干预措施对精神依赖药物成瘾生理生化机制的影响

俞发荣，李建军，俞鑫，连秀珍，谢明仁*，李登楼

(1.甘肃政法学院 甘肃省证据科学技术研究与应用重点实验室，兰州 730070)2. University of Southern California, Los Angeles 90033, USA)

精神依赖药物成瘾不但危害成瘾者自身的身心健康,还会造成严重的社会问题[1]。在精神依赖药物中，海洛因成瘾尤为突出。从偶尔的喜好吸食到长期的滥用，一旦成瘾，即使采用长时间的强制性的戒欲，几乎也很难康复[2]。研究发现，海洛因滥用者大脑额叶[3]、中脑腹侧被盖区[4]均受到不同程度的损伤；血压、血细胞数、血红蛋白含量均出现异常改变[5]。给予成瘾大鼠电针刺激，可调节多巴胺能神经元的异常表达,对成瘾大鼠的多巴胺能神经元起到保护作用[6]。心理学研究发现，海洛因依赖者行为冲动性显著增高[7]，及时对海洛因成瘾者进行心理健康治疗，对脱毒后预防复吸起到积极作用[8]。但是，引起精神依赖药物(海洛因)成瘾的体内因素是什么？对如何预防和干预精神依赖药物(海洛因)成瘾及其机制的有关报道较少。因此，本文以Wistar大鼠为实验对象，建立海洛因成瘾的动物模型，给予利血平作为干预措施，寻找引起精神依赖药物(海洛因)成瘾的体内因素，观察干预措施对海洛因成瘾的作用，为精神依赖药物成瘾制定新的、有效的预防策略提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物

雄性SPF级Wistar大鼠，6周龄，体重180～190 g，购于甘肃中医药大学科研实验中心【SCXK (甘) 2015-0001】,实验在甘肃政法学院SPF级动物实验室完成【SYXK (甘)2015-0006】。实验按3R原则给予实验动物人道关怀(伦理委员会审批号码: GZF-2018-003)。

1.1.2 试剂与仪器

海洛因(含量：86.8%，其余成分为葡萄糖)。纳洛酮注射液,天津百世化工有限公司；去甲肾上腺素、环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷、氨基丁酸、多巴胺试剂盒，武汉艾美捷科技有限公司; Thermo MK3酶标仪，上海赛默生物科技发展有限公司；Dossy-2H生理参数采集仪, 四川达硕生物科技有限公司。

1.2 方法

将雄性SPF级Wistar 大鼠随机分为3组，每组10只动物。(1)海洛因组：按快速递增法给药[4]；(2)利血平组：每天肌肉注射利血平2.5 mg/kg(1/4LD50)3 h后，再注射海洛因135 mg/kg；(3)对照组：肌肉注射葡萄糖40 mg/kg，每天1次；实验第15天，各组大鼠用乙醚吸入麻醉，用Dossy-2H多通路生理参数采集仪检测海洛因对神经生理的影响。第16天，腹腔注射纳洛酮 4.0 mg/kg，1 h后,观察大鼠出现戒断症状。各组大鼠用乙醚无痛麻醉后采血、剥取脑组织，用酶联免疫吸附法 (ELISA) 检测NA、cAMP、cGMP、GABA、DA的含量。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 大鼠的一般状况

海洛因组大鼠给予纳洛酮 1 h后,戒断反应症状明显，成瘾大鼠模型建立成功；利血平组大鼠未出现明显的戒断反应症状。

2.2 海洛因对大鼠血液中核苷酸和NA水平的影响

检测结果发现，海洛因组和利血平组cAMP水平比对照组分别升高了18.87%和35.27%(P< 0.05，P< 0.01)，cGMP水平比对照组分别降低了10.15%和17.69%(P< 0.05)；海洛因组NA水平比对照组升高了34.05%，利血平组降低了45.34%(P< 0.01)。(图1)

2.3 海洛因对大鼠脑组织中GABA水平的影响

检测结果发现，海洛因组大脑额叶皮质 (PFC)、伏隔核(NAc)、丘脑(thalamus)和杏仁核(amygdala)GABA水平比对照组分别降低了36.55%、40.35%、42.34%、45.76%(P< 0.01)，利血平组分别升高了31.06%、25.91%、49.32、17.97%(P< 0.05，P< 0.01)。(图2)

2.4 海洛因对大鼠脑组织中DA水平的影响

检测结果发现，海洛因组和利血平组大脑额叶皮质(PFC)、伏隔核(NAc)、丘脑(thalamus)和杏仁核(amygdala)DA水平比对照组分别升高了82.83%，68.19%、87.26%、82.46%(P< 0.01)和8.79%，19.06%、21.65%、19.49%(P< 0.05)。(图3)

2.5 海洛因对大鼠神经电生理的影响

海洛因组和利血平组大鼠的脑电图 (electroencephalogram, EEG)、心电图 (electrocardiogram, ECG)频率均出现了明显的差异。(图4)

注：与对照组比,*P< 0.05，**P< 0.01。下图同。图1 海洛因对大鼠血液中核苷酸和NA水平的影响Note. Compared with the control group,*P< 0.05,**P< 0.01.(The same in the following Figures)Figure 1 Effects of heroin on the blood levels of nucleotide and NA in the rats

图2 海洛因对大鼠脑组织中GABA水平的影响Figure 2 Effect of heroin on GABA levels in the rat brain

图3 海洛因对大鼠脑组织中DA的影响Figure 3 Effects of heroin on the DA levels in the rat brain tissues

图4 海洛因对大鼠神经电生理的影响Figure 4 Effect of heroin on neurophysiology of the rats

3 讨论

近年研究认为，精神依赖药物的成瘾是脑组织内有关神经核团对相应药物的适应性过程[9]。海洛因成瘾不仅导致大脑内有关神经核团诱导反应的急剧增加，直接损害神经元、星形胶质细胞以及血脑屏障的通透性改变[10]，而且导致海洛因依赖者更大区域大脑损伤和脑功能异常的持续影响[11]。给予海洛因可引起纹状体多巴胺水平升高[12]，这在寻找海洛因成瘾和恢复中起着关键作用[13]。功能性成像(fMRI)研究表明，大脑内存在一个奖赏系统，其中伏隔核 (NAc) 在药物成瘾的病理生理学中起着关键作用[14]，其他脑区(如腹侧被盖区(VTA)多巴胺(DA)能神经元主要投射到NAc和额叶皮质(PFC)，用6-羟DA分别损毁NAc和VTA[15]，发现VTA中DA能神经元投射到前额叶皮层和嗅结节的DA能纤维也被破坏。研究发现，精神依赖药物成瘾发生与中枢的多种神经递质系统有关,如去甲肾上腺素(NA)系统、多巴胺(DA)系统等[16]。目前认为，多巴胺系统与海洛因成瘾的机制有关[17]。海洛因能诱导脑组织中DA和NA水平升高, 当体内NA水平升高时将引起血压升高，继而使脑组织内的氨基丁酸(GABA)水平下降[18]。由此看出，精神依赖药物(海洛因)的药理作用至少部分可以通过抑制脑内GABA的释放来调节，海洛因作为“第一信使”与伏隔核(NAc)等相应受体结合后，激活腺苷酸环化酶(AC)，在细胞内产生cAMP(“第二信使”)，进一步诱发细胞表型发生变化。实验结果发现，海洛因可使神经元内cAMP信号转导通路活动增强，从而引起体内cAMP、NA和DA水平升高，GABA水平下降。当给与利血平后，周围交感神经、脑及其他组织中NA水平下降，GABA回升，大鼠成瘾和戒断的症状明显减弱，大鼠的脑电图、心电图发生明显的改变。结果提示，NA、DA类激素是海洛因成瘾的体内主要因素。海洛因在体内解离成6-乙酰吗啡与组织细胞膜受体结合后激活AC，使ATP分解形成cAMP(第二信使)，继而促进DA、NA合成和释放, 导致成瘾和戒断症状出现。