環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)202年10月第19卷第5期 Chin J Environ Occup Med Oct200Vl.19N.5293文章編號(hào)1006-3617200)509303中圖分類號(hào)R13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A【論著】乙醇對(duì)大鼠神經(jīng)行為及相關(guān)酶的影響項(xiàng)翠琴,陳自強(qiáng)2,傅慰祖摘要∶[目的]探討乙醇對(duì)大鼠神經(jīng)行為效應(yīng)及腦組織中相關(guān)酶的影響。[方法]體重160g左右的雄性SD大鼠25只隨機(jī)分為三組每組為98、8只分別以0%對(duì)照組)25.64%低劑量組)51.28%(高劑量組)乙醇溶液(濃度以ⅤⅤ表示按1.0ml/100g體重一次性灌胃染毒。30min后進(jìn)行自發(fā)活動(dòng)、轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)和方位水迷宮測(cè)試。在染毒1h后斷頭處死取血測(cè)血中乙醇濃度BAC)取腦組織測(cè)丙二醛MDA超氧化物歧化敵SOD巰基化合物(-SH廂和膽堿酯酶活性。[結(jié)果]高劑量組自發(fā)活動(dòng)中的行走次數(shù)顯著高于低劑量組和對(duì)照組轉(zhuǎn)棒測(cè)試高、低劑量組在棒上停留時(shí)間均顯著低于對(duì)照組P<0.01)水迷宮試驗(yàn)學(xué)習(xí)次數(shù)在染毒前對(duì)照組明顯高于染毒組而在染毒后各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義沮上述改變與BAC相關(guān)顯著。高劑量組SoD活性顯著低于低劑量組和對(duì)照組。丙二醛、巰基水平及膽堿酯酶活性各組間無(wú)明顯差異。[結(jié)論]乙醇可降低大鼠對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)性、肌肉運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力下降和學(xué)習(xí)記憶能力的減退并和腦組織中SOD活性呈一定相關(guān)關(guān)鍵詞:乙醇;神經(jīng)行為;神經(jīng)生化Effect on Neurobehavioral Function and related Enzymes of the brain in Rats Exposed to Ethanol XIANGCui-qin, CHEN Zi-qiang, FU Wei-zu' ( 1. Department of Environmental and Ocmal Health ShanghCenter for Disease Prevention and Control Shanghai 200336, China ; 2. Department of Occupational Health, Schoolof Public Health, Fudan Uniersity Shanghai 200032, ChinaAbstract: Objective To explore the effects on neurobehavioral function and neurobiochemical changes induced by ethanol inrats.[ Methods 25 male Sprague-Dawley rats weighed about 160 g were randomly divided into 3 groups. Each group was onceadministered intragastrically with ethanol solution( 0% 25 64% 51. %, V/V). The intragastrical volume was 1.0 ml/100 g bwBehavioral functieng Locomotor Activity , Rotarod and Spatial Water Maze ,they were tested at one week before and 30 minutesl. Rats were sacrificed by decapitation in one hour after ethanol administration. The blood was sampled and thebrains were rapidly removed. The following indicators were assayed :1 )Blood alcohol concentration( BAC ) 2 )Levels of lipid peroxideglutathione and activity of superoxide dismutas SOD ) Results The BAC in the high dose group low dose group and control groupwere 67. 50 mM 63. 15 mM 2.88 mM respectively, The scores of ambulation of locomotor activity increased in the high dose group. Thesustaining time of rotarod in the high and low dose groups were shorter than that in the control group. The learning numbers of SpatialWater Maze in the control group were higher than those in the exposure groups before exposure ,but there was no statistical differenceamong the control and exposure groups after exposure. Furthermore the behavioral alternations above in rats were correlated with BACThe activity of SOd was significantly decreased in higher exposure group Conclusion The ethanol could diminish the adaptation tonew surrounding impair the abilities of motor coordination ,learning and memory in rats. There was a correlation betweermentioned above and the SOd activity of the brainKey Words: ethanol neurobehavior neurobiochemistry乙醇是一種親神經(jīng)性毒物,也是酒的主要成分。最近的研究多集中于乙醇的神經(jīng)化學(xué)效應(yīng)2但未見絕大多數(shù)乙醇中毒發(fā)生于飲酒,急性酒中毒主要表現(xiàn)有關(guān)乙醇攝入量與神經(jīng)行為改變及其神經(jīng)化學(xué)效應(yīng)之為神經(jīng)行為的改變嚴(yán)重時(shí)可致昏睡、意識(shí)喪失甚至間關(guān)系的報(bào)道。為進(jìn)一步探索乙醇的神經(jīng)行為效應(yīng)及可引起呼吸中樞麻痹而死亡1其可能的神經(jīng)化學(xué)機(jī)制通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)初步探討了乙乙醇致機(jī)體神經(jīng)行為功能改變的機(jī)制尚未弄清。醇所致中國(guó)煤化工圣化學(xué)的定量聯(lián)系CNMHG基金項(xiàng)目:上海市衛(wèi)生局項(xiàng)目基金編號(hào)98417)1材料和方法作者簡(jiǎn)介:項(xiàng)翠歇(1952-)女大學(xué)副研究員。研究方向職業(yè)步′1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和飼料由復(fù)旦大學(xué)毒理學(xué)。作者單位:1.上海市疾病預(yù)防控制中心上海20036:旦大學(xué)公共上海醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物部提供。雄性SD大鼠25只體衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)教研室上海200032重160g左右隨機(jī)分為3組對(duì)照組、低劑量組和高劑294環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)2002年10月第19卷第5期 Chin J Environ Occup Med Oct202Vol.19No.5量組分別為9、8、8只。動(dòng)物室按自然晝夜節(jié)律采光,膽堿二硫代雙硝基苯甲酸分光光度法4測(cè)定。動(dòng)物在不銹鋼籠中分籠飼養(yǎng)自由進(jìn)食和飲水。1.3.4統(tǒng)計(jì)分析方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果用方差分析、相關(guān)性1.2試劑,染毒劑量、途徑和時(shí)間①試劑:無(wú)水乙分析方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。醇分析純,乙醇含量不低于9.9%,由復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院試劑中心提供。②染毒劑量:用蒸餾水配置2結(jié)果成乙醇溶液(w八),高劑量組51.28%,低劑量組2.1血液中乙醇濃度25.64%對(duì)照組為0%。灌胃體積為1.0ml/100g體對(duì)照組為(2.88±1.17)mmo/L,低劑量組為重。一次性灌胃染毒在染毒后1h處死動(dòng)物。(63.15±32.58)mm/L高劑量組為(67.50±19.70)觀察指標(biāo)mmol/l。經(jīng)方差分析三組間血中乙醇濃度有顯著性1.3.1血中乙醇濃度BAC的測(cè)定灌胃染毒1h后差杲P<0.01)兩兩比較高劑量組與低劑量組間斷頭處死大鼠取全血肝素抗凝用頂空氣相色譜法無(wú)顯著性差異。染毒劑量與血中乙醇濃度的相關(guān)分測(cè)定血中乙醇濃度3析有極顯著的相關(guān)相關(guān)系數(shù)為0.73P=0.00011.3.2神經(jīng)行為功能測(cè)定分別在染毒前1周和染2.2神經(jīng)行為功能測(cè)試毒后30min測(cè)定測(cè)試內(nèi)容包括:①自發(fā)活動(dòng)測(cè)試2.2.1自發(fā)活動(dòng)測(cè)試染毒前自發(fā)活動(dòng)各指標(biāo)在各locomotor activity)實(shí)驗(yàn)在一透明的有機(jī)玻璃箱(25×9組間無(wú)顯著差異。染毒后高劑量組行走次數(shù)顯著高×35cm3)內(nèi)進(jìn)行箱底部按中線分為兩部分。將大鼠于低劑量組和對(duì)照線(P<001)自發(fā)活動(dòng)總數(shù)隨染放入箱內(nèi),記錄大鼠在3min內(nèi)行走( AM ambulation)毒劑量增加而上升P=0.054直立 RE , rearing擦臉 PR, preening)的次數(shù)和排便顆2.2.2轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)表1)染毒前各組大鼠在棒上停粒數(shù) DE ,defecation)以及各指標(biāo)之和( T,total)②轉(zhuǎn)留時(shí)間無(wú)顯著性差異。染毒后低劑量組和高劑量組棒實(shí)驗(yàn) Rotarod test)實(shí)驗(yàn)裝置為-30×30×40cm3的在棒上停留時(shí)間均顯著低于對(duì)照組(P<0.01木箱木箱中裝有直徑為7cm的木棒木箱底部鋪有表1各組大鼠染毒前后轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果x±s)間距為1.0cm的銅柵欄。通電時(shí)木棒以18r/min速 able 1 The results of rotarod test in rats after and before exposure to ethanol(x+x)度轉(zhuǎn)動(dòng)銅柵帶電以防大鼠主動(dòng)跳下。實(shí)驗(yàn)時(shí)將大鼠動(dòng)物數(shù)棒上停留時(shí)間)組別放在轉(zhuǎn)動(dòng)的棒上,記錄大鼠在棒上停留的時(shí)間染毒前染毒后(RPM8),每只動(dòng)物測(cè)試3次取最高值。③方位水迷對(duì)照組宮測(cè)試 spatial water maze test)水迷宮是一個(gè)83×45×低劑量組n988l1.50±6.2819.64±13.4610.87±10.733.75±2.93高劑量組35cm3的水泥池池中有兩塊木板將池等分為3個(gè)8592±0.38值×15×35cm2的小池木板上有缺囗使得3個(gè)小池可P值0.34000互通。在左測(cè)小池頂頭有一個(gè)高出水面1cm的安全興經(jīng)方差分析與對(duì)照組比較,P<0.01。臺(tái)。池中水深15cm水溫保持20℃。實(shí)驗(yàn)時(shí)輕提大鼠尾巴從中間小池頂端放入水中,記錄大鼠登陸安全2.2.3水迷宮測(cè)試三組大鼠水迷宮測(cè)試結(jié)果見表2。染毒前對(duì)照組與高、低劑量組學(xué)習(xí)次數(shù)有顯著性臺(tái)的游泳路線及時(shí)間。大鼠到達(dá)安全臺(tái)后休息30s,差異P<0.05)而染毒后各組間學(xué)習(xí)次數(shù)無(wú)顯著性進(jìn)行第2次測(cè)試。大鼠的正確反應(yīng)定為大鼠入水后直接通過(guò)左測(cè)邊門游向并登陸安全臺(tái),學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)定為大差別。正確反應(yīng)時(shí)間在各組間無(wú)顯著差別。鼠連續(xù)4次岀現(xiàn)正確反應(yīng)。大鼠達(dá)到學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)所需的表2各組大鼠水迷宮測(cè)試結(jié)果(訓(xùn)練次數(shù)和到達(dá)安全臺(tái)的時(shí)間作為動(dòng)物學(xué)習(xí)能力的衡Table 2 The results of spatial water maze test in rats(x+ s)量標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物數(shù)指標(biāo)學(xué)習(xí)次數(shù))正確反應(yīng)時(shí)間s)組別染毒前1.3.3腦組織神經(jīng)化學(xué)分析灌胃染毒1h后斷頭染毒后染毒前染毒后對(duì)照組911.89±5.446.44±2.605.61±2.364.50±0.90處死大鼠,在冰浴中迅速剝離出大腦,取腦組織低劑量組5.21±1,204.38±1.3800用冷生理鹽水做勻漿介質(zhì)經(jīng)研離心取高劑中國(guó)煤化工s04.3+1.224.06±0.62上清液備用。通過(guò)加入不同量的勻漿介質(zhì)制成1%F值CNMHG0.4122%、10%的勻漿分別作丙二醛(用10%勻漿硫代巴0.0440.333比妥法)超氧化物歧化釀?dòng)?%勻漿黃嘌呤氧化酶興與對(duì)照組比較,P<0,05。法巰基化合镢用2%腦組織勻漿二硫代雙硝基苯2.3腦組織神經(jīng)化學(xué)分析甲酸法)膽堿酯酶活性用1%腦組織勻漿硫代乙酰高劑量組SOD活性顯著低于對(duì)照組(P<0.05環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)202年10月第19卷第5期 Chin J Environ Occup Med Oct200Vl.19N.5295MDA、巰基化合物、膽堿酯酶含量在各組間無(wú)顯著性差結(jié)果顯著相關(guān)5說(shuō)明乙醇中毒可引起動(dòng)物肌肉運(yùn)動(dòng)異協(xié)調(diào)能力下降。乙醇所致的運(yùn)動(dòng)失調(diào)與腦內(nèi)腺苷能調(diào)表3各組大鼠神經(jīng)化學(xué)結(jié)果比較x±s)節(jié)有關(guān)。方位水迷宮是一種簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)模式用來(lái)測(cè)Table 3 The results of neurochemical test in rats(x+s)試動(dòng)物解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力綜合反映了動(dòng)物的學(xué)習(xí)組別動(dòng)物數(shù)巰基化合物膽堿酯酶和記憶能力。乙醇可使大鼠學(xué)習(xí)記憶能力改變這可n(mod/L腦勻漿)(NU/m腦勻漿)(Pg/g腦組織)(mm/L腦勻漿)對(duì)照組9323,15±106,38101.35±77,463.79±0.471,68±3.00能與乙醇染毒后膜蛋白磷酸化的改變有關(guān)6]。低劑量組8346.88±108.1960.63±17.014.19±0.981.54±2.39乙醇進(jìn)入體內(nèi)經(jīng)乙醇脫氫酶作用生成乙醛大部2836+2040見4310332458分乙醛由乙醛脫氫酶代謝變?yōu)橐宜岫^(guò)多的乙醛會(huì)由黃嘌呤氧化酶作用生成大量的超氧陰離子自由基0.7930.0470.563乙醇也可通過(guò)細(xì)胞色素P450催化環(huán)增加超氧陰離子與對(duì)照組比較,P<0.05自由基和過(guò)氧化氫的生成。MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化物的進(jìn)一步作大鼠神經(jīng)化學(xué)指標(biāo)與血中乙醇濃度相關(guān)種測(cè)定MDA的量可反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的程性分柢表4)血中乙醇濃度與大鼠腦組織SOD活性度間接地反映出細(xì)胞損傷的程度。超氧化物歧化酶呈負(fù)相關(guān)SOD對(duì)機(jī)體的氧化及抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作表4神經(jīng)化學(xué)指標(biāo)與血中乙醇濃度相關(guān)性分析用此酶能清除體內(nèi)的超氧陰離子(O2)保護(hù)細(xì)胞免受Table 4 Correlation between the results of neurochemical testand ethanol concentration in blood損傷。巰基含量代表了體內(nèi)還原性基團(tuán)的含量是反MDASOD巰基化合物膽堿酯酶映細(xì)胞保護(hù)機(jī)制的指標(biāo)之一。本文結(jié)果中MDA與巰乙醇濃度r值0.083-00.2170.033基含量均無(wú)顯著性變化SOD活性高劑量組明顯低于值0.297低劑量組和對(duì)照組且SOD活性與血中乙醇濃度顯著米P<0.05相關(guān)這可能是乙醇進(jìn)入體內(nèi)后導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生一些氧化性的自由基或基團(tuán)SOD為了清除體內(nèi)的這些基團(tuán)3討論而含量減少但保持了體內(nèi)MDA及巰基含量的平衡。乙醇可經(jīng)消化道和呼吸道進(jìn)入人體飲酒后1h周君富等研究也表明飲酒后人體紅細(xì)胞內(nèi)SO活性內(nèi)血液中乙醇含量最高以后很快減少。本研究采用顯著降低呈劑量效應(yīng)關(guān)系且SOD活性與飲酒量明次性灌胃染毒并在染毒后1h后斷頭取血以模擬顯相關(guān)4。酒中毒者體內(nèi)的氧自由基反應(yīng)病理性加人飲酒時(shí)急性中毒模型。日本宇留野的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明飲劇氧化和抗氧化平衡嚴(yán)重失調(diào)?？梢娨掖紝?duì)膜的影酒量與血中乙醇濃度有關(guān)。本研究結(jié)果也表明灌胃響可能是由于其致體內(nèi)氧化和抗氧化失調(diào)所致。膽堿乙醇量與血中乙醇濃度顯著相關(guān)(選用頂空氣相色譜酯酶可分解乙酰膽堿維持膽堿能遞質(zhì)系統(tǒng)的正常功法進(jìn)行測(cè)定該法不需對(duì)樣品作特殊處理且敏感、特能。膽堿能突觸的功能與短時(shí)或近期記憶有關(guān)稱為異是一種較為簡(jiǎn)便迅速的方法31)記憶突觸6。乙醇所致的膽堿能系統(tǒng)功能的下降行為功能是機(jī)體的一種重要功能被視為最敏感、可表現(xiàn)出認(rèn)知或記憶功能的異常。而本研究結(jié)果各最復(fù)雜的功能在受罹機(jī)體尚未出現(xiàn)明顯的癥狀體組間膽堿酯酶活性無(wú)顯著性差異。這可能是本研究中征、病理形態(tài)學(xué)或生化學(xué)改變時(shí)可表現(xiàn)為功能性或主只進(jìn)行了一次染毒染毒時(shí)間太短的原因觀認(rèn)識(shí)感覺上的異常所以常首先被用來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境危害因素對(duì)機(jī)體的影響。自發(fā)活動(dòng)是用來(lái)測(cè)定動(dòng)物對(duì)環(huán)參考文獻(xiàn)境的適應(yīng)能力的其中行走和直立反映動(dòng)物的激奮、[1張鏞秦震酒精中毒和神經(jīng)損割J醫(yī)學(xué)綜述19503)1214煩躁情緒狀態(tài)而排便和擦臉?lè)謩e反映動(dòng)物的緊張情[2 ]Faingold CL Ngouemo P Riaz A. Ethanol and neurotransmitter interactions-from緒和對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)性。本研究結(jié)果高劑量組行走lecular to integrative effect[ J ]. Progress in Biology 1998 55 509-535[3]金念祖趙人崢戴建國(guó)等.頂空氣相色譜法同時(shí)測(cè)定血中乙醇和次數(shù)顯著高于低劑量組和對(duì)照組表明飲用較大劑量乙科大堂學(xué)據(jù)1004142)46-148的乙醇可使大鼠情緒煩躁不安處于激奮狀態(tài)。自發(fā)[4]周中國(guó)煤化工與抗氧化劑和抗氧化酶的關(guān)活動(dòng)總和有升高趨勢(shì)且行走次數(shù)與自發(fā)活動(dòng)均與血系CN MHG303-305中乙醇濃度呈顯著相關(guān)5]表明乙醇可降低大鼠對(duì)新5汪根盛陳自強(qiáng)菜友信飲酒對(duì)機(jī)體神經(jīng)行為功能的影1環(huán)境的適應(yīng)性。轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)主要用來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)物的肌肉協(xié)中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志19993x6)3793806]許紹芬莫浣英黃登凱.神經(jīng)生物敩M]上海:上海醫(yī)科大學(xué)出版調(diào)能力。本次研究結(jié)果高劑量組、低劑量組在棒上停社990留的時(shí)間顯著低于對(duì)照組血中乙醇濃度與轉(zhuǎn)棒測(cè)試(收稿日期20020403修回日期2002-05-24)