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编号:10289495
复合应激因素致大鼠疲劳模型海马氨基酸含量的变化及中药的调节作用
http://www.100md.com 《北京中医药大学学报》 2000年第6期
     作者:王天芳 刘雁峰 张倩 刘晓兰 康纯洁 刘燕

    单位:北京中医药大学 北京100029

    关键词:慢性疲劳;综合征;心理应激;躯体应激;动物模型;海马;氨基酸;消疲怡神口服液

    北京中医药大学学报000610

    摘要:观测了复合应激因素致慢性疲劳动物模型海马组织中16种游离氨基酸含量的 变化及中 药的调节作用。结果显示:①模型动物的甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、牛磺酸及γ- 氨基丁酸的水平显著升高,但服用消疲怡神口服液及人参皂甙片后,升高的氨基酸无明显 下调,说明单纯用上述氨基酸浓度的变化还不能完全解释该模型的行为改变及中药的 作用机制。②模型大鼠海马中的Glu/GABA及兴/抑比值明显下降,从氨基酸递质来看,此时 的中枢以抑制占优势,与动物的行为表现一致;服药后,Glu/GABA比值明显上调,兴/抑比 值也出现上调趋势,尤以人参皂甙的作用明显,说明消疲怡神口服液与人参皂甙均能通 过调整兴奋性与抑制性氨基酸的水平及比值,对抗因慢性复合应激因素所致疲劳、记忆力下 降及抑郁倾向的情绪改变。
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    中图分类号:R338.2+6

    The Rat Fatigue Model Induced by Combined Stress Factors - Changes of

    the Levels of Amino Acids in the Hippocamp and the Regulating

    Effects of Traditional Chinese Drugs on Them

    Wang Tianfang (王天芳), Liu Yanfeng (刘雁峰), Zhang Qian (张 倩). et al.

    (Beijing University of Traditional Chinese Medicine, Beijing 100029)
, 百拇医药
    An observation on the changes of the levels of 16 amino acids in the h ippocamp of the rat with chronic fatigue induced by combined stress factors, and the regulating effects of traditional Chinese drugs on the 16 amino acids, was made in the experiment. The results showed that both Yishen Oral Liquid and Gins enoside Tablets could not significantly decrease the increased levels of glycine , alanine, lysine, arginine, taurine and γ-aminobutyric acid in the rat, but th e two drugs, especially Ginsenoside Tablets, could significantly increase the de creased ratios of Glu/GABA and excitation/inhibition.
, 百拇医药
    KEY WORDS: Chronic Fatigue; Syndrome; Psychological Stress; Somatic Stres s; Animal Model; Hippocamp; Amino Acid; Traditional Chinese Drug

    根据中医理论及临床实践,我们认为情志不畅与过度劳累所致肝、脾功能失调为慢性疲劳综 合征(简称CFS)发生的一个重要环节[1]。本研究在运用情志刺激(心理应激)与 过度劳 累(躯体应激)的复合应激因素模拟慢性疲劳发病因素,研制慢性疲劳动物模型[2] 的基础 上,拟观测模型动物海马组织中游离氨基酸浓度的变化,以探讨慢性疲劳发生的中枢机制及 中药的作用机理。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物

    Wistar雄性大鼠,体重160~180 g,由中国药品生物制品鉴定所提供。
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    1.2 实验药物

    消疲怡神口服液:以补气理气、调理肝脾为组方原则,由黄芪、枳壳、人参、 陈皮、 柴胡等药制成。委托北京永定制药厂制备,批号:960928。规格:10 mL/支,相当于每mL含 生药1 g。

    人参皂甙片:由中美合资吉林省亚威制药有限公司生产,吉卫药准字,批号:94032019 。规格:0.1 g/片,含人参总皂甙量25 mg/片。

    1.3 实验器材与设备

    大鼠游泳池及带有电刺激的进食装置(自制);835-50型氨基酸自动分析仪。

    1.4 动物分组及造模方法[2]

    动物饲养于室温为(22±2)℃的、正常光照的清洁级动物室中,5只/笼。第1周进行适 应性饲养及训练定点饮食,并将动物分组;第 2周至第4周造模。正常对照组每日定点喂食2 次, 每次1 h,不予任何应激源刺激;模型组、模型加消疲怡神口服液组(简称模型加中药组) 及模型加人参皂甙组则每日在(2 1±1)℃的水中游泳30 min,每日定点饮食2次,每次1 h,并于进食时予不定时电刺激4次,每 次3 min。造模结束并进行行为评定24 h后,各组大鼠经10%水合氯醛(400 mg/kg)麻醉后进行 取材。
, 百拇医药
    1.5 给药方法

    每日上午定点饮食后,给各组大鼠灌胃。模型加中药组与模型加人参皂甙组分别给予消疲 怡神口服液5 g/(kg.d)与由人参皂甙片配制成的悬液71 mg/(kg.d),灌胃容积为3 mL,其 余各组则灌胃等体积的蒸馏水。

    1.6 海马组织中游离氨基酸含量的测定[3]

    从海马区取30~40 mg新鲜脑组织,用生理盐水洗净、擦干、称重后,放入离心管中,加 入冰冷的磺基水扬酸钠(6%)2 mL,用超声波组织粉碎仪制成匀浆液,经12 000 r/min 、4 ℃离心20 min,沉淀变性蛋白,取上清液(以上实验过程均在冰浴上操作),保存于-20 ℃冰箱,24 h后,取10 μL,在835-50型氨基酸自动分析仪上进样测定。

    1.7 数据统计方法
, 百拇医药
    实验结果以平均值±标准差(±s)表示,用Duncan's 检验进行各组间差异 的分析。

    2 结果

    2.1 海马中16种氨基酸含量的变化

    由表1 可知,模型组动物中,除丝氨酸、胱氨酸与蛋氨酸的含量略低于对照组外,其余 氨基酸的含量均有上升的趋势,其中甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、牛磺酸及γ-氨基 丁酸的含量明显高于正常对照组,因此,总氨基酸的含量也略高于对照组;模型加中药组与 模型组比,无显著差异;模型加人参皂甙组与模型组比,其变化趋势基本同模型加中药组; 其中,丝氨酸、蛋氨酸与苯丙氨酸的含量已明显高于模型组。因此,总氨基酸含量略高于模 型组与模型加中药组,与正常对照组比有显著差异。

    2.2 海马中兴奋性与抑制性氨基酸比值的变化
, 百拇医药
    由表2 可知,模型组Glu/GABA(谷氨酸/γ-氨基丁酸)比值明显低于对照组;模型加中药 组与模型加人参皂甙组的比值明显高于模型组,尤以模型加人参皂甙组明显,且显著高于正 常对照组及模型加中药组。模型组兴/抑[兴奋性氨基酸(谷氨酸、门冬氨酸)/抑制性氨基 酸(甘氨酸、牛磺酸及γ-氨基丁酸)]的比值明显低于对照组;模型加中药组与模型加人 参皂甙组较模型组略有升高,但无统计学差异。

    表1 各组大鼠海马中16种游离氨基酸含量的比较(μmol/g;±s) 氨基酸名称

    正常对照组

    (n=10)

    模 型 组

    (n=8)
, 百拇医药
    模型加中药组

    (n=8)

    模型加人参皂甙组

    (n=8)

    总氨基酸

    25.034±3.716

    26.719±2.789

    26.618±1.865

    27.931±1.887

    门冬氨酸

    1.402±0.306

    1.459±0.242
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    1.392±0.215

    1.554±0.195

    苏氨酸

    3.662±0.519

    3.984±0.372

    3.669±0.386

    4.062±0.579

    丝氨酸

    0.576±0.114

    0.571±0.067

    0.619±0.083

, http://www.100md.com     0.678±0.075△

    谷氨酸

    8.807±1.521

    8.982±1.395

    9.269±0.586

    10.147±0.915

    甘氨酸

    0.650±0.127

    0.779±0.107

    0.809±0.124

, 百拇医药     0.782 ±0.089

    丙氨酸

    0.673±0.087

    0.734±0.050

    0.737±0.085

    0.774±0.0 77

    胱氨酸

    0.095±0.017

    0.088±0.013

    0.104±0.025

    0.103±0.019
, 百拇医药
    缬氨酸

    0.150±0.021

    0.162±0.023

    0.172±0.025

    0.182±0.013 

    蛋氨酸

    0.043±0.006

    0.040±0.003

    0.046±0.005

    0.048±0.005

    亮氨酸
, 百拇医药
    0.060±0.010

    0.067±0.007

    0.066±0.010

    0.070±0.110

    苯丙氨酸

    0.063±0.012

    0.066±0.010

    0.072±0.009

    0.077±0.007 △

    赖氨酸

    0.131±0.044
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    0.170±0.018

    0.164±0.021

    0.163±0.036

    组氨酸

    0.053±0.010

    0.057±0.009

    0.057±0.009

    0.058±0.010

    精氨酸

    0.081±0.017

    0.102±0.005
, 百拇医药
    0.094±0.023

    0.089±0.009

    牛磺酸

    6.253±0.761

    7.025±0.948

    7.019±0.627

    7.198±0.534

    γ-氨基丁酸

    2.127±0.262

    2.483±0.225
, 百拇医药
    2.319±0.289

    2.303±0.406

    注:与正常对照组比P<0.05 P<0.01; 与模型组比△P<0.05表2 各组大鼠海马中Glu/GABA与兴/抑比值的比较(±s) 氨基酸名称

    正常对照组

    (n=10)

    模 型 组

    (n=8)

    模型加中药组

    (n=8)

, 百拇医药     模型加人参皂甙组

    (n=8)

    Glu/GABA

    4.038±0.230

    3.610±0.424

    4.026±0.294

    4.488±0.662△△▲

    兴/抑

    1.127±0.119

    1.017±0.127

    1.052±0.031
, 百拇医药
    1.102±0.060

    注:与正常对照组比P<0.05; 与模型组比△P<0.05 △△P<0.01;与模型加中 药组比▲P<0.053 分析与讨论

    3.1 慢性复合应激因素致疲劳大鼠海马中16种氨基酸及总氨基酸水平的变化 随着人们对脑内氨基酸研究的增多,氨基酸与应激之间关系的研究也日渐受到重视。以往研究资料表明,应激可引起脑内氨基酸水平的改变[4~10],并且 其变化因 应激类型等的不同而有差异。如严氏等人早期的研究表明[8],心理性应激和存在 躯体性 应激时,脑内某些脑区的谷氨酸含量有不同的变化;以后进一步的研究表明[9], 心理性 应激可引起脑内谷氨酸、γ-氨基丁酸与牛磺酸水平的变化(升高),在第15天时,以海马 的变化最为明显。张氏等的研究结果[10]显示,噪声应激可引起小鼠脑中门冬氨酸 、谷氨酸与γ-氨基丁酸的下降等。
, 百拇医药
    海马属于边缘系统,与情绪反应关系十分密切。根据目前关于CFS 发病因素的认识,我 们测定了慢性复合应激因素所致疲劳大鼠模型海马中16种氨基酸水平的变化。结果显示,甘 氨酸、丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、牛磺酸及γ-氨基丁酸的水平显著升高,其中牛磺酸、γ- 氨基丁酸、谷氨基酸三种氨基酸的变化及动物的行为变化与严氏[12]的结果一致, 但服用 消疲怡神口服液及人参皂甙后,升高的氨基酸无明显下调,行为评定却有明显 的改善,说明单纯用上述氨基酸浓度的变化还不能完全解释该模型的行为改变及中药的作用 机制。

    3.2 兴奋性、抑制性氨基酸的比值与动物行为改变之间的关系

    脑组织中作为递质的氨基酸有兴奋性与抑制性两类。兴奋性氨基酸主要包括谷氨酸(Gl u )、门冬氨酸,对神经元具有兴奋性调控作用;抑制性氨基酸主要包括γ-氨基丁酸(GA BA)、牛磺酸与甘氨酸,对神经元具有抑制性调控作用。其中谷氨酸是哺乳动物脑内含量最 高的氨基酸,γ-氨基丁酸是由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶作用下脱羧而成。以往研究表明,在 心理应激因素作用下大鼠出现类似抑郁的行为时,海马组织中谷氨酸、γ-氨基丁酸及牛磺 酸水平均出现上调的改变,因此,不能反映此时中枢以兴奋或抑制占优势。本研究将Glu/GA BA及上述兴奋性与抑制性氨基酸的比值(简称兴/抑)作为评定中枢兴奋或抑制的指标,并 探讨其与慢性复合应激所致疲劳模型行为改变之间的关系。
, 百拇医药
    经行为学实验测定,该模型出现了躯体疲劳、记忆力下降及抑郁倾向的情绪改变等与慢 性疲劳综合征临床特征相似的表现[2]。实验结果显示,模型大鼠海马中的Glu/G ABA及 兴/抑比值明显下降,从氨基酸递质来看,此时的中枢以抑制占优势,与动物的行为表现一 致;服药后,Glu/GABA比值明显上调,兴/抑比值也出现上调趋势,尤以人参皂甙的作用明 显,说明消疲怡神口服液与人参皂甙均能通过调整兴奋性与抑制性氨基酸的水平及比值 ,对抗因慢性复合应激因素所致疲劳、记忆力下降及抑郁倾向的情绪改变。但消疲怡神口 服液在改善记忆力方面的作用优于人参皂甙[2],其原因可能为单纯补气与补气 加理气在对抗因应激引起的疲劳中所起的作用有所不同,但其机制还有待进一步探讨。

    总之,海马中部分氨基酸水平及Glu/GABA与兴/抑比值的改变,可能与慢性应激所致疲 劳动物模型出现的疲劳、记忆力下降及抑郁倾向等行为改变有关,而补气理气类中药可通过 调节海马中有关氨基酸的水平及比值起到抗应激、抗疲劳的作用,从而为支持临床上有关CF S 发病机理的认识及消疲怡神口服液的抗疲劳作用、探索肝主疏泄与脾主肌肉的功能提 供了实验依据。
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    国家自然科学基金青年课题(No.39500184)

    王天芳,女,37岁,医学硕士,教授,医学博士生导师

    参 考 文 献

    1,王天芳,张翠珍,王 琳,等.慢性疲劳综合征的中西医病理机制及研究思路. 北京中医药大学学报,1999,22(5):19~23

    2,刘雁峰,王天芳,杨维益,等. 慢性疲劳的中医病理机制探讨及实验研究——复 合应 激因素致慢性疲劳动物模型的研制及其行为学观察. 中国中医基础医学杂志,1998,4(增 刊):157~160

    3,徐叔云,卞如濂,陈 修. 药理实验方法学. 第2版. 北京:人民卫生出版社,1994.43 3

    4,Nicolas Singewald, Gui-ying Zhou, Christoph Schneider. Release of exciat ory and inhibitory amino acids from the locus coeruleus of conscious rats by car diovascular stimuli and various forms of acute stress. Brain Research, 1995,704 :42~50
, http://www.100md.com
    5,Daniela Jezova,Dmitrij Tokarev, Milan Rusnak. Endogenous excitatory amino acids are involved in stress-induced adrenocorticotropin and catecholamine rele ase. Neuroendocrinology, 1995, 62 (4):326~332

    6,Gabriel Nowak, Anna Redmond, Mairead McNamara, et al. Swim Stress Inc reases the Potency of Glycine at the N-Methyl-D-Aspartate Receptor Complex. Jour nal of. Neurochemistry, 1995,64(2):925~927.

    7,Mason-PA, Escarciga-R, Doyle-JM, et al. Amino acid concentrations in hyp othalamic concentrations in hypothalamic and caudate nuclei during microwave-ind uced thermal stress: analysis by microdialysis. Bioelectromagnetics,1997,18 (3 ):277~83

    8,严 进,王春安,叶阿莉,等.应激对大鼠行为和部分脑区谷氨酸含量的影响.心理学 报,1995,27(4):422~427

    9,严 进,王春安,陈宜张,等.心理性应激引起的大鼠行为、血浆皮质酮及脑区氨基 酸水平的变化.第二军医大学学报,1997,18(4):330~333

    10,张 新,卢延旭,张友珍.人参茎叶皂甙对噪声应激小鼠血清皮质酮及脑氨基酸含量 的影响.时珍国药研究,1997,8(6):503~504

    (收稿日期:2000-06-28), http://www.100md.com