麻醉后，腹腔内植入无线温度遥测传感器(成都泰盟科技有限公司，model TA-F40)，手术操作同前。术后7 d，用TG-200型无线遥控温度梯度仪(成都医学院与成都泰盟科技有限公司联合研制)监测行为性体温调节变化[8]。

实验前1天下午，将大鼠称重后放入无线遥控温度梯度箱内进行适应性过夜。箱内的温度梯度范围为15℃～40℃，明暗时间各12 h，昼光时间6 h～18 h，允许动物自由选择箱内温度、进食和进水。实验当天7∶00 AM开始连续记录大鼠体温以及在温度梯度箱中选择的最适环境温度。实验于10∶00 AM分别给动物腹腔注射37℃的20%乙醇(3 g/kg)或等容量37℃生理盐水后，连续观察体温和活动8 h。

实验3.观察5-HT1A受体阻断剂p-MPPI对乙醇引起低温与行为性体调节活动变化的影响：实验分为乙醇+盐水组(n=7)和p-MPPI+乙醇组(n=9)。实验于9∶40 AM分别给动物腹腔注射p-MPPI(1 mg/kg)或生理盐水,10∶00 AM给动物腹腔注射37℃的20%乙醇，然后连续观察8 h。其他与实验2相同。

体温反应指标用体温变化时间曲线和体温反应最大幅度与基线体温之间的差(△T)表示。行为性体温调节反应指标用动物在温度梯度箱内选择最适环境温度时间曲线表示。

1.3 统计分析

2 结果

2.1 乙醇引起低温反应与活动的变化

实验首先观察乙醇对22℃人工气候箱中大鼠体温和活动的影响，作为行为性体温调节反应的对照实验。在22℃人工气候箱中，给大鼠注射生理盐水和乙醇前，两组动物的基线体温分别是(36.81±0.15)℃和(36.78±0.13)℃，无明显差异(图1A)。注射乙醇后大鼠体温快速降低，最大降温作用是在给药2 h后降低到(34.71±0.23)℃，较给药前降低达2.07℃(P<0.01)，到注射后6 h，大鼠体温逐渐恢复到给药前水平。给大鼠注射盐水后2 h体温为(36.84±0.12)℃，较注射前无明显变化(图1A)。但注射生理盐水能立即引起大鼠应激性活动增加现象，大约持续100 min后恢复到注射前水平；而注射乙醇却能明显抑制大鼠应激性活动增加反应(图1B)，与盐水组比较有明显差异(P<0.05)。

2.2 乙醇引起低温反应与动物选择环境温度的变化

动物置于温度梯度箱中，腹腔注射生理盐水后，体温较注射前无明显变化；动物选择(25.36±2.53)℃(24.83℃～26.67)℃环境温度区(图2B)。注射乙醇后2 h降温幅度最大，体温由给药前(36.91±0.13)℃降低(34.94℃±0.29)℃，降低了1.97℃；然后逐渐恢复，到注射后6 h恢复到给药前水平(图2A)。给乙醇后，动物选择环境温度区由给药前的(25.52±2.32)℃，则选择较低的(22.46±3.26)℃(20.54℃～24.4℃)环境温度区。虽然较对照组平均减少了3℃，但只在注射乙醇后1.5 h和3 h的2个时间段与对照组比较有明显差异(P<0.05),其他时间段则无明显差异。随着体温的恢复，动物选择环境温度范围也逐渐恢复到给药前水平(图2B)。

Fig. 1 Simultaneous telemetric monitoring of the time course for effect of ethanol (EtOH) on core temperature (A) and motor activity (B) in rats

Fig. 2 The time course of core temperature (A) and selected ambient temperature (B) of rats housed in a temperature gradient and administered ethanol (EtOH)or saline

2.3 5-HT1A受体阻断剂p-MPPI对乙醇引起大鼠低温与选择环境温度变化的影响

5-HT1A受体阻断剂p-MPPI对正常大鼠体温无明显影响，给药前后体温分别为(36.92±0.14)℃和(36.83±0.11)℃(图3)。在给乙醇前20 min，腹腔注射5-HT1A受体阻断剂p-MPPI则能明显减弱乙醇引起的低温反应，与乙醇+盐水组比较有明显差异(图3和图4A)；同步观察给药前和后，动物选择环境温度分别为(24.35±1.95)℃和(23.85±2.03)℃，即给药前后无明显变化，但高于同时间乙醇+盐水组动物选择的环境温度(图4B)。

Fig. 3 Effect of saline and ethanol (EtOH) on core temperature after treatment with saline or p-MPPI in rats**P<0.01vssaline+saline group;###P<0.01vssaline+EtOH group

Fig. 4 Effect of 5-HT1Areceptor antagonist p-MPPI on ethanol (EtOH)induced hypothermia(A) and selected ambient temperature (B) of rats housed in a temperature gradient

3 讨论

人体体温的恒定是机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件，而维持体温恒定首先是依赖于行为性体温调节，其次是依赖自主性体温调节[8,9]。这是由于自主性体温调节在防止体温过高或过低中的功能是有限的，而行为性体温调节的功能是无限的,大大的超过了自主性体温调节的功能[6,9]。但某些化学毒性物质和药物却能引起啮齿类动物体温调节功能发生明显变化,如乙醇可引啮齿类动物出现明显的低温反应[3，4,10]。在可控制实验条件下，人服用乙醇也能引起明显的低温反应[10]。

本研究用无线遥测技术连续测量大鼠的体温，腹腔注射乙醇后能引起快速低温反应，大约持续6 h后体温恢复到给药前水平,其结果与以往的报道一致[4,5]。所有实验在注射药物后均出现短暂而轻度的体温升高反应，这是由于注射操作引起的应激性体温升高反应[11]。由于活动能明显影响体温的恒定，因而本实验用无线遥测技术同步记录了乙醇对大鼠活动的影响。实验显示，乙醇能明显抑制注射操作引起大鼠应激性活动增加反应。从对照组可以看出，注射操作引起大鼠应激性活动增加持续的时间与乙醇引起大鼠体温下降相的时间基本一致。由此可见乙醇抑制动物活动的时间发生在体温下降相内，因为注射乙醇2 h后体温就逐渐开始恢复。所以，我们考虑乙醇引起的低温反应与体温下降期动物活动明显减少有关。

为了进一步研究乙醇引起正常体温降低的机制，为预防和治疗乙醇引起低温提供实验依据。本实验观察了乙醇引起的低温反应与行为性体温调节变化的关系，因为行为性体温调节是一种有意识的调节机体热平衡的活动，即在不同环境温度中通过姿势和行为的变化，使体温保持相对稳定[6,9,12]。实验将大鼠置于无线遥测温度梯度箱中，腹腔注射乙醇引起体温降低时，动物伴有选择较低环境温度的行为活动。值得注意的是乙醇引起大鼠降温反应与动物选择较低环境温度区几乎是同步的，而在体温恢复过程中，动物选择环境温度逐渐恢复的时间较体温恢复的时间快。实验提示，乙醇的降温反应可能是其引起体温调定点下移，而导致调节性体温降低。当机体温度降低伴有优选较低环境温度活动时，这是由于体温调定点下移启动了体温调节的散热行为活动，使人和动物喜欢选择低于热中性温度区的凉爽环境或者冷环境，有利于机体散热[6,9]。所以，通常将动物选择最适环境温度的行为活动，作为判断行为性体温调节反应的重要指标[6,9]。但本实验分析动物选择较低环境温度区时间曲线显示，只是在给乙醇后1.5 h和3 h两个时间段较对照组有明显差异(图2B)，这可能与动物活动的差异性较大有关。

5-HT参与体温调节过程，5-HT1A受体激动剂8-OH-DPAT能抑制战栗产热和引起外周血管舒张，使机体产热减少与散热增加，而致体温降低；5-HT1A受体阻断剂则有相反的作用[7]。另外，乙醇也能提高脑内5-HT1A受体mRNA的表达[13]。本实验往大鼠腹腔注射5-HT1A受体阻断剂p-MPPI不仅能明显阻断乙醇引起的低温反应，而且同时也明显减弱乙醇引起大鼠选择较低环境温度的行为性体温调节活动。所以，我们分析乙醇引起低温反应与动物选择较低环境温度的行为性体温调节活动，可能与乙醇能促进体内5-HT合成或兴奋5-HT1A受体有关。

由上可见，乙醇引起大鼠低温反应可能是由于：(1)乙醇能降低动物活动，使骨骼肌产热减少；(2)乙醇能使体温调定点降低而引起调节性低温反应，因为乙醇能启动行为性体温调节活动，使动物选择低于热中性温度区的凉爽环境温度区，有利于机体散热，而导致体温降低。(3)5-HT可能参与乙醇引起低温与行为性体温调节活动，因为5-HT1A受体阻断剂能够明显减弱乙醇引起的低温作用。

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Effects of 5-HT1Areceptor antagonist on ethanol induced hypothermia and behavioral thermoregulatory response in rats

YANG Yong-lu△, ZAN Wang, BU Shu, LUO Rong, XU Jian-hui

(Key Laboratory of Thermoregulation and Inflammation of Sichuan Higher Education Institutes, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China)

Objective: To observe the effects of 5-HT1Areceptor antagonist p-MPI on ethanol induced hypothermia and behavioral thermoregulatory response in rats. Methods: Core temperature and motor activities were monitored in undisturbed male SD rats using radiotelemetry. The behavioral thermoregulatory response and core temperature were monitored in rats using radiotelemetric temperature gradient apparatus.The rats were placed in a temperature gradient that permitted the selection of ambient temperature ranging from 15℃ to 40℃．Effect of ethanol (3 g/kg) and 5-HT1Areceptor antagonist p-MPPI(1 mg/kg) on core temperature, motor activities, and the behavioral thermoregulatory response were observed in rats. Results: ①Ethanol led to a rapid reduction in core temperature. The hypothermic responses were accompanied with a preference for cooler ambient temperature. ②5-HT1Areceptor antagonist attenuated the hypothermia induced by ethanol, and accompanied with a selection for warmer ambient temperature. Conclusion: ①Behavioral thermoregulatory observations suggested that the ethanol could decrease the thermoregulatory set point,because rats treated with ethanol selected cooler ambient temperature facilitates the reduction in core temperature.②5-HT might be involved in ethanol-induced hypothermia and behavioral thermoregulatory response.

ethanol； hypothermia； rat； behavioral thermoregulation; 5-HT1Areceptor antagonist

四川省教育厅科研基金资助项目(12ZB204)；成都医学院学科建设项目专项经费资助(CYXK2012003)

2015-09-30 【修回日期】2016-06-26

R364.6

A

1000-6834(2017)01-026-05

△【通讯作者】Tel: 028-62739330; E-mail: ylyang9@sohu.com