基底外侧杏仁核注射戊巴比妥钠对睡眠和行为的影响
安徽医科大学学报 2000年第2期第35卷 基础医学研究
作者：高隽 朱国庆 何延龙 王敏 张景行
单位：安徽医科大学生理学教研室，合肥 230032
关键词：戊巴比妥；药理学；杏仁核；药物作用；睡眠；药物作用；觉醒；药物作用
摘要 目的 观察基底外侧杏仁核(BLA)内注射戊巴比妥钠对睡眠和行为的影响。方法 多导睡眠描记术和杏仁核微量注射。结果 戊巴比妥钠引起觉醒减少，慢波睡眠和总睡眠时间增多，开野实验中踩格数和修饰行为减少，而强迫游泳实验的不动时间延长。结论 戊巴比妥钠作用于BLA可产生明显的促睡眠效应和镇静作用，BLA参与了睡眠和行为的调节。
中图分类号 R971；R338.63
文献标识码 A 文章编号 1000-1492(2000)02-0109-03
Effects of microinjection of pentobarbital sodium into
basolateral amygdaloid nucleus on sleep and behavior
Gao Jun, Zhu Guoqing, He Yanlong et al
(Dept of Physiology,Anhui Medical University,Hefei 230032)
Abstract Objective To investigate the effects of microinjection of pentobarbital sodium into basolateral amygdaloid nucleus(BLA) on sleep and behavior.Methods Polysomnography(PSG) and nucleus amygdalae microinjection. Results Pentobarbital sodium enhanced slow wave sleep(SWS) and total sleep time(TST), but decreased wakefulness. The number of both crossing squares and grooming bouts decreased in the open field activity, but the immobility time of the forced swimming test increased. Conclusion The microinjection of pentobarbital sodium into BLA causes sleep increase and has sedative effects. BLA is involved in the regulation of sleep and behavior.
MeSH pentobarbital/pharmacol; amygdaloid body/drug eff; sleep/drug eff; arousal/drug eff 我们曾报道海人酸选择性损毁基底外侧杏仁核(BLA)神经元胞体后可引起慢波睡眠(SWS)增多，行为活动减少,而用谷氨酸选择性兴奋BLA神经元胞体则引起相反效应〔1，2〕；同时还发现一氧化氮、5-羟色胺、内腓肽等均参与了BLA对睡眠和行为的调节〔3，4〕，表明BLA在睡眠和行为调控中有重要作用。临床上广泛应用巴比妥类药物作为镇静、催眠药或麻醉药，其作用可能与选择性抑制脑干网状结构上行激活系统有关，但缺乏深入研究，其中枢作用部位尚不明确。为探讨巴比妥类药物作用的中枢部位，我们用SD大鼠观察了BLA内微量注射戊巴比妥钠对睡眠和行为的影响。1 材料与方法
1．1 动物 纯种SD大鼠，♂， 200～250 g(安徽医科大学实验动物中心提供，皖医实动准第01号)。随机分组,每组8只，每只大鼠均置于1只有机玻璃圆筒内单独饲养，活动不受限制，自由摄食与饮水，光照12 h明/12 h暗。
1． 2 手术过程 用4 g·L-1戊巴比妥钠按40 mg·kg-1体重经腹腔注射麻醉，在SN-2型立体定位仪(日本Tokyo公司产品)上按图谱〔5〕确定杏仁核插管位置: AP -2.8 mm，L 5.0 mm，H 8.6 mm。将两根外径为0.6 mm的不锈钢引导管分别插入杏仁核中，供杏仁核内微量注射药物用。在冠状缝前1 mm及人字缝前1 mm与颅骨中线两侧旁开1 mm交叉点处分别安装铜质螺丝钉，深度以穿透颅骨接触到硬脑膜为度，用于记录皮层脑电活动。在双侧颈肌内插入银丝电极用于记录肌电活动。杏仁核插管与记录电极均以牙科水泥固定于颅骨上，术后休息1周。实验结束后，经插管插入损毁电极，通以2.5 mA直流电，电流持续时间10 s，进行阳极损毁，组织学鉴定插管位置。
1.3 药物微量注射 所用药物均用生理盐水(NS)配制，注射药物时间为上午9：00，用针尖外径为0.3 mm的微量注射器向杏仁核内注射药液1.0 μl，在20 s内注射完毕。NS组：NS 1.0 μl；戊巴比妥钠组：1.0μg。
1．4 多导睡眠描记术 记录电极通过微型插座连接到上海产ND-82B型八道脑电仪上，用于同步记录脑电和肌电活动，为了尽可能避免大鼠24 h睡眠-觉醒周期的影响，每次描记均从9：00开始，连续记录4～6 h。
1．5 资料分析 采用30 s为一分段时间，将睡眠-觉醒周期分为：① 觉醒期(W)：以额-顶叶引导出低幅快波脑电和明显的肌电活动为特征；② 慢波睡眠(SWS)：以睡眠梭形波和高幅慢波为特征，肌电活动明显减少，其中δ波少于20%属浅慢波睡眠(SWS1)，超过20％属深慢波睡眠(SWS2)；③快波睡眠(PS)：以低幅快波为特征，除偶尔有肌肉抽动外，无明显肌电活动。总睡眠时间(TST)为SWS1、SWS2和PS之和。
1.6 开野实验(open field activity,OFA) 实验装置为长×宽×高(100 cm×100 cm×50 cm)木箱，底部等分为25方格(20 cm×20 cm)，大鼠用药30 min 后，将其放入正中一格，在暗光、安静状态下，立即记录12 min 内大鼠自发活动。观察指标：① 踩格数：三爪以上跨入邻格的次数。② 修饰次数：两前肢离地1cm以上的次数。
1．7 强迫游泳实验(forced swimming test, FST) 用药30 min 后，将大鼠放入水温25℃±2℃、水深18 cm的水桶内(高40 cm，直径20 cm)，立即测定大鼠5 min 内累计不动时间。为使大鼠适应实验的环境，所有大鼠用药前一天先进行预实验一次。
1. 8 统计学处理 所有实验数据以
±s表示，组间比较用t检验。
2 结果
2.1 对睡眠和觉醒的影响 与NS组相比，戊巴比妥钠组觉醒减少31.8%(P＜0.01),SWS和TST分别增加21.1%(P＜0.01)和17.6%(P＜0.01)。见表1。
表1 杏仁核注射戊巴比妥钠对睡眠-觉醒的影响
(min,±s ,n=8)
| 组别 |
W |
SWS1 |
SWS2 |
SWS |
PS |
TST |
| NS组 |
86.7±
11.9 |
83.9±
9.6 |
55.6±
13.5 |
139.5±
12.7 |
13.8±
9.7 |
152.7±
10.6 |
| 戊巴比妥钠组 |
59.1±
13.0** |
100.3±
20.4 |
68.7±
19.8 |
169.0±
15.7** |
11.9±
5.2 |
179.8±
12.0** |
与NS组相比：**P＜0.01
2.2 对行为的影响 与NS组相比，戊巴比妥钠组踩格数和修饰次数分别减少154.8%(P＜0.01)和114.1%(P＜0.01)；强迫游泳实验中累计不动时间延长51.6%(P＜0.05)。见表2。
表2 杏仁核注射戊巴比妥钠对行为的影响(±s ,n=8)
| 组别 |
踩格数(次) |
修饰次数(次) |
不动时间(s) |
| NS组 |
163.6±6.0 |
36.4±9.4 |
110.4±48.6 |
| 戊巴比妥钠组 |
64.2±48.6** |
17.0±14.4** |
167.4±51.1* |
与NS组相比：*P＜0.05, **P＜0.013 讨论
本研究观察到BLA微量注射戊巴比妥钠可使大鼠觉醒减少，SWS和TST增多，提示戊巴比妥钠可通过作用于BLA而引起SWS增多效应，BLA可能是临床上巴比妥类药发挥催眠作用的重要中枢部位之一。我们还发现BLA微量注射戊巴比妥钠后，可引起开野实验中大鼠的踩格数和修饰行为减少，而强迫游泳实验的不动时间延长，这可能是由于戊巴比妥钠的催眠作用而继发的行为抑制效应。
巴比妥类药物的作用机制与γ-氨基丁酸A(GABAA)受体/苯二氮卓(BD)/氯离子(Cl-)通道复合体(G/B/C RC)的功能有关〔6〕。GABA可与GABAA受体结合，打开Cl-通道，产生抑制性突触后电位而抑制突触后神经元的活动；BD则可通过与BD识别点的结合，产生变构调制作用，增加启开Cl-通道的频率，而增强GABA的效应；而巴比妥类药则是通过增加GABA控制的Cl-通道平均开放时间而加强GABA的超极化作用〔7〕。本研究在BLA注射戊巴比妥钠，引起SWS增多和行为活动抑制的效应，提示戊巴比妥钠通过G/B/C RC产生抑制性突触后电位，抑制BLA神经元胞体的活动而产生效应。这与我们报道过的海人酸选择性损毁BLA神经元胞体后SWS增多，谷氨酸选择性兴奋BLA神经元胞体后SWS减少的结果相一致〔1，2〕，进一步证明了 BLA神经元胞体受抑制后，可引起促睡眠效应和镇静作用。
G/B/C RC的活动可影响cGMP的浓度，BD受体激动剂安定和巴比妥类药均能降低脑内cGMP的含量〔8〕。故我们推测戊巴比妥钠可以通过G/B/C/ RC延长Cl-通道的开放时间，使BLA中cGMP浓度下降而引起镇静、催眠作用。我们曾报道过BLA注射cGMP可使觉醒增加，SWS和TST减少〔9〕，支持上述观点。
高 隽，女，25岁,硕士生
参考文献
1，朱国庆,钟明奎,张景行等.基底外侧杏仁核对睡眠-觉醒的调节作用.生理学报,1998;50(6):688～692
2，朱国庆,钟明奎,张景行等.5-羟色胺和环磷酸腺苷对睡眠的影响.中国药理学通报,1999;15(2):141～143
3，朱国庆,钟明奎,张景行等.杏仁核中一氧化氮对睡眠和觉醒的影响.中国药理学通报,1999;15(3):246～248
4，施 蕾,钟明奎,张景行等.基底外侧杏仁核对大鼠睡眠和行为的调节作用及机制研究.中国应用生理学杂志.1999;15(3):226～228
5，Paxino G, Watson C. The brain in serotaxic coordinates. Sydney: Academic Press,1982：48～52
6，朱国庆.苯二氮卓和γ-氨基丁酸A/苯二氮卓/氯离子通道复合物.生理科学进展,1993;24(2):145～148
7，朱丽霞.抑制性氨基酸.见：韩济生主编.神经科学纲要，北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1993：309～311
8，Wood PL. Pharmacology of the second messenger cyclic guanosine 3,5-monophosphate in the cerebellum. Pharmacol Rev,1991;43(1):1～25
9，施 蕾,张景行,朱国庆.杏仁核微量注射cGMP和亚甲蓝对大鼠睡眠和觉醒的影响.安徽医科大学学报,1998;33(11):6～7
1999-10-26收稿，2000-01-16修回
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