奧氮平誘導性肥胖大鼠糖代謝紊亂及認知功能損傷研究

姜 濤，魏 琴，侯琴琴，馬曉潔

0 引 言

傳統(tǒng)的抗精神病藥物緩解了精神分裂癥患者陽性癥狀。非典型抗精神病藥物能緩解患者的陽性和陰性癥狀，使患者的認知功能提高，但未能解決患者的依從性、復發(fā)等問題。典型抗精神病藥物阻斷多巴胺-2 受體，故可引起或加重記憶損害;非典型抗精神病藥物對工作記憶的損害可能與其對多巴胺-1受體的阻斷作用有關。很多研究表明抗精神病藥能導致精神分裂癥患者體重增加，血糖代謝異常［1－3］。本實驗在奧氮平誘導肥胖大鼠模型的基礎上探討了抗精神病藥源性不良反應致認知功能的損傷。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康清潔級雄性SD 大鼠，40 只，體重270 ～300 g，由新疆醫(yī)科大學實驗動物中心提供，實驗動物合格證號:SYXK(新)2011-0001。大鼠分籠飼養(yǎng)，正常光照，溫度22 ℃，相對濕度50%～70%，自由飲水和攝食。將SD 大鼠按照隨機數(shù)字表分為對照組和奧氮平組，每組20 只。

1.2 藥品與試劑 奧氮平片(美國禮來藥業(yè)有限責任公司，批號20061821);血清葡萄糖試劑盒(西安寶信生物技術有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 建立奧氮平誘導的大鼠肥胖模型 大鼠普通飼料飼養(yǎng)1 周后，奧氮平組給予奧氮平(1.2 mg/kg)灌胃，1 次/d，連續(xù)4 周。造模期間，對照組和奧氮平組所有大鼠均自由飲食、飲水。每隔2 天稱重，奧氮平組大鼠體重超過對照組平均體重20%為模型建立成功［4］。

1.3.2 血脂和血糖測定 實驗4 周后，大鼠禁食12 h，于上午10:00 給予3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉尾靜脈取血，置EDTA 抗凝管靜置至30 ～40 min(25 ～27 ℃)，然后再低速離心(離心半徑6 cm，1500 r/min)15 min。用BECMAN CX5 型全自動生化分析儀分別測定總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。用生化比色法測定FBS，所有測定步驟和計算公式均嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.3.3 Y 型迷宮實驗 灌胃結束后用Y 型迷宮(上海移數(shù)信息科技有限公司)測試學習記憶能力。將大鼠放入迷宮內適應5 min，使其對三臂(三臂互為120°，呈三等分輻射狀)探索進入。然后從起步區(qū)臂出發(fā)，開始以隨機次序變換測試。設定電壓75 V，延遲5 s。電擊后大鼠直接逃避至安全區(qū)為正確反應。每測1 次休息30 s，測10 次休息5 min。以連續(xù)10 次測試中有9 次正確反應即為達到學會標準，記錄動物達到標準所需電擊的次數(shù)，以此作為學習能力的指標。24 h 后重復以上實驗過程，觀察大鼠的記憶能力。每次測試均在安靜的、光線稍暗的條件下進行。

1.3.4 Morris 水迷宮測試 Morris 水迷宮視頻分析系統(tǒng)為上海ZH-SBS 鼠博士視頻軟件分析系統(tǒng)。隱匿臺定位航行實驗:于實驗第8 天始，每天訓練4 次，連續(xù)7 d，記錄大鼠找到隱匿臺的時間，即為逃避潛伏期。

1.4 統(tǒng)計學分析 用SPSS 13.0 軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標準差表示，組間均數(shù)比較采用t 檢驗。以P≤0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 奧氮平對大鼠體重及血脂血糖的影響 奧氮平組灌胃2 周后大鼠體重呈升高趨勢，較對照組明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見表1。奧氮平組大鼠在灌胃4 周后血清三酰甘油、總膽固醇、LDL-C 和血糖含量顯著高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。HDL-C 水平低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見表2。

2.2 奧氮平對大鼠迷宮實驗的影響 與對照組比較，奧氮平組大鼠學習能力和記憶能力明顯減弱，同時逃避潛伏期時間延長，差異均有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)，見表3。

表1 大鼠體重變化的比較(x±s，mg)Table 1 Comparison of weight changes between two groups(，mg)

表1 大鼠體重變化的比較(x±s，mg)Table 1 Comparison of weight changes between two groups(，mg)

與對照組比較，*P ＜0.05

組別 n 1 周 2 周大鼠體重3 周 4周對奧照氮組平 組 22 00 23 92 42..29 20±±65..67 43 33 16 01..2323±±44..91 99 * 33 17 84..02 02±±44..30 77 * 34 30 00..74 84±±53..15 4 7*

表2 奧氮平灌胃4 周后大鼠血脂、血糖水平的比較，mmol/L)Table 2 Comparison of blood lipid，blood glucose levels in 4 weeks after olanzapine administration between two groups，mmol/L)

表2 奧氮平灌胃4 周后大鼠血脂、血糖水平的比較，mmol/L)Table 2 Comparison of blood lipid，blood glucose levels in 4 weeks after olanzapine administration between two groups，mmol/L)

與對照組比較，*P ＜0.05

組別 n 血糖 總膽固醇 三酰甘油HDL-C LDL-C對照組 20 4.90±0.08 1.75±0.04 0.71±0.03 2.57±0.11 0.68±0.04奧氮平組 20 6.06±0.13* 2.98±0.09* 2.61±0.09* 1.68±0.04* 0.96±0.06*

表3 奧氮平灌胃4 周后大鼠迷宮認知功能損害檢測比較Table 3 Comparison of maze cognitive impairment detection after olanzapine administration between two groups

表3 奧氮平灌胃4 周后大鼠迷宮認知功能損害檢測比較Table 3 Comparison of maze cognitive impairment detection after olanzapine administration between two groups

與對照組比較，*P ＜0.05

組別 n 學習能力(次Y) 型 迷宮實記驗憶能力(次) Morris 水迷宮實驗逃避潛伏期(s)對照組20 50.25±0.02 45.28±0.04 23.54±0.12奧氮平組 20 82.65±0.12* 80.38±0.16* 62.20±0.10*

3 討 論

抗精神病藥物尤其是非典型抗精神病藥物的臨床應用均可引起精神分裂癥患者體重增加甚至肥胖。本研究顯示，奧氮平持續(xù)每天灌胃大鼠體重明顯增加，血糖血脂代謝紊亂，實驗成功建立了奧氮平誘導的大鼠肥胖模型?？咕癫∷幵葱苑逝謾C制研究的關鍵技術之一就是復制藥源性肥胖模型，通過此動物模型可深入了解長期服用奧氮平所致藥物不良反應、安全性及機制研究。此模型可模擬臨床患者服用奧氮平后出現(xiàn)體重增加和血糖、血脂紊亂等不良反應，為臨床抗精神病藥源性肥胖病理機制提供實驗基礎。

Y 型迷宮實驗原理是利用老鼠喜歡陰暗的天性，給予電擊刺激，使其逃離陰暗區(qū)，趨向一個安全的正刺激(光亮區(qū))，其電擊使動物產(chǎn)生應激反應，進而影響學習記憶活動。Y 型迷宮由3 個完全相同的臂組成，每個臂盡頭有食物提供裝置，根據(jù)分析動物取食的策略即進入各的次數(shù)、時間、正確次數(shù)、錯誤次數(shù)、路線等參數(shù)可以反映出實驗動物的空間記憶能力［5－6］。Morris 水迷宮實驗是一種強迫實驗動物，學習尋找隱藏在水中 的一種實驗，主要用于測試實驗動物對空間位置覺和 覺(空間定位)的學習記憶能力［7－9］。Y 型迷宮對老鼠的傷害比較大;Morris 水迷宮可進行癡呆及其相關模型的評價，實驗數(shù)據(jù)精確，能全面系統(tǒng)地考察實驗動物空間認知加工過程。本研究采用2 種迷宮實驗可使實驗的準確性大為提高，測試結果均顯示奧氮平組大鼠的學習和記憶能力障礙，輕度認知功能損害。有研究顯示，傳統(tǒng)的抗精神病藥物對患者認知功能無改善作用，長期使用還可加劇認知功能損害，尤其是損害注意力、行為能力與記憶能力。非典型抗精神病藥物對中樞多巴胺受體尤其是D2 受體作用較小，錐體外系反應少，對精神分裂癥陰性癥狀的改善優(yōu)于傳統(tǒng)藥物，并具有改善精神分裂癥患者認知功能損害的作用［10－11］，但尚無依據(jù)說明某種藥物能充分改善精神分裂癥患者尤其是慢性精神病患者的認知功能損害。本研究結果顯示奧氮平對認知功能的損害結論與上述研究報道不一致，推測奧氮平的給藥劑量、灌胃時間、給藥方式均影響實驗結果和結論;同時奧氮平長期服用導致大鼠體內血糖代謝紊亂損傷腦細胞導致認知功能損傷。另外我們推測奧氮平可能對大腦特定的認知功能有損傷或改善作用導致實驗結果各異。目前抗精神病藥不良反應的影響因素及發(fā)病機制的研究已取得了一定的進展，但對于影響因素的研究結果尚不完全一致，某些因素還存在爭議，有待今后進一步研究。

很多研究表明抗精神病藥物如奧氮平等可導致肥胖、高血糖癥、血脂異常［12］。國外文獻報道，長期應用抗精神病藥后出現(xiàn)體重增加或肥胖的比率高達60%［13］?？咕癫∷幵葱苑逝值拇_切機制尚未明確，大量的動物實驗及臨床研究結果認為抗精神病藥可通過影響中樞神經(jīng)遞質和受體、糖代謝、脂代謝、神經(jīng)肽、內分泌(激素)等多種途徑使體重增加。無論是典型還是非典型抗精神病類藥物均有誘發(fā)糖尿病的危險，嚴重時可發(fā)生糖尿病酮癥酸中毒。不同類型抗精神病類藥物之間，誘發(fā)糖尿病的相對危險度不同。最易誘發(fā)糖尿病的藥物是氯氮平和奧氮平?？咕癫∷幬镎T發(fā)的糖尿病通常發(fā)生在藥物開始治療的6 個月內?？咕癫∷幬镎T發(fā)血糖升高的機制包括［14］:①藥物誘導體重增加。②通過拮抗下丘腦多巴膠受體抑制下丘腦對血糖的調節(jié)。③藥物誘發(fā)胰島素抵抗。④通過阻斷毒覃堿M3受體活性抑制膽堿能神經(jīng)誘導的胰島素分泌。本研究結果顯示，奧氮平誘導肥胖大鼠血糖水平呈時間依賴性升高，隨灌胃時間延長，體重逐漸增加，血糖明顯增高。奧氮平組大鼠血糖水平升高的同時伴隨大鼠學習，記憶能力降低，認知功能出現(xiàn)損傷。研究認為，高血糖可通過對血管的損害、代謝異常、神經(jīng)元鈣穩(wěn)態(tài)與神經(jīng)遞質變化及炎癥反應等對腦血管的損害使大腦對信息的認識、加工、整合等過程發(fā)生障礙，導致認知反應和處理能力下降。同時高血糖可使大腦的毛細血管增殖，引起血腦屏障通透性增高。血腦屏障功能損害后，更多的炎性因子和抗體通過血腦屏障，攻擊腦細胞，導致認知功能下降［15］。有研究表明，健康老年人的認知行為與血糖水平的控制相關，血糖增高是早期認知障礙的獨立危險因素［16］。無論是短時的急性高血糖狀態(tài)，或持續(xù)的慢性高血糖都會造成認知功能的損傷［17］。奧氮平可增加精神分裂癥患者糖尿病的發(fā)生風險并使其病程惡化，進而可以影響認知功能。

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