癲癇持續(xù)狀態(tài)和慢性癲癇對大鼠學(xué)習(xí)記憶和情感行為的影響

摘　要　目的:探討急慢性癲癇發(fā)作對大鼠認(rèn)知功能的影響。方法: 戊四氮(PTZ)誘導(dǎo)大鼠癲癇持續(xù)狀態(tài)(SE)和慢性癲癇(CEP) ,用交替電刺激Y迷宮試驗、Morris水迷宮試驗、抬高迷試驗和曠場試驗檢測大鼠學(xué)習(xí)記憶和情感行為變化。結(jié)果: SE大鼠致癇后近期水迷宮逃避潛期延長( P<0.05) ,平臺象限搜尋時間百分比降低( P<0. 01) ,穿越平臺區(qū)域次數(shù)減少( P<0.05) :宮選擇錯誤總數(shù)增多( P<0. 05) ;抬高迷宮開放臂中逃避時間延長( P<0. 05) ,進入次數(shù)增多( P<0.05) ;曠場活動的格子數(shù)、站立次數(shù)及糞便顆粒數(shù)均減少( P<0. 05) 。遠期均恢復(fù)正常。CEP大鼠致癇后近期水迷宮部分時段逃避潛伏期延長(P<0.05) ,遠期恢復(fù)正常,Y迷宮選擇錯誤總數(shù)近期和遠期均增多( P<0. 05) :抬高迷宮開放臂中逃避時間和進入次數(shù)及曠場活動格子數(shù)、站立次數(shù)和糞便顆粒數(shù)與對照組相比均無明顯差別( P>0.05) 。結(jié)論: 癲癇持續(xù)狀態(tài)可導(dǎo)致大鼠短期學(xué)習(xí)記憶功能受損和情感行為異常:慢性癲癇引起的學(xué)習(xí)記憶能力降低持續(xù)時間較長,對情感行為無明顯影響。交替電刺激Y迷宮在檢測癲癇大鼠學(xué)習(xí)記憶功能方面可能較Morris水迷宮更靈敏。

關(guān)鍵詞　癲癇　學(xué)習(xí)記憶　情感行為　Morris水迷宮　交替電刺激Y　迷宮

　臨床發(fā)現(xiàn)很多癲癇患者除癲癇發(fā)作癥狀外,常伴有注意力分散、學(xué)習(xí)記憶力減退等多種認(rèn)知功能受損的表現(xiàn),極大的影響了患者的生存質(zhì)量。本實驗旨在探討戊四氮(pentylenetetrazole,PTZ)化學(xué)點燃癲癇大鼠在各種迷宮試驗中的學(xué)習(xí)記憶功能和情感行為的變化,為研究癲癇對認(rèn)知功能的影響提供了行為學(xué)實驗的參考依據(jù)。

材料和方法

一、實驗動物與分組

健康成年雄性Sprague2Dawley(SD)大鼠78只,體重200±20g,由河北省實驗動物中心提供(許可證號:SCXK(冀)2003- 1- 003) 。經(jīng)兩次交替電刺激Y迷宮試驗篩選后獲得合格動物75只,隨機分為癲癇持續(xù)狀態(tài)(status epilepticus,SE)組、SE對照組(ControlⅠ) 、慢性癲癇(chronicepilepsy,CEP)組和CEP對照組(Control Ⅱ) 。造模過程中出現(xiàn)死亡或不符合模型要求者,予以剔除并隨機補充,保證每組動物15只。

二、模型制備

1. SE模型的制備:給予大鼠40mg/ kg腹腔注射PTZ溶液,10分鐘后注射20mg/ kg,然后每10分鐘注射10mg/ kg,直至誘發(fā)癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作,驚厥行為表現(xiàn)采用Racine六級評價標(biāo)準(zhǔn)。

2. CEP模型的制備:按35mg/ kg腹腔注射PTZ溶液,每48小時一次,直到連續(xù)三次RacineⅣ～Ⅴ級癇性發(fā)作。對照組與相應(yīng)模型組同時腹腔注射同等容量的生理鹽水。

三、迷宮試驗

造模后24小時和30天兩個時間點進行。造模后24小時的Morris 水迷宮試驗(Morris water mazetest ,MWMT)共5天,前4天半為定位航行試驗(placenavigationtest ,PNT) ,記錄大鼠從入水到找到站臺的時間即“逃避潛伏期”;第5天下午為空間探索試驗(spatiai probe test ,SPT) ,記錄大鼠120秒內(nèi)在站臺所在象限搜尋時間百分比及穿越站臺區(qū)域的次數(shù)。造模后30天的MWMT共3天,前2天半為PNT,第3天下午為SPT。交替電刺激Y迷宮試驗(alternativc electro2stimulusY2mazetest , AESYT)中,每天進行30次嘗試,以動物選擇錯誤總數(shù)(totalerror ,TE)作為評價大鼠學(xué)習(xí)能力的指標(biāo)。抬高迷宮試驗(elevatedplus mazetest ,EPMT)中,觀察5min內(nèi)大鼠在開放臂中的逃避時間和進入開放臂的次數(shù)。曠場試驗(openfield test ,OFT) 中,將大鼠置于一60cm×60cm×60cm無頂木盒底部中央,其底部被等分為36個小方格,記錄5分鐘內(nèi)大鼠經(jīng)過的格子數(shù)、后肢性站立次數(shù)及排出糞便顆粒數(shù)。記分標(biāo)準(zhǔn):大鼠1/ 2以上身體進入相鄰方格、后肢性站立和每粒糞便各記1分。統(tǒng)計學(xué)方法　各組檢測結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(…x±s)表示,所有數(shù)據(jù)均采用SAS6. 12統(tǒng)計軟件包進行t 檢驗。

結(jié)　　果

一、模型情況

SE組大鼠25只,發(fā)作達Racine標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ～Ⅴ級、持續(xù)30～60分鐘為造模成功,10只因強直收縮死亡。CEP組大鼠20只,16～22次注射后有15只出現(xiàn)連續(xù)3次RacineⅣ～Ⅴ級發(fā)作,達到完全點燃,5只因強直收縮死亡。腦電圖檢查示,SE模型者呈尖2慢波、尖波和棘波發(fā)放;CEP模型者顯示在低幅的9211Hzα背景節(jié)律下,陣發(fā)出現(xiàn)高幅多棘波;對照組腦電活動無癲癇放電。

二、迷宮試驗

11Morris水迷宮試驗PNT中,各組大鼠逃避潛伏期平均值的分布情況見圖(Fig. 1,2,3,4) 。SE組大鼠造模后24小時逃避潛伏期比Control Ⅰ明顯延長, 差異有顯著性(P<0. 05) ,造模后30天無明顯差異( P>0. 05) ;CEP組大鼠逃避潛伏期與Control Ⅱ相比在前3天有明顯差異(P<0. 05) ,而第4、5及造模后30天無明顯差異(P>0. 05) 。SPT中,與相應(yīng)對照組相比,SE組大鼠造模后第5天站臺區(qū)域搜尋時間百分比低( P<0. 01) ,穿過站臺區(qū)域的次數(shù)少( P<0. 05) (Table 1) ;造模后第32天及CEP組大鼠造模后第5、32天站臺區(qū)域搜尋時間百分比及穿越站臺區(qū)域的次數(shù)與對照組相比無明顯差別(P>0. 05) (Table1) 。

21交替電刺激Y迷宮試驗

與各對照組相比,致癇前各模型組第1、2天的TE總數(shù)均無明顯差異( P>0. 05) ,且各組第2天的TE總數(shù)均小于第l 天,差異有顯著性( P<0. 05) (Ta2ble2) ;致癇后SE組第1、2天及CEP組第1、30、31天的TE總數(shù)明顯增加,差異有顯著性( P<0. 05) ,SE組第30、31天的TE總數(shù)無明顯差異( P>0. 05) (Ta2ble3) 。31抬高迷宮試驗和曠場試驗與相應(yīng)對照組相比,SE組大鼠致癇后24小時在抬高迷宮開放臂中逃避時間延長,進入開放臂的次數(shù)增多(P<0. 05) ,曠場活動的格子數(shù)、站立次數(shù)及糞便顆粒數(shù)減少( P<0. 05) ;致癇后30天及CEP組致癇后24小時和30天以上各值無明顯差異( P>0. 05) 。

討　　論

PTZ引起的癲癇發(fā)作類似于人類自發(fā)性癲癇,可引起與人類極為相似的行為及神經(jīng)病理改變

,且不具有神經(jīng)毒性,對大鼠的記憶無影響。目前,從整體水平研究動物學(xué)習(xí)記憶能力的方法有多種,不同的迷宮可檢測不同的學(xué)習(xí)記憶模式。Morris 水迷宮是研究動物空間學(xué)習(xí)記憶的模型,空間學(xué)習(xí)記憶是對整個環(huán)境的記憶,依賴于對幾種事物位置的整合,這種記憶主要是參考記憶。Y迷宮則可用于辨別性學(xué)習(xí)、工作記憶及參考記憶的測試。本研究采用改良的交替

電刺激Y迷宮,通過空間辨別2足底電擊的逃避性條件反射,檢測大鼠的空間分辨學(xué)習(xí)及逃避性記憶,屬于聯(lián)合型學(xué)習(xí)記憶,與Morris 水迷宮相比,它檢測的記憶內(nèi)容更豐富,對不同的記憶模式敏感性更高。曠場試驗和抬高迷宮試驗是檢測動物情感行為的方法。曠場試驗主要反映大鼠的活動水平、探索能力和焦慮狀況;抬高迷宮中的開場和增高的區(qū)域刺激了大鼠固

有的恐懼和焦慮,使初入陌生環(huán)境的動物出現(xiàn)明顯的防護性情感反應(yīng),這些實驗對于量化分析實驗動物的警覺水平、恐懼、焦慮狀況及環(huán)境適應(yīng)能力等有重要意義。實驗表明SE可以導(dǎo)致大鼠短時間內(nèi)出現(xiàn)活動能力、警覺水平以及恐懼、焦慮等防護性情感反應(yīng)下降,同時伴有空間學(xué)習(xí)和記憶能力受損。SE是頻繁而持續(xù)地癇性發(fā)作,長時間的癇性發(fā)作導(dǎo)致神經(jīng)元損害或功能異常,進而引起認(rèn)知功能的改變。CEP也引起學(xué)習(xí)記憶功能改變,但對情感反應(yīng)及活動能力無明顯影響。另外,對于SE組,Morris水迷宮和交替電刺激Y迷宮試驗均檢測出大鼠致癇后近期學(xué)習(xí)記憶功能受損,而遠期學(xué)習(xí)記憶功能與對照組相比無明顯差異。對于CEP組,Morris 水迷宮試驗僅僅檢測出大鼠近期空間學(xué)習(xí)記憶功能部分受損;而交替電刺激Y迷宮試驗則檢測出大鼠致癇后近期和遠期學(xué)習(xí)記憶能力均受損,這說明了交替電刺激Y迷宮試驗在檢測癲癇大鼠學(xué)習(xí)記憶功能方面較Morris水迷宮試驗更敏感。癲癇持續(xù)狀態(tài)和慢性癲癇對大鼠的認(rèn)知功能均有一定的影響,但程度不同,且有一定的時限性,說明癲癇發(fā)作對認(rèn)知功能的影響是可逆的。從實驗角度驗證了癲癇發(fā)作可以導(dǎo)致實驗動物情感反應(yīng)及學(xué)習(xí)記憶能力受損。