石杉?jí)A甲干預(yù)對(duì)重復(fù)電痙攣刺激大鼠空間記憶的影響①

成敬，肖玲，王高華，李承晏

石杉?jí)A甲干預(yù)對(duì)重復(fù)電痙攣刺激大鼠空間記憶的影響①

成敬1a，肖玲1a，王高華1a，李承晏1b

目的探討慢性重復(fù)電痙攣刺激(ECS)對(duì)大鼠空間記憶的影響，并初步研究石杉?jí)A甲的干預(yù)作用。方法將健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠48只隨機(jī)分為假電痙攣刺激組(C組)和電痙攣刺激組(E組)，每組再分別隨機(jī)分為生理鹽水對(duì)照(CS組、ES組)和石杉?jí)A甲(CH組、EH組)，每組12只。第1～17天行生理鹽水或石杉?jí)A甲灌胃；第8～17天給予假電痙攣刺激或電痙攣刺激；第18天行水迷宮定位航線實(shí)驗(yàn)；然后各組大鼠隨機(jī)取6只于48 h后進(jìn)行空間位置探尋實(shí)驗(yàn)。結(jié)果CS組與CH組潛伏期無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；ES組潛伏期明顯長(zhǎng)于CS組(P＜0.01)；EH組潛伏期與CH組無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；EH組潛伏期短于ES組(P＜0.05)。CS組、CH組、EH組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間均有顯著性差異(P＜0.05)。ES組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。結(jié)論重復(fù)電痙攣刺激導(dǎo)致大鼠顯著空間記憶障礙，石杉?jí)A甲能減輕電痙攣刺激對(duì)大鼠記憶的損害。

電痙攣刺激；石杉?jí)A甲；記憶；大鼠

[本文著錄格式]成敬，肖玲，王高華，等.石杉?jí)A甲干預(yù)對(duì)重復(fù)電痙攣刺激大鼠空間記憶的影響[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐, 2013,19(10):927-930.

電痙攣治療(electroconvulsive therapy,ECT)，又稱電休克治療(electroshock therapy)，是一種治療精神疾病的有效方法。然而，電休克治療可導(dǎo)致記憶力下降，阻礙電休克治療在臨床的廣泛應(yīng)用[1]。有文獻(xiàn)報(bào)道石杉?jí)A甲(Huperzine A)對(duì)多種原因引起的記憶損害有改善作用[2-4]，但石杉?jí)A甲對(duì)電休克模型大鼠記憶功能的影響尚不清楚。本研究擬用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)，觀察重復(fù)電痙攣刺激對(duì)大鼠空間辨別性記憶的影響及石杉?jí)A甲的干預(yù)作用。

1材料和方法

1.1材料及儀器

空間辨別性記憶實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)采用Morris水迷宮和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡記錄分析系統(tǒng)(Ethovision系統(tǒng)，荷蘭Noldus公司)。Ethovision系統(tǒng)由攝錄機(jī)、計(jì)算機(jī)和圖像采集分析軟件構(gòu)成。動(dòng)物的活動(dòng)情況由攝錄機(jī)實(shí)時(shí)采集，經(jīng)Ethovision 3.0軟件系統(tǒng)記錄分析。電痙攣刺激儀購(gòu)自陜西醫(yī)療器械公司，YA-7型。石杉?jí)A甲標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海融禾公司(批號(hào):050403)，用生理鹽水溶解，配成0.1 mg/ml的藥液，低溫冷藏備用。

1.2實(shí)驗(yàn)分組及給藥方法

清潔級(jí)健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠48只，體重180～250 g，購(gòu)自武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后開(kāi)始正式實(shí)驗(yàn)。大鼠按體重大小依次編號(hào)，然后查隨機(jī)數(shù)字表將大鼠分為假電痙攣刺激組(C組)和電痙攣刺激組(E組)，每組24只。C組、E組再隨機(jī)分為生理鹽水對(duì)照組和石杉?jí)A甲組，每組12只。分別每天1次給予石杉?jí)A甲灌胃(分別記為CH組、EH組)，每天1次給予等體積的生理鹽水灌胃(分別記為CS、ES組)，灌胃容積為5 ml/kg。連續(xù)給藥17 d。

1.3電痙攣刺激實(shí)驗(yàn)

給藥第8～17 d，按Larse報(bào)道的方法[5]進(jìn)行電痙攣刺激實(shí)驗(yàn)。大鼠取俯臥位固定于操作臺(tái)上，70%醫(yī)用酒精消毒兩耳旁皮膚后，將與電痙攣刺激儀相連接的扣式電極置于兩耳旁皮膚。ES組和EH組通電，給予單電痙攣刺激，直流方波脈沖，50 mA，時(shí)間0.5 s，成功誘導(dǎo)強(qiáng)直-痙攣大發(fā)作，秒表記錄發(fā)作時(shí)間。CH組和CS組給予假電痙攣刺激，即電極不通電，其余操作同電痙攣刺激組。電痙攣刺激實(shí)驗(yàn)每天1次，上午9:00～10:00進(jìn)行，共10次。

1.4 Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)

各組大鼠均于給藥第17天下午放入水迷宮中適應(yīng)性自由游泳2次，每次1 min。適應(yīng)性游泳的位置與正式實(shí)驗(yàn)時(shí)水迷宮放置位置不同，正式實(shí)驗(yàn)時(shí)水迷宮位置保持恒定不變。實(shí)驗(yàn)第18天按Guzowski報(bào)道的方法[6]進(jìn)行正式水迷宮實(shí)驗(yàn)，評(píng)定大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力。Morris水迷宮由一個(gè)圓形水池和一個(gè)站臺(tái)組成。水池上空通過(guò)一攝像機(jī)與監(jiān)視器和計(jì)算機(jī)連接。計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)跟蹤并記錄下大鼠游泳軌跡，自動(dòng)計(jì)算出大鼠在水池中找到站臺(tái)所需的時(shí)間(即潛伏期)和游泳速度。

定位航行實(shí)驗(yàn)：將大鼠面向池壁隨機(jī)從4個(gè)不同象限池壁中點(diǎn)入水，電腦開(kāi)始計(jì)時(shí)，攝像頭記錄大鼠的行為。大鼠從入水至尋找到站臺(tái)的時(shí)間被定義為隱匿平臺(tái)逃逸潛伏期(潛伏期)，若大鼠在60 s內(nèi)成功找到站臺(tái)，讓其在站臺(tái)上停留休息20 s；若大鼠在60 s內(nèi)未能找到站臺(tái)，引導(dǎo)其找到站臺(tái)，同樣在站臺(tái)上停留休息20 s，再進(jìn)行下一次訓(xùn)練，其潛伏期記為60 s。每輪訓(xùn)練5次，共訓(xùn)練2輪，每輪之間大鼠休息2 min。定位航行實(shí)驗(yàn)結(jié)束后各組大鼠隨機(jī)取6只于48 h后進(jìn)行空間位置探尋實(shí)驗(yàn)。

空間位置探尋實(shí)驗(yàn)：撤離隱匿逃逸平臺(tái)，將大鼠隨機(jī)從某一象限池壁中點(diǎn)入水放入水中，記錄90 s內(nèi)大鼠在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的時(shí)間，定義為搜尋時(shí)間。隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域占水迷宮總面積的10%。搜尋時(shí)間顯示大鼠的空間位置偏好，反映大鼠對(duì)已獲得信息的存儲(chǔ)記憶能力。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 11.5軟件統(tǒng)計(jì)包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，游泳速度、潛伏期、搜尋時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)為計(jì)量資料，以(±s)表示。采用單因素方差分析比較大鼠平均強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間、游泳速度、潛伏期的差異，兩組間比較用最小顯著差法(簡(jiǎn)稱LSD)，配對(duì)t檢驗(yàn)比較各組大鼠在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域搜尋時(shí)間的差異。顯著性水平α=0.05。

2結(jié)果

2.1強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間和游泳速度

ES組和EH組平均強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。CS組、CH組、ES組、EH組大鼠的游泳速度無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見(jiàn)表1。

表1 各組強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間和游泳速度

2.2定位航行實(shí)驗(yàn)隱匿平臺(tái)逃逸潛伏期

CS組與CH組的潛伏期無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。ES組的潛伏期明顯長(zhǎng)于CS組(P＜0.01)。EH組潛伏期與CH組無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；ES組潛伏期長(zhǎng)于EH組(P＜0.05)。見(jiàn)圖1。

2.3空間位置探尋實(shí)驗(yàn)搜尋時(shí)間

CS組、CH組、EH組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間均有顯著性差異(P＜0.05)。ES組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見(jiàn)圖2。

圖1 定位航行實(shí)驗(yàn)潛伏期

圖2 空間位置探尋實(shí)驗(yàn)搜尋時(shí)間

3討論

1935年Von Meduna創(chuàng)立用卡地阿唑藥物痙攣療法治療精神疾病，1938年Cerletti與Bini Ind在此基礎(chǔ)上發(fā)明電休克治療精神疾病，因效果確定，得到廣泛應(yīng)用。1953年后隨著第一個(gè)抗精神病藥物氯丙嗪的出現(xiàn)，以及人們擔(dān)心電休克治療對(duì)身體的損害，電休克的使用逐漸減少。但隨著藥物臨床應(yīng)用的增加，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分對(duì)藥物治療療效欠佳的患者，對(duì)電休克治療卻顯示出良好的效果。近20年來(lái)，電休克治療技術(shù)迅速發(fā)展改良，在臨床的應(yīng)用又日益增多。然而，接受電休克治療的患者仍常伴有記憶障礙，阻礙電休克治療在臨床的廣泛應(yīng)用[7]。因此探索有效的防治方法，防止或減少電休克治療的記憶損害，對(duì)精神疾病的康復(fù)治療具有重要意義。

我們通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，利用水迷宮來(lái)觀察重復(fù)電痙攣刺激對(duì)大鼠空間辨別性記憶的影響及石杉?jí)A甲的干預(yù)作用。臨床上電休克治療通常是每周2次或每周3次，每個(gè)療程6～12次。2002年Andrade報(bào)道電痙攣刺激所致大鼠記憶障礙與刺激頻度之間的關(guān)系，結(jié)果表明，給予總數(shù)相同的電痙攣刺激，每周2次組、每周3次組的記憶能力與偽電痙攣刺激對(duì)照組無(wú)顯著性差異，而每天1次電痙攣刺激組學(xué)習(xí)記憶能力顯著受損[8]。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物需要多次電痙攣刺激才能顯示出其對(duì)記憶的影響，電痙攣刺激的致遺忘效應(yīng)是累積的[9]。我們根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道采用每天1次、連續(xù)10 d的重復(fù)電痙攣刺激來(lái)觀察電休克對(duì)記憶的影響。本實(shí)驗(yàn)ES組的潛伏期明顯長(zhǎng)于CS組(P＜0.01)，表明重復(fù)電痙攣刺激導(dǎo)致顯著記憶障礙；ES組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，表明ES組無(wú)明顯的位置偏好，提示重復(fù)電痙攣刺激對(duì)大鼠空間記憶的保持造成破壞，證實(shí)用重復(fù)電痙攣刺激方法制作電休克致記憶障礙模型是成功的，簡(jiǎn)便易行，效果穩(wěn)定。

ES組平均強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間與EH的平均強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。提示本實(shí)驗(yàn)所用的石杉?jí)A甲劑量對(duì)大鼠強(qiáng)直-痙攣發(fā)作時(shí)間無(wú)明顯影響。各組大鼠的游泳速度無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，表明重復(fù)的電痙攣刺激及石杉?jí)A甲對(duì)大鼠的運(yùn)動(dòng)能力無(wú)影響。

EH組潛伏期與CH組無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，ES組潛伏期長(zhǎng)于EH組(P＜0.05)，表明給予石杉?jí)A甲干預(yù)的電痙攣刺激組大鼠記憶成績(jī)顯著好于生理鹽水干預(yù)的電痙攣刺激組大鼠；CS組、CH組、EH組在隱匿平臺(tái)周圍區(qū)域/相反區(qū)域的搜尋時(shí)間均有顯著性差異

(P＜0.01)，亦表明這三組大鼠形成穩(wěn)定的空間記憶，表現(xiàn)出對(duì)學(xué)習(xí)訓(xùn)練中隱匿平臺(tái)位置的偏好，提示本實(shí)驗(yàn)所用劑量的石杉?jí)A甲能減輕電痙攣刺激對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的損害，對(duì)電休克誘導(dǎo)的記憶障礙有保護(hù)作用。石杉?jí)A甲可改善大鼠海馬膽堿能系統(tǒng)的功能[10]，增強(qiáng)大鼠海馬腦片CA1錐體神經(jīng)元的興奮性突觸傳遞[11]，還能顯著提高大鼠血清和腦組織中超氧化物歧化酶活力的含量，減少氧自由基損傷[12]。2009年梁學(xué)軍等報(bào)道石杉?jí)A甲聯(lián)合電休克治療對(duì)首發(fā)精神分裂癥患者認(rèn)知功能有改善作用[13]，我們的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與之相符。但石杉?jí)A甲干預(yù)對(duì)電休克所致記憶障礙保護(hù)作用確切的分子機(jī)制尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

[1]Luo J,Min S,Wei K,et al.Propofol protects against impairment of learning-memory and imbalance of hippocampal Glu/ GABA induced by electroconvulsive shock in depressed rats[J].JAnesth,2011,25(5):657-665.

[2]Rispoli V,Ragusa S,Nistico R,et al.Huperzine a restores cortico-hippocampal functional connectivity after bilateral AMPA lesion of the nucleus basalis of meynert[J].J Alzheimers Dis, 2013,35(4):833-846.

[3]史清海,伏建峰,葛迪,等.石杉?jí)A甲緩解急性低壓低氧導(dǎo)致的大鼠腦組織氧化應(yīng)激損傷[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,2012,47(17): 1378-1381.

[4]張少霞.石杉?jí)A甲治療精神分裂癥認(rèn)知功能下降的療效分析[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新,2012,9(28):6-8.

[5]Larsen MH,Olesen M,Woldbye DP,et al.Regulation of activity-regulated cytoskeleton protein(Arc)mRNA after acute and chronic electroconvulsive stimulation in the rat[J].Brain Res, 2005,1064(1-2):161-165.

[6]Guzowski JF,Lyford GL,Stevenson GD,et al.Inhibition of activity-dependent arc protein expression in the rat hippocampus impairs the maintenance of long-term potentiation and the consolidation of long-term memory[J].J Neurosci,2000,20(11): 3993-4001.

[7]Viswanath B,Harihara SN,Nahar A,et al.Battery for ECT related cognitive deficits(B4ECT-ReCoDe):development and validation[J].Asian J Psychiatr,2013,6(3):243-248.

[8]Andrade C,Thyagarajan S,Vinod PS,et al.Effect of stimulus intensity and number of treatments on ECS-related seizure duration and retrograde amnesia in rats[J].J ECT,2002,18(4): 197-202.

[9]Nagaraja N,Andrade C,Sudha S,et al.Glucocorticoid mechanisms may contribute to ECT-induced retrograde amnesia[J]. Psychopharmacology(Berl),2007,190(1):73-80.

[10]史清海,張瓊,趙紅艷,等.石杉?jí)A甲對(duì)急性低壓低氧模型大鼠海馬膽堿能系統(tǒng)功能的影響[J].西北國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志,2013,34 (3):214-217.

[11]吳小未,王邦安,汪萌芽.石杉?jí)A甲增強(qiáng)大鼠海馬腦片CA1錐體神經(jīng)元的興奮性突觸傳遞[J].中國(guó)臨床藥理學(xué)與治療學(xué), 2012,17(10):1091-1097.

[12]Shi Q,Fu J,Ge D,et al.Huperzine A ameliorates cognitive deficits and oxidative stress in the hippocampus of rats exposed to acute hypobaric hypoxia[J].Neurochem Res,2012,37 (9):2042-2052.

[13]梁學(xué)軍,甘景梨,張偉,等.石杉?jí)A甲聯(lián)合MECT對(duì)首發(fā)精神分裂癥患者認(rèn)知功能的改善作用[J].實(shí)用醫(yī)藥雜志,2009,26 (12):16-18.

Effect of Huperzine A on Spatial Memory in Rats with Repeated Electroconvulsive Stimulation

CHENG Jing,XIAO Ling,WANG Gao-hua,et al.Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,Hubei,China

ObjectiveTo explore the effects of Huperzine A on memory in rats with repeated electroconvulsive stimulation.Methods48 adult male Sprague-Dawley rats were randomly divided into true electroconvulsive stimulation group(E group)and sham electroconvulsive stimulation group(C group).Then both groups were randomized to receive Huperzine A(EH group and CH group)or normal saline(ES group and CS group).There were 12 rats in each subgroup.Huperzine A or normal saline was administered during 1～17 d.During 8～17 d, true or sham electroconvulsive stimulation were administered.On the 18th d,the rats were tested in Morris water maze.Then 6 rats of each group were randomized to be taken for probe tests after 48 h.Memory test indexes include swimming speed,latency,and search time.ResultsThere was no significant difference in the latency between CS group and CH group(P＞0.05).The latency was significantly longer in ES group than in CS group(P＜0.01),and shorter in EH group than in ES group(P＜0.05).There were significant difference in the search time between around the hidden platform and in the opposite area in CS group,CH group and EH group(P＜0.05).But there was no difference in ES group(P＞0.05).ConclusionChronic repetitive electroconvulsive stimulation can lead to spatial memory impairment in rats.HuperzineAmay attenuate electroconvulsive stimulation induced amnesia.

electroconvulsive stimulation;HuperzineA;memory;rats

R749.05

A

1006-9771(2013)10-0927-04

2013-07-08

2013-08-19)

國(guó)家自然科學(xué)基金(No.81201058)。

1.武漢大學(xué)人民醫(yī)院，a.精神科；b.神經(jīng)科，湖北武漢市430060。作者簡(jiǎn)介：成敬(1974-)，女，漢族，湖北襄陽(yáng)市人，醫(yī)學(xué)博士，主治醫(yī)師，主要研究方向：精神疾病的綜合康復(fù)治療。通訊作者：王高華(1964-)，男，漢族，湖南長(zhǎng)沙市人，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師，研究生導(dǎo)師，主要研究方向：精神疾病的藥物治療。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.10.007