動(dòng)物行為學(xué)的研究范文
時(shí)間:2024-02-07 18:07:05
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篇1
關(guān)鍵詞:導(dǎo)課 實(shí)驗(yàn) 思維 成功 興趣
我校是一個(gè)小縣城的三類學(xué)校,學(xué)生基礎(chǔ)普遍不好,在遭受中考的挫敗后,學(xué)習(xí)動(dòng)力嚴(yán)重不足,如何將他們重新拉回課堂,恢復(fù)他們的自信,重新投入到緊張的高中學(xué)習(xí)生活當(dāng)中,這是最為緊迫的問題。
成功教育理論讓我受到啟發(fā),高中物理課堂教學(xué)中學(xué)生在課堂上的“冷場”、“局外人”現(xiàn)象正是由于缺少成功的體驗(yàn),缺少參與的熱情。因此高中物理課堂要尋找學(xué)生感興趣的話題,站在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)上,激發(fā)他們的興趣,讓每一個(gè)學(xué)生體驗(yàn)到暢所欲言帶來的樂趣與成就感。
一、運(yùn)用新穎的導(dǎo)課方法,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
運(yùn)用小魔術(shù)、小實(shí)驗(yàn)、講故事、說新聞、看圖片、幻燈片及多媒體等手段,引導(dǎo)學(xué)生從情景中進(jìn)入角色。
[案例1]大氣壓強(qiáng)――小魔術(shù)引入
一進(jìn)入課堂老師手拿著一個(gè)碗問學(xué)生,誰能夠用手掌把碗吸引住而不往下掉呢?學(xué)生都搖頭表示不能,此時(shí),老師右手拿碗(事先把碗底弄濕),往左手手掌心上用力壓一下,排除碗底里面的空氣,慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)左手手掌,使手掌心朝下,然后松開右手,看到了碗被左手掌心吸住了而不往下掉。學(xué)生驚嘆之余,再引出大氣壓強(qiáng),學(xué)生興趣倍增。
[案例2]慣性――小實(shí)驗(yàn)引入
在引入慣性新課時(shí),老師可用這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來引入。在一個(gè)盛有半杯水的燒杯口上放一塊硬塑料片,塑料片上放一個(gè)雞蛋,用不銹鋼尺(相當(dāng)于彈片)與塑料片垂直后拉開,問學(xué)生,“放手后,雞蛋會怎樣?”此時(shí)學(xué)生的注意力都集中到了雞蛋上,有的說雞蛋會隨塑料片飛出來,有的說不會。這時(shí),老師把變彎的鋼尺一松手,“啪”的一聲,塑料片飛出去了,只見雞蛋穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)芈湓谒?,學(xué)生緊張而專注地目睹了這一切,此時(shí),再問“為什么呢?”學(xué)生注意力高度集中,興趣盎然。
[案例3]磁現(xiàn)象――故事引入
在講授磁現(xiàn)象這一節(jié)時(shí),可以用講故事的方式引入。秦始皇在建阿房宮時(shí),為了防止刺客進(jìn)入宮內(nèi),在進(jìn)宮大門的兩邊放置兩塊大磁石。此時(shí)問:你們知道為什么嗎?課堂上頓時(shí)活躍起來。
[案例4]樂音三特征――視頻引入
在引入樂音三特征這一節(jié)時(shí),首先讓學(xué)生觀看《交響樂音樂會》錄象片段,讓學(xué)生感受到樂音的高低起伏(音調(diào)),輕重大?。懚龋?,和不同樂器聲音的差別(音色)。這樣的視頻引入,把平淡的文字表達(dá)演化為生動(dòng)直觀的形象,把抽象的知識演化為具體的可以感受到的東西,能迅速抓住學(xué)生的眼球,使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。
導(dǎo)入新課時(shí)提出一些日常生活中常見的物理現(xiàn)象,引起學(xué)生的好奇心,從而引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如:講壓強(qiáng)時(shí)問:為什么我們坐在沙發(fā)上比坐在子上舒服一些?磨刀不誤砍柴工的物理道理是什么?在講摩擦起電時(shí)問:油罐車為什么拖一條尾巴――鐵鏈?冬季晚間脫毛衣時(shí)往往看到火星閃爍?在講影響浮力大小的因素時(shí)問:為什么生餃子或元宵沉在水底,煮熟后浮在水面之上?
二、新、奇、懸、趣、迷的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生見之生趣
眾所周知,物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),對于中學(xué)生來說,新、奇、懸、趣、迷的實(shí)驗(yàn),會使他們感到新鮮和好奇,可以給他們帶來饒有興趣的樂趣,在此基礎(chǔ)上,才能使他們有效地掌握物理基礎(chǔ)知識,使之逐步取得探索物理知識的主動(dòng)權(quán),掌握學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)自學(xué)能力。
[案例1]學(xué)習(xí)“功”這一章時(shí),對功、功率、機(jī)械效率三個(gè)概念容易混淆,為了解決這一難題,可以設(shè)計(jì)一堂比賽形式的實(shí)驗(yàn)課,比比誰做的功最多,誰的功率最大,誰的機(jī)械效率最高。每個(gè)同學(xué)都抱五塊磚以最快的速度從一樓跑上四樓,設(shè)計(jì)方案,測出自己做的功,功率、機(jī)械效率。然后集體討論評選出四個(gè)“全班之最”。上樓最快的,做功最多的,功率最大的,機(jī)械效率最高的,四項(xiàng)冠軍分別由四位同學(xué)獲取。這一結(jié)果把學(xué)生的思維集中到了同一個(gè)焦點(diǎn)上,為什么做功最多的,功率不是最大?機(jī)械效率也不是最高?為什么上樓最快的,做功卻不是最多?通過這樣生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)課,把本來混淆不清的概念變得簡單易懂,把理論知識轉(zhuǎn)變成了親眼所見的事實(shí),使學(xué)生在歡快的“游戲”中,學(xué)到實(shí)在的知識。
[案例2] 例如講“熱傳遞”時(shí),演示“開水煮活魚而魚不死”,吸引學(xué)生的注意力。在“慣性、慣性定律”教學(xué)中,裝滿水的杯子,當(dāng)水杯突然向左運(yùn)動(dòng),杯內(nèi)的水會從杯口溢出來嗎?杯內(nèi)的水是向什么方向溢出的?為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象?教師在講臺前認(rèn)真演示,請同學(xué)回答現(xiàn)象,這樣引入新課,也能激發(fā)學(xué)生學(xué)新知識的欲望。除演示實(shí)驗(yàn)作為引子外,還可以講述物理學(xué)史的內(nèi)容,來開闊學(xué)生眼界,了解物理學(xué)家及其思想工作、方法,來增強(qiáng)物理教學(xué)的魅力;而講述一些有趣味的小故事,也能吸引學(xué)生的注意力,引起學(xué)生興趣。
[案例3]給學(xué)生適時(shí)講授有趣味的故事是滿足學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種補(bǔ)償方式。例如在講到玻意耳――-馬略特定律的時(shí)候,介紹定律的來歷以及不同國家對定律的不同稱呼可以吸引學(xué)生的注意力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的氛圍。當(dāng)講到歷史上曾有一位學(xué)者叫赫曼,為了驗(yàn)證天電(閃電)與它電是否是同種電,竟被雷電擊死在實(shí)驗(yàn)臺上時(shí),課堂一片寂靜。當(dāng)講到秦始皇在建阿房宮時(shí)用磁石來防刺客時(shí),課堂上又是一片活躍氣氛。
[案例4]舉例寓趣,置疑設(shè)趣,習(xí)題融趣,在課堂教學(xué)中,教師可以適時(shí)地穿插一些日常生活中富有趣味性的例子,來說明物理原理。例如講授“聲音可否在固體中傳播”時(shí),舉例:“伏地聽聲”的故事,人可以伏在荒野的地上聽到遠(yuǎn)處的馬蹄聲。在進(jìn)行液化教學(xué)時(shí),舉例:夏天從冰箱里拿出來的雞蛋會“出汗”,用此來說明液化原理,就可以活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在課堂教學(xué)中,“設(shè)疑”也是教學(xué)中一個(gè)重要手段,它可以開發(fā)學(xué)生思路,激發(fā)學(xué)生探索知識的興趣,使其主動(dòng)去學(xué)。正因?yàn)槿绱耍處煵粌H善于釋疑,以激發(fā)學(xué)生的好奇心,引發(fā)學(xué)生的注意力,喚起學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣。例如:雞蛋握在手心中不容易捏破,而放在桌上,只要一個(gè)手指往下一按,就壓破?為什么熱粥要一面攪拌,一面吹氣,才使稀飯涼得快?象這類設(shè)差別,既貼近生活,又能激發(fā)學(xué)生的好奇心,引起興趣。
三、努力提供“成功的機(jī)會”,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
不論是教師的講授,還是實(shí)驗(yàn),都應(yīng)努力創(chuàng)造一種有利于學(xué)生獨(dú)立思考的情景,始終將學(xué)生置于探索者、發(fā)現(xiàn)者的位置,在條件許可的情況下應(yīng)盡可能將物理課移到實(shí)驗(yàn)室去上,演示實(shí)驗(yàn)盡可能讓學(xué)生參與,讓學(xué)生切身體會到成功的樂趣。
篇2
比較行為學(xué)是比較醫(yī)學(xué)的一個(gè)分支,是一門多學(xué)科、多層次相交叉的邊緣性、綜合性學(xué)科,通過本門課程的學(xué)習(xí),可以提高學(xué)生對人類行為的更深層次的理解和認(rèn)識,并通過研究動(dòng)物模型的行為內(nèi)涵,建立可以評價(jià)的行為研究方法與人類行為內(nèi)涵的比較,進(jìn)而為人類行為研究提供基礎(chǔ)。比較行為學(xué)研究的主要內(nèi)容包括行為的遺傳學(xué)傾向、行為的生理基礎(chǔ)、動(dòng)物行為特點(diǎn)和研究方法、自發(fā)和社會行為研究方法、認(rèn)知行為研究方法、攝食行為研究方法、阿爾茨海默病動(dòng)物模型及研究方法、帕金森病動(dòng)物模型及行為研究方法等。本課程不僅可以開闊學(xué)生的視野,增加對生物體行為的了解,也可以為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程奠定基礎(chǔ)。
2教學(xué)概況
吉林醫(yī)藥學(xué)院面向本科各專業(yè)開設(shè)了比較行為學(xué)選修課,內(nèi)容涉及行為的遺傳學(xué)基礎(chǔ)、嚙齒動(dòng)物的行為生理學(xué)、動(dòng)物行為特征及研究方法、嚙齒動(dòng)物的自發(fā)與社會行為研究、認(rèn)知行為研究方法、攝食行為模型與研究方法、運(yùn)動(dòng)行為研究方法、跑臺與動(dòng)物模型運(yùn)動(dòng)研究、阿爾茨海默病動(dòng)物模型及行為分析、精神疾病動(dòng)物模型及相關(guān)行為學(xué)研究、帕金森病動(dòng)物模型和行為研究方法等。選修課和必修課的性質(zhì)不同,且學(xué)生多憑興趣選取,所以在教學(xué)方法上可更加靈活多樣,教學(xué)中采用多媒體結(jié)合視頻的教學(xué)形式,且二者占用學(xué)時(shí)相同,因而更為生動(dòng)地展現(xiàn)了相關(guān)行為學(xué)案例,同時(shí)教學(xué)中結(jié)合了課堂討論、課后作業(yè)、課前提問等方式,不僅使學(xué)生加深理解,又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,給學(xué)生更加深刻的學(xué)習(xí)氛圍,開闊視野,達(dá)到很好的教學(xué)效果。課程考核采用作業(yè)和平時(shí)成績相結(jié)合的方式進(jìn)行。講完相應(yīng)的知識點(diǎn),讓學(xué)生根據(jù)知識點(diǎn)查閱資料,圍繞知識點(diǎn)書寫相關(guān)課題的近幾年研究成果,完成作業(yè),回收率達(dá)到100%。平時(shí)成績主要考察學(xué)生平時(shí)課堂表現(xiàn)。課程結(jié)束后,對課程學(xué)習(xí)情況等進(jìn)行問卷調(diào)查,了解學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況以及意見和建議,不斷完善課程教學(xué)。
3問卷調(diào)查
在課程結(jié)束時(shí),對選修本課程的各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,范圍包括2013級臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、醫(yī)學(xué)影像、護(hù)理學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等本科各專業(yè)共124名學(xué)生,幾乎涵蓋了所有醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè);調(diào)查內(nèi)容主要包括選修該課程的原因、課程中印象深刻的內(nèi)容、期望學(xué)習(xí)的內(nèi)容等,期望通過調(diào)查能夠了解學(xué)生選修這門課程的真正原因、在修習(xí)這門課程中的收獲以及對這門課程更高的期望等,從而探討這門課程在醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)的重要性和必要性。發(fā)放124份問卷調(diào)查表,收回有效問卷117份,有效回收率為94%,調(diào)查主要項(xiàng)目內(nèi)容及結(jié)果如下。
1)關(guān)于選擇比較行為學(xué)課程原因的調(diào)查。結(jié)果顯示,66%的學(xué)生是因?yàn)閷@門課程感興趣,因好奇而選修的學(xué)生占19%,只有5%的學(xué)生僅為修學(xué)分而選擇該門課程,其他原因占10%。結(jié)果表明,多數(shù)學(xué)生(85%)在選擇這門課程的時(shí)候是以興趣愛好為主,說明醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生對這門課程感興趣或者好奇的程度非常高,也間接反映出在醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)這門課程的重要性。
2)關(guān)于對印象深刻內(nèi)容的調(diào)查。結(jié)果顯示,學(xué)生對動(dòng)物行為特征和人類相關(guān)疾病等方面的內(nèi)容印象較為深刻,分別占到64%和36%,其他(表觀遺傳學(xué)等)占4%。提示多數(shù)學(xué)生對行為學(xué)方面的知識以及人類相關(guān)疾病方面的學(xué)習(xí)興趣和效果較好,這些都是學(xué)生平時(shí)感興趣但沒有機(jī)會深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容,因而在課程結(jié)束后對相關(guān)內(nèi)容印象非常深刻。
3)關(guān)于對期望學(xué)習(xí)的內(nèi)容調(diào)查。結(jié)果顯示,多數(shù)學(xué)生期望更多地了解人與人以及人與動(dòng)物方面行為比較的內(nèi)容(分別占21%、15%),說明學(xué)生在選修這門課程后,期望了解更多相關(guān)知識,這也反映出這門課程對學(xué)生的意義。從問卷調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn),醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對比較行為學(xué)課程感興趣程度非常高,一部分學(xué)生對這門課程不了解,因?yàn)楹闷孢x擇這門課程,更多的學(xué)生對這門課程是充滿興趣的,期望了解相關(guān)知識。而經(jīng)過課程學(xué)習(xí)后,多數(shù)學(xué)生對課程內(nèi)容掌握較好,尤其是關(guān)于動(dòng)物行為和人類相關(guān)疾病方面的內(nèi)容印象更為深刻,這些內(nèi)容一方面是與生活和專業(yè)密切相關(guān)的,如自閉癥、帕金森等人類相關(guān)疾病,另一方面學(xué)生對動(dòng)物行為感興趣程度很高,因此,學(xué)過之后印象極為深刻。而且多數(shù)學(xué)生對比較行為學(xué)課程內(nèi)容提出一些新的要求和期望,也表明學(xué)生在學(xué)習(xí)過后,不僅了解和掌握了這門課程相關(guān)內(nèi)容,而且期望學(xué)習(xí)更多,體現(xiàn)出很強(qiáng)的求知欲,而這種興趣和求知欲正是學(xué)生在醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)中最為缺乏的,也是醫(yī)學(xué)教學(xué)改革中期望激發(fā)的。隨著基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)發(fā)展進(jìn)步,各學(xué)科的知識不斷擴(kuò)張,學(xué)科之間的相互交叉不斷衍生大量邊緣學(xué)科和綜合學(xué)科。比較行為學(xué)作為一門多學(xué)科、多層次相交叉的邊緣性、綜合性學(xué)科,與行為學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)、醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等有很深的關(guān)聯(lián)性,能將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)中的很多學(xué)科聯(lián)系在一起,從而加深學(xué)生對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科的學(xué)習(xí)欲望,這正是這門課程開設(shè)的重要作用。
4意義
比較行為學(xué)與醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)關(guān)系密切,通過比較行為學(xué)的學(xué)習(xí),可以幫助學(xué)生更加深層次地理解醫(yī)學(xué)課程。如行為與遺傳學(xué)密切關(guān)聯(lián),比較行為學(xué)可以幫助學(xué)生了解基因如何影響和控制行為;行為學(xué)與解剖學(xué)及生理學(xué)相關(guān),每一個(gè)物種都會不斷接受來自環(huán)境的各種刺激,為了生存和繁衍,必須具有可接受各種信息的感受器,還需靠效應(yīng)器和內(nèi)分泌系統(tǒng)對外界刺激做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng),通過比較行為學(xué)的學(xué)習(xí),可以加深對解剖結(jié)構(gòu)及相應(yīng)生理學(xué)知識的理解;行為學(xué)與藥理學(xué)、病理生理學(xué)及醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)有關(guān)聯(lián)性,比較行為學(xué)研究中常用的各種動(dòng)物模型,包括學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的疾病動(dòng)物模型如瞬膜條件反射模型、創(chuàng)傷性腦損傷動(dòng)物模型、腦缺血模型、老年癡呆模型、帕金森病動(dòng)物模型制備等,這些都需要藥理學(xué)、病理生理學(xué)及醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)知識為支撐。在模型制備的基礎(chǔ)上,還可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)一些機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn),如研究學(xué)習(xí)記憶行為學(xué)的迷宮(Morris水迷宮、T型迷宮、放射狀或輻射狀迷宮、Barnes迷宮、高架十字迷宮)、場景性和提示性恐懼條件反射、被動(dòng)和主動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)、物體識別實(shí)驗(yàn)、條件性厭食癥、瞬膜條件反射、嗅覺任務(wù)實(shí)驗(yàn)及種群識別等實(shí)驗(yàn)。為適應(yīng)21世紀(jì)醫(yī)學(xué)科學(xué)和衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的要求,很多高校陸續(xù)開展以器官系統(tǒng)為中心的課程教改模式,比較行為學(xué)作為各學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科,有利于基礎(chǔ)與臨床學(xué)科內(nèi)容之間的結(jié)合,有利于提高基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),有利于學(xué)生豐富知識與提高能力。
5結(jié)語
篇3
論文關(guān)鍵詞:動(dòng)物生物學(xué)動(dòng)物行為學(xué)教學(xué)效果
論文摘要:動(dòng)物生物學(xué)是生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程,知識點(diǎn)多、范圍廣、發(fā)展快,但教材內(nèi)容相對陳舊,成為動(dòng)物學(xué)教學(xué)過程順利實(shí)施和提高學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)課程興趣的阻礙,為此,本課程組以動(dòng)物的系統(tǒng)進(jìn)化為基礎(chǔ),在講解動(dòng)物形態(tài)學(xué)知識的前提下適當(dāng)補(bǔ)充動(dòng)物行為學(xué)的知識,既拓寬了動(dòng)物學(xué)的內(nèi)容,又培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,收到良好的效果。
《動(dòng)物生物學(xué)》是生物學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程,學(xué)生對該課程的感性認(rèn)識和學(xué)習(xí)效果直接影響著后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。動(dòng)物生物學(xué)涉及的范圍廣、內(nèi)容新、發(fā)展快,使該門課程教學(xué)的難度很大。同時(shí),近幾年我國高校著力進(jìn)行課程改革,不斷壓縮傳統(tǒng)學(xué)科的教學(xué)時(shí)數(shù)和教學(xué)內(nèi)容,增加了一些新興交叉學(xué)科課程,使原本內(nèi)容多課時(shí)少的動(dòng)物生物學(xué)教學(xué)面臨新問題。
當(dāng)前,動(dòng)物生物學(xué)教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容陳舊,仍以形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類等傳統(tǒng)內(nèi)容為主,而生理、行為、進(jìn)化等現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)內(nèi)容少。動(dòng)物之所以能夠引起公眾的格外關(guān)注而且走進(jìn)我們的生活,主要在于它們具有千變?nèi)f化的行為,大熊貓的憨態(tài)、金絲猴的敏捷、藏羚羊的輕靈等有趣行為本身就是公眾茶余飯后的重要談資。因此,必須摒棄過去那種單純的介紹動(dòng)物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的“靜態(tài)”教學(xué)方式,而需要以一種“動(dòng)態(tài)”的思維來組織教學(xué),使學(xué)生了解和掌握動(dòng)物真實(shí)的生活狀態(tài)。
為此,河南科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院動(dòng)物學(xué)課程組在教學(xué)過程中,在博采眾長的基礎(chǔ)上制作了《動(dòng)物生物學(xué)》課件,并在教學(xué)過程中不斷改進(jìn)與完善,有針對性地補(bǔ)充動(dòng)物行為方面的相關(guān)內(nèi)容,在講授重點(diǎn)章節(jié)時(shí)通過提供影像資料等豐富教學(xué)內(nèi)容,以增加教學(xué)的直觀性與趣味性,從而提高教學(xué)效果。例如,我們結(jié)合學(xué)科進(jìn)展和自己的科研,將諸如螞蟻的通訊、魚類的洄游、青蛙的鳴叫、鳥類的繁殖、靈長類的表情等有趣的行為學(xué)知識融合到相關(guān)章節(jié)的教學(xué)中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲,課堂氣氛空前活躍。
1 數(shù)字
比如,雌舞毒蛾分泌的信息素可把遠(yuǎn)在400m以外的雄蛾吸引到自己身邊來。若將雌性松葉蜂關(guān)在籠中置于田間,可招來多達(dá)11000只雄性松葉蜂。
原核生物和多數(shù)原生生物是通過細(xì)胞的直接分裂而實(shí)現(xiàn)個(gè)體數(shù)量的增加,也有的物種通過出芽方式(如水螅)產(chǎn)生新的個(gè)體,為什么性和有性生活時(shí)如此普遍呢?性的產(chǎn)生對整個(gè)生物進(jìn)化進(jìn)程的影響是極其深遠(yuǎn)的,從而導(dǎo)致了有性生殖的出現(xiàn)。大概在6.0億年前的新元古代晚期,可能就已經(jīng)出現(xiàn)了性的分化,從而導(dǎo)致有性生殖的產(chǎn)生。動(dòng)物的求偶行為是指伴隨著性活動(dòng)和作為性活動(dòng)前奏的所有行為表現(xiàn),是動(dòng)物有性生殖過程中的重要行為。求偶行為的表現(xiàn)形式極其多樣,復(fù)雜的過程可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。這種行為非常引人注目,原因在于它常常涉及一些奇特的動(dòng)作。雄性滑北螈的求偶行為是很獨(dú)特的,為了使求偶過程最終能夠達(dá)到受精的目的,雌螈必須撿起雄螈排放在池底的精包。當(dāng)兩性相遇時(shí),雄性一般會排出2、3個(gè)精包甚至更多。在雄螈求偶期間,雌螈撿拾精包的積極性是逐漸增加的。因此,其撿拾第三個(gè)精包的概率比撿拾第一個(gè)精包的概率大很多。因此,數(shù)字反映了動(dòng)物行為的過程或者特點(diǎn),對于準(zhǔn)確地理解動(dòng)物行為的生物學(xué)意義具有非??陀^和直接的幫助。
2 聽覺
動(dòng)物體結(jié)構(gòu)十分精巧和復(fù)雜,其形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能高度統(tǒng)一,這是理解動(dòng)物生物學(xué)知識和原理,發(fā)揮動(dòng)物生物學(xué)作為生命科學(xué)基礎(chǔ)課程作用的關(guān)鍵所在。比如兩棲類動(dòng)物,根據(jù)鳴囊的數(shù)量有單鳴囊和雙鳴囊之分。因此,鳴叫便成了一種發(fā)揮重要通訊功能的方式。
蛙類在繁殖季節(jié)發(fā)出各種鳴叫,進(jìn)行種內(nèi)通訊。一般都是雄蛙發(fā)出鳴叫,雌蛙根據(jù)鳴聲判斷雄蛙的優(yōu)異程度。部分種類的雌蛙也能發(fā)出鳴叫。崔建國等的研究發(fā)現(xiàn),峨眉彈琴蛙在時(shí),雄性從背部抱住雌性并做前后摩擦運(yùn)動(dòng),以刺激雌蛙排卵。一旦雄蛙停止運(yùn)動(dòng),雌蛙立即發(fā)出刺激鳴叫直到雄蛙重新摩擦運(yùn)動(dòng)。有趣的是,如果研究者用手阻止雄蛙的運(yùn)動(dòng),雌蛙就一直鳴叫。除此之外,在野外和室內(nèi)回放這種刺激鳴叫還導(dǎo)致雄性間的競爭甚至打斗行為。繁殖期的雄性彈琴蛙在池塘邊緣打洞筑巢,并將洞口用落葉覆蓋作為“婚房”。雄蛙在洞內(nèi)鳴叫吸引雌蛙前來產(chǎn)卵。最有意思的是,當(dāng)雌蛙來到“婚房”附近,雌雄互相無法看見,這時(shí)雌蛙發(fā)出刺激鳴叫。雄蛙聽到后就會出洞迎接雌蛙,一起返回“婚房”共度良宵。 轉(zhuǎn)貼于
3 視覺
視覺是動(dòng)物進(jìn)化過程中發(fā)展出來的一種極其中的通訊方式。我們在解釋眼球結(jié)構(gòu)的演變過程中,也適當(dāng)補(bǔ)充關(guān)于視覺的行為學(xué)實(shí)例。
視覺信號具有一定的作用距離,它有確定的方向性并可被光感受器感受。常見的例子有,雄性三刺魚常常不分青紅皂白地攻擊小塊紅色物體,由于紅色是雄三刺魚的標(biāo)志色。在繁殖季節(jié),雄性孔雀冒著生命危險(xiǎn)張開色彩美麗又碩大無比的尾羽以吸引雌性與之等等,這些內(nèi)容的補(bǔ)充既豐富了學(xué)生的知識,又加深其對“動(dòng)物結(jié)構(gòu)適應(yīng)于其機(jī)能”的理解,把各類群動(dòng)物執(zhí)行相應(yīng)功能的形態(tài)結(jié)構(gòu)以系統(tǒng)比較的方式加以說明,從進(jìn)化的角度比較不同動(dòng)物相應(yīng)的器官結(jié)構(gòu),闡明結(jié)構(gòu)與功能的有機(jī)統(tǒng)一,為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)和融會貫通做了良好的鋪墊。
4 化學(xué)通訊
近年來,大量新理論和新成果不斷涌現(xiàn),這就要求教師必須敏銳把握學(xué)科發(fā)展前沿并及時(shí)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生認(rèn)識到動(dòng)物學(xué)不是停滯不前的而是一門不斷發(fā)展的學(xué)科。
在動(dòng)物界,化學(xué)通訊是非常普遍也是非常重要的一種通訊方式。動(dòng)物的很多分泌物是針對同種個(gè)體或其他物種的。英國《皇家學(xué)會學(xué)報(bào)B》近日在線發(fā)表中科院動(dòng)物所肖永紅等從北京幽靈蛛首次鑒定出首個(gè)雄性蜘蛛信息素的研究結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)(Z)-9-二十三烯是北京幽靈蛛的求偶期雄蛛特有的化合物成分,能夠刺激成熟雌蛛步足跗節(jié)的化學(xué)感受器產(chǎn)生電位反應(yīng)。行為試驗(yàn)結(jié)果顯示該物質(zhì)對期雌蛛沒有吸引性,不會激發(fā)期雌蛛的捕獵行為,但暴露于該物質(zhì)環(huán)境的雌成蛛與對照組相比更易于與尋偶雄蛛,其配對雄蛛的求偶時(shí)間顯著縮短。信息素通訊很可能對生活于黑暗環(huán)境中的洞穴蜘蛛的生殖行為有及其重要的調(diào)節(jié)作用,并通過種間特有的信息素保證種間生殖隔離,信息素的分化也可能是蜘蛛物種分化與物種形成的機(jī)制之一。
近年來,大量的新知識、新理論、新成果不斷涌現(xiàn),這就要求教師必須敏銳把握動(dòng)物生物學(xué)的另一方面,即只有與人類生產(chǎn)或生活密切相關(guān)的知識,才是學(xué)生感興趣的知識,也才能使該課程為社會科學(xué)發(fā)展發(fā)揮更大作用。因此,我們在主要描述動(dòng)物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類等知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上,適當(dāng)擴(kuò)充動(dòng)物行為學(xué)的內(nèi)容,增加了動(dòng)物生物學(xué)的知識點(diǎn),提高動(dòng)物生物學(xué)教學(xué)的趣味性,收到了良好的效果。
參考文獻(xiàn)
篇4
【關(guān)鍵詞】 腦缺血;腦損傷;動(dòng)物模型;大鼠
[ABSTRACT] Objective: To investigate the application of three kinds of cerebral ischemiareperfusion animal model according to the degree of injury. Methods:The bilateral common carotid artery occlusion(BCCO), cerebral middle cerebral artery occlusion (MCAO) by stringfastening method, global ischemia(GI) by fourartery occlusion were used to establish cerebral ischemiareperfusion animal model. The degree of brain injury was evaluated through the expression of MAP2 in hippocampal CA1 region and the Morris water maze. Results: The result of the expression of MAP2 indicated the injury of GI group was the most severe, and the damage of BCCO group was the most mild.Compared with the normal group,the behavior change of reperfusion was the significant in the MCAO and GI groups. Conclusion:The three animal models should be applied in different researches. The BCCO model could be used in prevention of mild ischemia. The MCAO model could be used in the change of cerebral function and the drug evaluation. The GI model could be used in recovery after cerebral ischemia.
[KEY WORDS] Cerebral ischemia; Cerebral injury; Animal ; Rat
腦血管疾病是世界上嚴(yán)重危害人類健康的三大疾病之一, 發(fā)病率已達(dá)到104. 53/10萬。缺血性腦血管疾病( ICVD ) 發(fā)病率有逐年增高趨勢, 死亡率可達(dá)56. 6%~80% , 即使存活, 也留有嚴(yán)重的后遺癥影響生活質(zhì)量。因此, 建立合適的動(dòng)物腦缺血及缺血再灌注模型來模擬人類腦血管疾病并對之進(jìn)行研究, 是深入研究其病變發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后的基礎(chǔ),也是當(dāng)前神經(jīng)科學(xué)的熱門課題之一。
大鼠具有腦血管解剖結(jié)構(gòu)和功能與人類相近似、品種品系相對標(biāo)準(zhǔn)、良好的種內(nèi)純合性等特點(diǎn),目前大多利用大鼠建立腦缺血再灌模型,但是對各種模型的制作效果未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈阻斷再灌模型(BCCO)、線栓法大腦中動(dòng)脈腦缺血再灌模型(MCAO)、四血管法全腦缺血再灌模型(GI)等3種常用的局灶性腦缺血再灌動(dòng)物模型,觀察不同腦損傷情況下的形態(tài)學(xué)改變,并評價(jià)其行為學(xué),旨在探討不同模型的適應(yīng)性。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組
健康雄性Wistar大鼠,6月齡,體重(200±50) g,經(jīng)Morris水迷宮篩選后,分為正常對照組(Normal),雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎20 min再灌注組(BCCO),線栓法大腦中動(dòng)脈腦缺血再灌模型組(MCAO),四血管法全腦缺血再灌模型組(GI),每組6只。
1.2 Morris水迷宮測試
Morris水迷宮測試程序采用定位航行試驗(yàn):每天4次,共3 d,均在10:00am~5:00pm之間完成。將大鼠頭朝池壁輕輕放入水中,計(jì)時(shí)動(dòng)物自入水至找到平臺時(shí)間為潛伏期,同時(shí)觀察搜索站臺的軌跡。記錄大鼠后8次測試的潛伏期,以平均潛伏期的90%區(qū)間作為篩選學(xué)習(xí)記憶功能正常大鼠的標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 動(dòng)物模型制備
BCCO模型:大鼠用2%的戊巴比妥(0.2 mL/100 g)麻醉,頸正中切口逐層切開皮膚及皮下組織,分離胸鎖乳突肌,切斷二腹肌前腹,暴露頸總動(dòng)脈(common carotidartery, CCA),頸內(nèi)動(dòng)脈(internal carotid artery, ICA)和頸外動(dòng)脈(external carotid artery,ECA),分離雙側(cè)頸總動(dòng)脈約1 cm,用動(dòng)脈夾夾閉20 min后,解除動(dòng)脈夾,恢復(fù)腦血流,再灌7 d,在處死前做Morris水迷宮測試。
MCAO模型:參照Longa等[1]和羅勇等[2]報(bào)道的方法,采用經(jīng)頸內(nèi)動(dòng)脈線栓法制備大鼠右側(cè)MCAO致局灶性永久性腦缺血模型。大鼠用2%的戊巴比妥(0.2 mL/100 g)麻醉,仰臥位固定,頸正中切口,暴露右側(cè)CCA、ICA和ECA,探查ECA在頸部發(fā)出第1分支(甲狀頸干)處,在其遠(yuǎn)心端約0.2 cm處結(jié)扎并切斷ECA,確保ECA殘端長度不少于0.5 cm;結(jié)扎并切斷ECA與ICA之間的交通支。用動(dòng)脈夾暫時(shí)阻斷CCA及ICA血流,用眼科剪于ECA 殘端作一縱行小切口,用直徑約0.2 mm的尼龍線,燒灼頭端使其成為直徑約為0.25 mm的線栓,將線栓從右側(cè)ECA殘端插入ICA;輕輕牽拉ECA殘端,使其與ICA成一條直線,調(diào)整線栓角度,使線栓弧度水平向外,與頸前正中線呈45度水平向外的夾角,移去夾閉ICA的動(dòng)脈夾,輕輕將線栓送入顱內(nèi)。從CCA分叉處送入ICA約1.9~2.1 cm時(shí)通??捎鲎枇?,大鼠呼吸、心跳突然加快,部分大鼠尿失禁,據(jù)此作為大腦中動(dòng)脈起始處栓塞成功的標(biāo)志。栓塞成功后,用絲線結(jié)扎ECA殘端,移去夾閉CCA的蛙心夾,觀察無活動(dòng)性出血后關(guān)閉切口。缺血20 min后,將栓線抽至頸內(nèi)動(dòng)脈起始部恢復(fù)腦血流,再灌7 d,在處死前做Morris水迷宮測試。
GI模型:參考Pulsinelli方法,采用改良的四血管夾閉方法制備四血管阻塞全腦缺血模型[3,4]。大鼠用2%的戊巴比妥(0.2 mL/100 g)麻醉,仰臥位固定,頸正中切口,暴露CCA和與之伴行的神經(jīng),鈍性分離出CCA,用棉線環(huán)CCA成1cm的線環(huán)。兩側(cè)線環(huán)相互交叉埋于皮下,縫合切口。大鼠轉(zhuǎn)移到立體定位儀上, 俯臥。頭向下傾斜30 度固定。剪去頭頸部的毛, 消毒。在枕骨下沿背正中切口,分離肌肉, 找到第1頸椎后弓上的橫突孔, 用電凝針插入2~3 mm,灼斷孔中的椎動(dòng)脈, 使之永久性阻塞。電凝完畢, 縫合切口,大鼠放回飼養(yǎng)籠中, 讓其自然蘇醒, 禁食過夜, 自由飲水。以上手術(shù)24 h 后, 大鼠在清醒狀態(tài)下仰臥固定, 重新打開頸部切口, 用動(dòng)脈夾夾閉雙側(cè)頸總動(dòng)脈, 使大鼠腦部供血完全阻斷, 大鼠掙扎數(shù)秒后于30~60 s 內(nèi)昏迷, 解除固定, 可見大鼠四肢上舉, 翻正反射消失, 痛覺反應(yīng)消失, 雙側(cè)瞳孔散大, 眼球呈灰白色, 身體可呈角弓反張。缺血20 min后,解除動(dòng)脈夾,恢復(fù)腦血流,再灌7 d,在處死前做Morris水迷宮測試。
1.4 組織制備
用2%戊巴比妥鈉(0.12 mL/50 g體重)腹腔注射麻醉后,迅速開胸暴露心臟,灌注固定后取腦,后固定2~4 h后,分別置于15%和30%蔗糖梯度溶液中直至標(biāo)本沉底。冰凍切片機(jī)作連續(xù)冠狀切片,取海馬和齒狀回互包平面,片厚30μm,用小鼠抗MAP2單克隆抗體作ABC免疫組織化學(xué)染色,用正常羊血清代替一抗作陰性對照。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
用HPIAS高清晰度彩色病理圖像測量系統(tǒng)測定海馬CA1區(qū)神經(jīng)元胞漿MAP2反應(yīng)產(chǎn)物的OD值,并減去同一張切片的背底OD值,即矯正的OD值(COD值),每例標(biāo)本檢測3張切片,每張切片檢測3個(gè)視野。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,采用單因素方差分析比較樣本均數(shù)。
2 結(jié)果
2.1 水迷宮檢測
正常大鼠定位航行試驗(yàn)潛伏期穩(wěn)定,在5 s左右可找到平臺。BCCO組大鼠搜索策略以直線式搜索策略為主,其潛伏期與正常組比較略有增加,且波動(dòng)較大,但是無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05)。MCAO組和GI組均有潛伏期增加,與正常對照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
2.2 海馬MAP2免疫組織化學(xué)染色
正常組海馬CA1區(qū)MAP2主要在神經(jīng)元樹突表達(dá),突起平滑而且完整(圖1A);而核周質(zhì)弱表達(dá)。BCCO組可觀察到海馬CA1區(qū)神經(jīng)元樹突MAP2的表達(dá)增加,突起斷裂不完整,粗細(xì)不一致(圖1B);GI組突起表達(dá)更加紊亂,可觀察到螺旋樣變(圖1C);MCAO組突起表達(dá)有斷裂,不完整(圖1D)。統(tǒng)計(jì)分析表明,MAP2表達(dá)COD值在各組之間差異有顯著性(F=354.906,P
3 討論
缺血性腦血管病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型是研究缺血性腦損傷和腦保護(hù)必不可少的工具,有關(guān)大鼠局灶性腦缺血再灌注模型已建立多種方法。De Reuck等[5]的研究提示,腦血管儲備功能的下降導(dǎo)致全腦代謝儲備消耗是血管性癡呆發(fā)生的可能機(jī)制;動(dòng)物空間記憶能力下降,是由于血管結(jié)扎導(dǎo)致局部腦血流下降而影響與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的結(jié)構(gòu)。孫莉等[6]采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎模型發(fā)現(xiàn),結(jié)扎導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物水迷宮測試成績下降,并且這種下降隨結(jié)扎天數(shù)的延長而加大。趙憲林等[7]用這種方法結(jié)扎時(shí)間長達(dá)4月,結(jié)果發(fā)現(xiàn)30只結(jié)扎鼠中有25只癡呆鼠,呈輕、中度癡呆分別是9只、13只。本實(shí)驗(yàn)也表明,在雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎再灌后,形態(tài)學(xué)和行為學(xué)方面有所改變。
大鼠全腦缺血再灌注模型,它的解剖學(xué)基礎(chǔ)在于大鼠腹側(cè)的脊髓動(dòng)脈有一定向腦干的返支,四血管閉塞期間可以維持腦干的血液供應(yīng),使得大鼠在一定時(shí)間內(nèi)能夠存活下來。由于全腦缺血對大鼠的腦組織損傷嚴(yán)重,而再灌注,不僅沒有使損傷的腦組織得以恢復(fù),反而由于細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、一氧化氮以及氧自由基等作用使損傷程度進(jìn)一步加深[8]。本實(shí)驗(yàn)也證實(shí)全腦缺血后引起腦形態(tài)學(xué)和學(xué)習(xí)記憶能力的嚴(yán)重?fù)p傷,是研究血管性癡呆的良好模型。
大鼠中動(dòng)脈(MCA)阻塞為臨床上缺血性腦血管病的多發(fā)部位,故MCA阻斷模型被廣泛應(yīng)用于腦梗塞的研究。其中,血管內(nèi)直接插線閉塞法建立大鼠局灶性腦缺血/再灌注模型具有不開顱、損傷小、操作簡便、不需特殊設(shè)備、缺血區(qū)部位較恒定、可準(zhǔn)確控制缺血和再灌注時(shí)間、易控制局部條件、全身影響小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于腦缺血/再灌注的研究中。目前對該模型有較多的研究,劉亢丁等[9]認(rèn)為該模型大鼠體重應(yīng)控制在250~300 g ;馬常升等[10]發(fā)現(xiàn),當(dāng)大鼠體重為190~239 g 時(shí),宜選擇插線的直徑為0.185 mm ,體重為239~300 g 時(shí),插線直徑宜為0.200 mm;徐佳等[11]研究模型栓線插入的深度認(rèn)為,要得到成動(dòng)的模型栓線插入深度最少要達(dá)到1. 65 cm。與全腦缺血模型相比, MCAO模型可形成特定部位的腦梗死并進(jìn)行再灌注, 對全身影響較小, 與人腦梗死的發(fā)病情況更相似, 所以目前應(yīng)用更為廣泛。其中, 栓線法因其缺血部位恒定、能準(zhǔn)確控制缺血后再灌注時(shí)間等優(yōu)點(diǎn), 適用于腦缺血及再灌注多方面的研究。
通過對各組再灌后的行為學(xué)檢測,分析發(fā)現(xiàn)3組之間行為學(xué)有明顯區(qū)別,對于在行為學(xué)的基礎(chǔ)上結(jié)合MAP2染色來評價(jià)腦缺血再灌注模型的腦損傷程度。觀察發(fā)現(xiàn),不同模型缺血壞死程度不同,結(jié)合行為學(xué)評分我們認(rèn)為,不同的缺血再灌模型的應(yīng)用范圍應(yīng)有所側(cè)重,不同的腦缺血模型的應(yīng)用不同,雙側(cè)缺血模型可用于輕微缺血的預(yù)防,線栓法應(yīng)用于局部損傷后腦功能改變及治療藥物評價(jià),全腦缺血再灌注動(dòng)物模型是研究缺血損傷后恢復(fù)相對理想的模型,對于慢性腦缺血、腦缺血的藥物及一些特殊領(lǐng)域的研究具有較高的價(jià)值。
各種腦缺血?jiǎng)游锬P偷闹苽浞椒ǜ饔袃?yōu)缺點(diǎn),研究者應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募把芯糠较蜃龀鱿鄳?yīng)的選擇。目前, 腦缺血?jiǎng)游锬P偷难芯吭谥苽浞椒?、?shí)驗(yàn)條件的控制等方面都取得了很大進(jìn)展, 而且轉(zhuǎn)基因小鼠的出現(xiàn), 超聲、MR、MRA、介入等新技術(shù)的發(fā)展及其在模型制備中的應(yīng)用, 在很大程度上促進(jìn)了腦缺血模型的研究。但還有很多問題尚待解決, 如怎樣更好地控制腦梗死灶的部位和范圍, 更準(zhǔn)確地控制缺血和再灌注時(shí)間等。腦缺血?jiǎng)游锬P偷娜遮呁晟疲?將為人們更深刻認(rèn)識ICVD 發(fā)病機(jī)制, 研究新的治療對策等提供更準(zhǔn)確的信息。
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篇5
嗨―
叫我艾利克斯!
鸚鵡學(xué)舌是它的本能反應(yīng)嗎?鸚鵡有自己的思維嗎?灰鸚鵡艾利克斯(Alex)是吉尼斯世界紀(jì)錄中記載的最有智慧的鳥兒,它擁有相當(dāng)于五歲小孩的智商。在主人艾琳?裴伯博士的指導(dǎo)下,它在打翻咖啡時(shí)會說“對不起”,會發(fā)號施令來管理實(shí)驗(yàn)室里的其他鸚鵡,會數(shù)數(shù),也能分辨物體的形狀和顏色。它可以用簡單的短語和標(biāo)簽來表達(dá)自己的意思。在2007年9月去世前,它對主人說的最后一句話是: “See you tomorrow。You be good, I love you 。(明天見。你保重,我愛你。)”有關(guān)它的研究打破了人們通常認(rèn)為的“鸚鵡只會不假思索地學(xué)舌”的看法。
最近動(dòng)物界里掀起了一股“走進(jìn)科學(xué)”的熱潮,不少動(dòng)物“科學(xué)志愿者”都躍躍欲試,準(zhǔn)備大顯身手??v觀歷史長河,動(dòng)物幫助人類完成了一個(gè)又一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn),在人類認(rèn)識世界、改造世界的過程中,功勞可是大大的喲。
嗡―
眼睛會變色!
說起果蠅,你可先別忙著嗤之以鼻,它可是當(dāng)代遺傳學(xué)的一大功臣。美國科學(xué)家摩爾根通過研究紅眼與白眼的果蠅相結(jié)合所產(chǎn)生的下一代,發(fā)現(xiàn)了遺傳第三定律,為色盲的研究提供了有力依據(jù),對人類遺傳學(xué)的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。
噓―鴿子也迷信!
心理學(xué)家斯金納曾經(jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):他把8只鴿子放到一個(gè)每隔15秒就能自動(dòng)分發(fā)食物的箱子里,在這15秒的間隙中,他什么也不做,就觀察鴿子的反應(yīng)。幾天之后,有趣的事情發(fā)生了。有6只鴿子已經(jīng)在等待的過程中形成了各自不同的習(xí)慣,有的總是逆時(shí)針轉(zhuǎn)圈,有的總是用頭撞箱子。它們的行為其實(shí)和能不能吃到食物沒什么因果關(guān)系,可它們卻一直這樣做,好像只有這樣做才能有食物吃。斯金納以“迷信”的鴿子為例,從心理學(xué)上闡述了人類的迷信行為,是人類行為學(xué)研究的一大突破。
篇6
【摘要】
目的 觀察天麻鉤藤飲對帕金森病(PD)大鼠神經(jīng)行為學(xué)及氧化應(yīng)激的影響。方法 采用6羥基多巴胺(6OHDA)注射于腦右側(cè)黑質(zhì)造成單側(cè)PD損毀模型,并用中藥天麻鉤藤飲(濃度為5.13 g/ml)進(jìn)行治療,共給藥14 d。同時(shí)設(shè)立正常對照組、假手術(shù)組,觀察各組大鼠神經(jīng)行為學(xué)的變化,同時(shí)運(yùn)用化學(xué)比色法測定大鼠中腦黑質(zhì)、紋狀體部位活性氧、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSHPx)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的活性。結(jié)果 神經(jīng)行為學(xué)方面,模型組大鼠治療前后旋轉(zhuǎn)圈數(shù)無顯著差異;天麻鉤藤飲組大鼠旋轉(zhuǎn)圈數(shù)較模型組顯著減少(P<0.05),且治療前后比較差異顯著(P<0.05);模型組活性氧、MDA明顯升高,GSH、GSHPx、SOD明顯降低,與正常對照組、假手術(shù)組比較,差異顯著(P<0.05或P<0.01);而天麻鉤藤飲對其均有明顯的改善作用(P<0.05)。結(jié)論 天麻鉤藤飲可以明顯改善PD大鼠的神經(jīng)行為學(xué)變化,并可以提高機(jī)體的抗氧化和清除自由基的能力。
【關(guān)鍵詞】 天麻鉤藤飲;帕金森??;神經(jīng)行為學(xué);氧化應(yīng)激;大鼠
【Abstract】 Objective To observe effect of tianma gouteng drink on the behavioural and oxidation stress response of Parkinson’s disease (PD) rat.Methods Rats were pided into normal control, sham operation, model, and treatment groups (6 rats in each group). PD rats were produced by injection of 6OHDA stereotaxically into the right side of the mesencephic ventral tegmental area (VTA ) and substantia nigra pars compacta (SNc) and treated with tianma gouteng drink (5.13 g/ml) for 14 days. Behavioural changes and the activity of reactive oxygen species (ROS), glutathione (GSH), glutathione peroxidase (GSHPx), superoxidase dismutase (SOD), malonaldehyde (MDA) of the substantia nigra and corpus striatum of the PD rats were observed. Results There was no significant difference in rotation behaviour between before and after treatment in model group (P>0.05). Compared to model group, the rotation behaviour was significantly decreased in treatment group, and there was significant difference between before and after treatment in treatment group (P<0.05). Compared with the normal control and sham operation groups, ROS and MDA contents were obviously increased and GSH, GSHPx and SOD contents were obviously reduced in model group (P<0.05). However, the above indicators were improved in treatment group (P<0.05). Conclusions Tianma gouteng drink can significantly improve the neurological behavior, and enhance antioxidation ability and eliminate free radicals of PD rats.
【Key words】 Tianma gouteng drink;Parkinson’s disease;Neurological behavior; Oxidation stress;Rat
帕金森病(PD)是以靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩和姿勢異常為主要臨床特征的慢性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。隨著人口老齡化的日趨明顯,本病的發(fā)病率有上升趨勢。已有研究表明,氧化應(yīng)激反應(yīng)和自由基損害在PD等神經(jīng)變性疾病中起重要作用〔1,2〕,PD患者機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)〔3〕。因此,通過提高機(jī)體的抗氧化能力和清除自由基的能力來治療PD日益受到大家的重視。研究發(fā)現(xiàn),中醫(yī)藥不僅對本病具有較好的療效,而且與西藥合用可以提高臨床療效,同時(shí)可降低化學(xué)合成藥物的副作用〔4〕。本研究所用的天麻鉤藤飲是臨床治療PD的常用方劑,本實(shí)驗(yàn)觀察了天麻鉤藤飲對PD大鼠神經(jīng)行為學(xué)及氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響,旨在從氧化應(yīng)激方面揭示天麻鉤藤飲治療PD的作用機(jī)制。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 動(dòng)物
SD大鼠,45只,SPF級,雄性,體重180~200 g(3月齡),由上海中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。許可證號:SYXK(滬)20040005。
1.1.2 藥品、試劑和儀器
藥品:鹽酸氯胺酮(上海中西藥業(yè)股份有限公司產(chǎn)品,批號:000602,0.05 g/ml);慶大霉素(上海第一制藥廠產(chǎn)品,批號:001250,0.3 g/支);天麻鉤藤飲(天麻9 g,鉤藤12 g,石決明18 g,山梔9 g,黃芩9 g,川牛膝12 g,杜仲9 g,桑寄生9 g,夜交藤9 g,砂茯神9 g,益母草9 g,濃度為5.13 g/ml),按既定工藝煎煮成湯藥,由上海雷允上藥材有限公司代加工。試劑:6羥基多巴胺(6OHDA)為美國Sigma公司;阿撲嗎啡(APO)為美國Sigma公司產(chǎn)品;抗壞血酸為美國Sigma公司產(chǎn)品;活性氧、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSHPx)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。儀器:TOW3A型大鼠腦立體定位儀為廣東汕頭市教育醫(yī)學(xué)儀器廠產(chǎn)品;微量進(jìn)樣器(5 μl)為上海第三分析儀器廠生產(chǎn);離心機(jī)為上海中科DL50RC型;XW80A旋渦混合器為上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠制造;電熱恒溫水溫箱(HH·W21·600)為上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠生產(chǎn);721型分光光度計(jì)為上海第三分析儀器廠制造。
1.2 方法
1.2.1 模型制備〔5〕
術(shù)前按常規(guī)進(jìn)行行為學(xué)測試,確認(rèn)無異常旋轉(zhuǎn)行為后,用鹽酸氯胺酮(80 mg/kg)腹腔注射麻醉。然后將大鼠固定于腦立體定位儀上,頭部去毛,苯扎溴銨(商品名:新潔爾滅)常規(guī)消毒。無菌條件下,沿正中線切開大鼠顱頂皮膚,剝離骨膜,暴露前囟。以前囟為準(zhǔn),根據(jù)包新民〔6〕等著大鼠腦立體定位圖譜,確定右側(cè)黑質(zhì)二坐標(biāo):①前囟后5.2 mm,正中線右側(cè)1.0 mm,硬膜下9.0 mm。②前囟后5.2 mm,正中線右側(cè)2.5 mm,硬膜下8.5 mm。用顱骨鉆于手術(shù)要求部位小心鉆開顱骨,用5 μl微量進(jìn)樣器將6OHDA(溶于含維生素C的生理鹽水中)注入右側(cè)黑質(zhì)部(以1.0 mm/min速度緩慢進(jìn)針),每孔3 μl,注射速度為1 μl/min,注射完畢后留針5 min,然后以1.0 mm/min速度緩慢退針。手術(shù)完成后,用醫(yī)用明膠海綿填塞顱骨孔,縫合切口皮膚,肌肉注射慶大霉素7 d,待動(dòng)物清醒后放回飼養(yǎng)籠中飼養(yǎng)。假手術(shù)組只注射含維生素C的等量生理鹽水,其余條件與造模手術(shù)相同。正常對照組只固定大鼠,不進(jìn)行任何處理。造模手術(shù)10 d以后,腹腔注射APO(0.5 mg/kg)誘發(fā)大鼠向健側(cè)旋轉(zhuǎn),記錄開始旋轉(zhuǎn)至30 min內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),以旋轉(zhuǎn)圈數(shù)平均每分鐘超過7次者為合格的PD模型〔7〕。
1.2.2 分組干預(yù)
將造模成功的12只大鼠按旋轉(zhuǎn)圈數(shù)隨機(jī)分為2組,分別為PD模型組、天麻鉤藤飲組;其他納入正常對照組、假手術(shù)組,共計(jì)4組,每組6只。對PD模型組、假手術(shù)組和正常對照組用生理鹽水灌胃(2 ml/只),天麻鉤藤飲組灌胃天麻鉤藤飲(5.13 g/ml,2 ml/只),各組動(dòng)物正常攝食、飲水,共14 d。
1.2.3 神經(jīng)行為學(xué)檢測
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,以腹腔注射APO(0.5 mg/kg)誘發(fā)大鼠向健側(cè)旋轉(zhuǎn),觀察并記錄開始旋轉(zhuǎn)至30 min內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。旋轉(zhuǎn)行為即以左側(cè)后肢為支點(diǎn)原地旋轉(zhuǎn),頭尾相接,身體成環(huán)狀。
1.2.4 氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測
大鼠行為學(xué)測試完畢后,立即斷頭取腦,小心分離黑質(zhì),制備腦組織勻漿液。按南京建成生物工程研究所試劑盒說明書步驟進(jìn)行氧自由基檢測。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
所有資料均用x±s表示,采用SPSS13.0版軟件進(jìn)行齊性檢驗(yàn)并做t檢驗(yàn)、方差分析。
2 結(jié) 果
2.1 各組大鼠旋轉(zhuǎn)圈數(shù)比較
正常對照組、假手術(shù)組大鼠未見旋轉(zhuǎn)行為。模型組、天麻鉤藤飲組大鼠注射APO后0.5~5 min時(shí),均出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)行為。模型組治療前旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為(252.67±33.91),治療后為(254.78±38.27),兩者差異無顯著性(P>0.05);天麻鉤藤飲組治療前旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為(250.30±26.76),治療后為(222.00±34.98),治療前后差異顯著(P<0.05),與模型組比較,天麻鉤藤飲組的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)亦明顯減少(P<0.05)。
2.2 各組大鼠氧化應(yīng)激反應(yīng)比較
模型組活性氧、MDA明顯升高,與正常對照組、假手術(shù)組差異顯著(P<0.05或P<0.01),GSH、GSHPx、SOD明顯降低,與正常對照組、假手術(shù)組比較差異顯著(P<0.01)。天麻鉤藤飲組與模型組比較,活性氧、GSH、GSHPx、SOD、MDA差異顯著(P<0.05),見表1。表1 各組大鼠氧化應(yīng)激反應(yīng)的變化(略)
3 討 論
在PD大鼠的行為學(xué)評價(jià)上,各方面研究試圖找到更客觀的指標(biāo)〔8〕,但迄今APO誘發(fā)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)依然〔9〕是目前主要的評價(jià)指標(biāo)。APO是一種D2受體激動(dòng)劑,存在于多巴胺能神經(jīng)元的突觸后膜。當(dāng)PD動(dòng)物模型的毀損側(cè)多巴胺能神經(jīng)元減少時(shí),在受體調(diào)節(jié)機(jī)制下,同側(cè)D2受體出現(xiàn)上調(diào),受體密度增加,敏感性增強(qiáng),出現(xiàn)去神經(jīng)超敏感現(xiàn)象,故當(dāng)用APO激動(dòng)D2受體時(shí),產(chǎn)生了比健側(cè)更強(qiáng)的DA活性,因而表現(xiàn)為向健側(cè)的旋轉(zhuǎn)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),模型組大鼠治療前后旋轉(zhuǎn)圈數(shù)比較,差異無顯著性意義,表明模型穩(wěn)定、可靠,而天麻鉤藤飲組大鼠旋轉(zhuǎn)圈數(shù)較模型組顯著減少,且治療后旋轉(zhuǎn)圈數(shù)較治療前亦顯著減少,說明天麻鉤藤飲對PD大鼠的旋轉(zhuǎn)行為有很好的改善作用。
已有足夠的證據(jù)表明,氧化應(yīng)激反應(yīng)和自由基損害在PD等神經(jīng)變性疾病中起重要作用〔1,2〕,而PD病人機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)〔3〕,PD病人中腦黑質(zhì)內(nèi)存在鐵離子濃度升高、線粒體功能下降、抗氧化保護(hù)系統(tǒng)如SOD、GSH等功能異常,導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng),氧自由基產(chǎn)生過多,引起蛋白質(zhì)、脂質(zhì)過氧化損害和斷裂,導(dǎo)致神經(jīng)元發(fā)生凋亡。本研究提示PD大鼠的氧化反應(yīng)被激活,處于氧化應(yīng)激狀態(tài),與文獻(xiàn)報(bào)道一致〔10〕。6OHDA具有與其他兒茶酚胺類物質(zhì)相似的結(jié)構(gòu),可與高親和力的兒茶酚胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)入黑質(zhì)、紋狀體多巴胺能神經(jīng)元相應(yīng)的神經(jīng)元內(nèi),在MAOB作用下產(chǎn)生H2O2,再由H2O2在金屬鐵、銅的轉(zhuǎn)換作用下生成OH,直接引起氧化應(yīng)激反應(yīng)。GSHPx可特異催化GSH對H2O2的還原反應(yīng),對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整具有重要的保護(hù)作用,GSHPx活力的高低直接反映了機(jī)體清除自由基的能力〔11〕。SOD對機(jī)體的氧化與抗氧化平衡起著重要作用,它能清除超氧陰離子和自由基而保護(hù)細(xì)胞免受損傷,其活力高低間接反映了機(jī)體清除氧自由基的能力〔12,13〕。但SOD對氧自由基的清除能力總是有限的,如果氧自由基的產(chǎn)生超過清除能力,氧自由基就會對機(jī)體造成危害。機(jī)體產(chǎn)生的氧自由基能攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸,產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物,如MDA、羥基、羰基等而引起細(xì)胞死亡,故MDA可反映體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度,從而間接反映細(xì)胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度。與模型組相比,天麻鉤藤飲組活性氧、MDA明顯降低,GSH、GSHPx、SOD明顯升高。提示天麻鉤藤飲可以提高機(jī)體的抗氧化能力和清除自由基的能力。
天麻鉤藤飲出自胡光慈所著《雜病證治新義》,具有平肝熄風(fēng)、清熱安神、補(bǔ)益肝腎之功效,主治肝陽上亢、肝風(fēng)內(nèi)動(dòng)之證。已有的研究表明,PD病機(jī)以肝腎陰虛,虛風(fēng)內(nèi)動(dòng)為主〔14〕?,F(xiàn)代中藥藥理研究表明,天麻鉤藤飲可提高高血壓病患者血漿SOD活性,降低MDA含量〔15〕,天麻可明顯提高SOD的活性,降低MDA含量〔16〕,所以我們認(rèn)為天麻鉤藤飲可能是通過局部治療和整體調(diào)節(jié)作用,達(dá)到了對PD患者自由基的清除作用,從而使機(jī)體免受自由基的損害。
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篇7
本書分為3個(gè)部分。第1部分為機(jī)器人學(xué)中的行為層次結(jié)構(gòu)。介紹了如何通過設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人來處理行為分層結(jié)構(gòu)問題。該過程涉及部分仿生技術(shù),該階段最主要的貢獻(xiàn)是建立了很實(shí)用的智能技術(shù)產(chǎn)品。本章節(jié)重點(diǎn)介紹了行為層次結(jié)構(gòu)中很重要但是常常被忽略的兩個(gè)特征,即它對于探究行為的影響以及促使復(fù)雜領(lǐng)域規(guī)劃成本的降低。本章還給出了4個(gè)分層增強(qiáng)學(xué)習(xí)的例子來說明行為層次結(jié)構(gòu)在探究及表征研究中的關(guān)鍵作用。通過學(xué)習(xí)給出的實(shí)例,我們有效驗(yàn)證了行為分層在人工以及現(xiàn)實(shí)世界中至關(guān)重要的作用。
第2部分為動(dòng)物行為學(xué)中的層次結(jié)構(gòu)。介紹了用于理解真實(shí)世界中動(dòng)物行為的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。該模型在一定程度上解答了科學(xué)研究中關(guān)于動(dòng)物智能行為分層的疑問。本部分著重探討了動(dòng)物行為學(xué)中如下的研究熱點(diǎn):1.模塊化的多臂控制模型。包括電機(jī)控制中的可計(jì)算問題、感官冗余、大腦的模塊化和層次結(jié)構(gòu)、模塊化和層次化模型;2.電機(jī)控制中的泛化與干擾問題。包括程序記憶的鞏固、生物系統(tǒng)中的干擾和泛化、多任務(wù)學(xué)習(xí)等;3.一個(gè)累積學(xué)習(xí)機(jī)器人的模型框架。內(nèi)容包括條件約束、感官運(yùn)動(dòng)映射模型、構(gòu)造映射模型、進(jìn)化行為訓(xùn)練,最后闡述了目前所面臨的研究挑戰(zhàn)等;4.分布式自適應(yīng)控制架構(gòu)中的知識層次積累。包括分布式自適應(yīng)控制描述、活性和環(huán)境控制系統(tǒng)的互補(bǔ)作用、空間信息集成等。
第3部分為動(dòng)物腦層次結(jié)構(gòu)。介紹了動(dòng)物腦層次結(jié)構(gòu)相關(guān)的計(jì)算模型,從而為未來的智能機(jī)器人解決實(shí)際問題奠定了一定的基礎(chǔ)。本部分涵蓋如下內(nèi)容:1.智能計(jì)算假說。包括線程的特點(diǎn)及其局限性、皮質(zhì)層次結(jié)構(gòu)、基底核層次結(jié)構(gòu)、大腦皮層結(jié)構(gòu)整合;2.分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)和任務(wù)分解。包括分層增強(qiáng)學(xué)習(xí)、潛在的神經(jīng)機(jī)制、識別有效子目標(biāo)等;3.大腦中分層運(yùn)動(dòng)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)功能的分層動(dòng)態(tài)模型、調(diào)制高層次運(yùn)動(dòng)程序、學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)序列以及分層建模未來所面臨的挑戰(zhàn)。
篇8
【關(guān)鍵詞】 抑郁癥;歸脾湯/藥效學(xué);雌二醇(E2);皮質(zhì)酮;海馬;大鼠
抑郁癥是常見的情感障礙,女性多發(fā)。目前認(rèn)為海馬損傷是抑郁癥發(fā)病的重要環(huán)節(jié)。眾多研究發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)醇是引起海馬損傷的主要因素,雌激素則能夠保護(hù)海馬,因此對于女性患者來說,維持正常的皮質(zhì)醇和雌激素分泌具有重要意義。臨床實(shí)踐表明,歸脾湯治療抑郁癥效果明顯[12],但其作用機(jī)制尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)主要從內(nèi)分泌方面研究歸脾湯對海馬形態(tài)學(xué)的影響,初步探討其抗抑郁機(jī)制。
1 材料和方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選取和分組 健康Wistar雌性大鼠,清潔級,體重(220±20) g,由中國醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。經(jīng)適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,選擇體重和行為學(xué)評分相近的40只大鼠,隨機(jī)分為空白組、抑郁癥模型組(模型組)、抑郁癥模型+對照組和抑郁癥模型+歸脾湯組(中藥組),每組10只, 每籠5只飼養(yǎng)。室溫20℃-25℃,濕度40%-50%。
1.2 抑郁癥模型的建立 除對照組,其余3組動(dòng)物均復(fù)制慢性不可預(yù)見性應(yīng)激模型[3]:大鼠在21 d內(nèi)每天接受一種刺激,包括電擊足底(36 V交流電,5 min)、冰水游泳(4℃,5 min)、搖晃(1 min)、夾尾(1 min)、禁水(24 h)、禁食(24 h)等,每種刺激使用3-4次。
1.3 給藥方法 空白組不給藥;模型組只施加灌胃動(dòng)作但不給藥;對照組灌服2 mL生理鹽水;中藥組灌服歸脾湯。歸脾湯組成:白術(shù)30 g,茯苓30 g,黃芪30 g,龍眼肉30 g,酸棗仁30 g,人參15 g,木香15 g,甘草8 g,當(dāng)歸3 g,遠(yuǎn)志3 g,購于遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院藥局。按常規(guī)方法煎煮,濃縮至2 g/mL,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩8鶕?jù)臨床成人用量折算成大鼠灌胃劑量,每天給藥1 mL/100g,于每次刺激前0.5 h灌服,共給藥21 d。
1.4 大鼠體重和行為學(xué)檢測 于實(shí)驗(yàn)的第1天和第22天的9點(diǎn)開始,采用GS671電子秤(大連星海生物有限公司)按動(dòng)物序號進(jìn)行測量體重。之后可采用openfield法檢測行為學(xué)得分,計(jì)數(shù)3 min內(nèi)大鼠的水平活動(dòng)得分和垂直活動(dòng)得分。檢測過程中保證時(shí)間、光照、溫度及環(huán)境噪音的一致性。
1.5 大鼠血清皮質(zhì)酮、E2、FSH、LH水平檢測 在實(shí)驗(yàn)的第22天,1.4任務(wù)完成后,大鼠經(jīng)20%烏拉坦(0.4 mL/100 g)麻醉,腹主動(dòng)脈取血2 mL,離心取血清,低溫冷藏備用。采用放免法檢測血清皮質(zhì)酮、雌激素濃度,此項(xiàng)工作由總醫(yī)院內(nèi)分泌實(shí)驗(yàn)室協(xié)助完成。
1.6 海馬形態(tài)學(xué)觀察 1.5后每組取5只大鼠,升主動(dòng)脈注射生理鹽水清洗腦組織后,立即斷頭取雙側(cè)海馬,置于10%甲醛中固定,石蠟切片,HE染色,光鏡下觀察海馬CA3區(qū)神經(jīng)元形態(tài)的變化。此項(xiàng)工作于遼寧中醫(yī)藥大學(xué)病理實(shí)驗(yàn)室完成。再取5只大鼠,經(jīng)升主動(dòng)脈150 mL生理鹽水快速沖去血液后,再快速灌入4℃2.5%戊二醛固定液。取雙側(cè)海馬,修塊,置于戊二醛中固定2 h,PBS反復(fù)清洗后,再經(jīng)1%鋨酸固定2 h,雙蒸水沖洗,梯度乙醇脫水,臨界點(diǎn)干燥,離子濺射真空渡膜,掃描電鏡下觀察并拍照。此項(xiàng)工作由遼寧中醫(yī)藥大學(xué)電鏡室完成。
1.7 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)以(±s)形式表示,采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件處理,統(tǒng)計(jì)方法采用ANOVA法、單因素方差分析和兩兩比較。
2 結(jié)果
2.1 各組大鼠體重的變化 見表1。表1 各組大鼠體重變化表1顯示,第22天模型組和對照組大鼠體重較空白組顯著下降(P<0.05),中藥組則變化不大。
2.2 各組大鼠的行為學(xué)得分 見表2。
表2 各組大鼠行為學(xué)得分(n=10,次/3 min)
組 別水平垂直第1天第22天第1天第22天空白組49.3±9.046.2±8.711.6±3.411.1±3.0模型組50.4±9.030.3±9.211.3±3.24.9±2.1對照組50.3±7.527.3±7.811.8±3.35.1±2.4中藥組51.1±7.649.6±8.711.4±3.111.0±2.7
注:與空白組比較,P<0.05
由表2可見,同組大鼠第1天和第22天比較,空白組和中藥組無明顯差異,模型組和對照組得分則顯著減少。
2.3 各組大鼠血清皮質(zhì)酮、E2、FSH和LH水平 見表3。
表3 各組大鼠血清皮質(zhì)酮濃度、E2、FSH、LH含量的比較(n=10,pg/μL)組 別皮質(zhì)酮E2FSHLH空白組16.1±2.824.50±8.430.17±0.050.08±0.03模型組29.5±3.17.93±3.000.37±0.100.19±0.03對照組30.4±4.111.08±3.290.35±0.110.18±0.01中藥組17.4±2.919.67±5.770.21±0.080.10±0.02
注:與空白組比較,P<0.05
2.4 各組大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元的組織學(xué)
2.4.1 光鏡觀察 空白組CA3區(qū)有大量致密錐體細(xì)胞,排列整齊,細(xì)胞完整,邊緣清晰。模型組和對照組可見細(xì)胞層次減少,細(xì)胞層紊亂、稀疏、中斷,大量細(xì)胞壞死。中藥組神經(jīng)元形態(tài)與空白組基本接近。
2.4.2 電鏡觀察 空白組細(xì)胞器豐富,輪廓清晰,細(xì)胞核呈圓形,核膜清晰光滑完整,核染色質(zhì)分布均勻。模型組和對照組細(xì)胞器減少,線粒體空泡化,細(xì)胞核變小,不規(guī)則,且核膜增厚,核周電子密度降低。中藥組與空白組基本相同。
3 討論
抑郁癥的發(fā)生機(jī)制尚不清楚,可能與慢性應(yīng)激刺激導(dǎo)致的海馬結(jié)構(gòu)損傷有關(guān),如長期不良處境及生活事件可作為慢性應(yīng)激刺激,持續(xù)激活下丘腦-腺垂體-腎上腺皮質(zhì)軸,導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素水平持續(xù)升高,從而損傷海馬結(jié)構(gòu)。而女性在月經(jīng)周期或更年期,體內(nèi)雌激素水平處于明顯的波動(dòng)狀態(tài)[67],影響了雌激素的神經(jīng)元保護(hù)作用,如再有負(fù)性情緒或生活事件,則海馬結(jié)構(gòu)極易受損,出現(xiàn)抑郁情緒,甚至發(fā)展為抑郁癥的可能性將明顯增加[89]。因此對女性來說,維持正常的糖皮質(zhì)激素和雌激素分泌是防治抑郁癥的重要環(huán)節(jié)。臨床實(shí)踐觀察到,女性抑郁癥患者血清中E2含量明顯降低,F(xiàn)SH、LH含量顯著升高,采用雌—孕激素序貫療法可明顯改善患者的臨床癥狀[1011],但雌激素的副作用限制了該療法的廣泛開展。近年來,采用中醫(yī)藥方法治療抑郁癥取得了較好療效,且副作用小,但其作用機(jī)制尚不十分清楚。
本實(shí)驗(yàn)復(fù)制了雌性大鼠的抑郁癥模型,觀察到模型組和對照組大鼠體重和行為學(xué)評分均明顯下降,而中藥組大鼠無明顯變化,說明歸脾湯具有抗抑郁作用。進(jìn)一步觀察相關(guān)激素水平時(shí),檢測到模型組和對照組大鼠的皮質(zhì)酮、FSH和LH水平較高,E2較低,說明抑郁模型大鼠的相關(guān)激素分泌異常,而這兩組大鼠的海馬組織也出現(xiàn)明顯損傷,說明抑郁狀態(tài)下皮質(zhì)酮增加、E2降低和海馬損傷存在一致性。與此相對照,中藥組大鼠的上述激素分泌和海馬組織學(xué)與空白組基本一致,說明歸脾湯能夠維持皮質(zhì)酮和E2正常分泌,保護(hù)海馬,這可能是其抗抑郁機(jī)制之一。
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篇9
Effect of electroacupuncture applied at acupoint on neurogenesis in hippocampal dentate gyrus and behavior of rats with lithiumpilocarpine induced status epilepticus
WANG JinCun,HUANG YuanGui,WEN XiaoNi,WANG WeiDong,XIA Feng,WANG XiaoMu,YANG Fang,WU SongDi
Department of Neurology, Xijing Hospital,F(xiàn)ourth Military Medical University,Xian 710033, China
【Abstract】 AIM: To investigate the effect of electroacupuncture applied at Baihui acupoint on the behavior and electroencephalogram of the rats with lithiumpilocarpine induced status epilepticus (SE) and provide some experimental basis for treating the seizures with acupoint stimulation. METHODS: Adult male SD rats were subjected to lithiumpilocarpine induced SE model. By using bromodeoxyuridine (BrdU) labeling method and immunohistochemistry, we compared the proliferation rate of neural precursor cells in the dentate gyrus between the intervention group and the control group at 7, 14 and 42 d after SE. The alteration of behaviors was observed. RESULTS: Electroacupuncture applied at Baihui acupoint significantly increased the number of BrdU labeled cells in the dentate gyrus 7 and 14 d after SE was induced (P0.05). Spontaneous recurrent seizures(SRSs) happened less in the intervention group (42 d after epileptic seizure) than in control groups(P
【Keywords】 electroacupuncture stimulation; Baihui acupoint; neurogenesis; epilepsy; lithiumpilocarpine
【摘要】 目的:觀察電針刺激百會穴對鋰匹羅卡品誘導(dǎo)致癇大鼠海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生及行為的影響,為進(jìn)一步揭示穴位刺激治療癲癇的機(jī)制提供基本的實(shí)驗(yàn)依據(jù). 方法:選用鋰匹羅卡品誘導(dǎo)致癇成年大鼠模型,采用BrdU標(biāo)記分裂細(xì)胞及免疫組織化學(xué)方法比較致癇后7,14,42 d時(shí)電針刺激穴位干預(yù)致癇組大鼠與相應(yīng)對照組大鼠之間海馬齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞的增殖速度,并同時(shí)觀察動(dòng)物行為學(xué)改變. 結(jié)果:電針穴位刺激后,明顯促進(jìn)了大鼠致癇后7 d,14 d時(shí)齒狀回的神經(jīng)發(fā)生水平,BrdU免疫陽性細(xì)胞數(shù)目較相應(yīng)對照組明顯增加(P
【關(guān)鍵詞】 電針刺激; 百會穴; 神經(jīng)發(fā)生; 癲癇; 鋰匹羅卡品
0引言
近年來有關(guān)成年腦組織神經(jīng)發(fā)生的研究發(fā)現(xiàn),缺血、缺氧、外傷、癲癇等許多原因所致的腦損傷均可誘導(dǎo)成年海馬齒狀回神經(jīng)元再生的增加,成年哺乳動(dòng)物腦內(nèi)神經(jīng)元再生相關(guān)機(jī)制的研究已成為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)最激動(dòng)人心的課題[1-3]. 國內(nèi)、外相關(guān)研究結(jié)果表明癲癇后的海馬齒狀回的神經(jīng)發(fā)生即神經(jīng)可朔性的改變與癲癇的發(fā)生和發(fā)作密切相關(guān),而祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的理論和實(shí)踐也顯示穴位刺激具有明顯的抑制癲癇發(fā)生與發(fā)作的作用[4-5]. 因此,在目前我們對穴位刺激治療癲癇基礎(chǔ)研究領(lǐng)域尚缺乏深入實(shí)驗(yàn)研究的前提下,探討電針穴位刺激是否會對海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生產(chǎn)生影響無疑是一個(gè)值得我們關(guān)注的內(nèi)容. 本研究中,我們選用鋰匹羅卡品誘導(dǎo)致癇大鼠模型,對致癇大鼠電針刺激百會穴后海馬齒狀回的神經(jīng)發(fā)生和行為學(xué)改變進(jìn)行了初步觀察和研究,旨在為進(jìn)一步揭示穴位刺激治療癲癇的機(jī)制提供基本的實(shí)驗(yàn)依據(jù).
1材料和方法
1.1材料成年雄性SD大鼠,由第四軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,體質(zhì)量200~250 g. 飼養(yǎng)于12~12 h光暗環(huán)境,給予標(biāo)準(zhǔn)飲食. 選取SE發(fā)作程度依據(jù)Ono J分級標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ級(含Ⅳ級)以上存活大鼠隨機(jī)分為電針穴位刺激干預(yù)組(n=12), 電針刺激對照干預(yù)組(n=12),各干預(yù)組大鼠又分別隨機(jī)分為致癇后7,14,42 d 3個(gè)時(shí)間組(每個(gè)時(shí)間點(diǎn)4只大鼠). 參考相關(guān)文獻(xiàn)[6-8]鋰匹羅卡品癲癇模型制作予造模大鼠腹腔注射氯化鋰(3 meq/kg,中國醫(yī)藥集團(tuán)上海試劑公司),18 h后腹腔注射鹽酸匹羅卡品(30 mg/kg,Sigma公司),所有注射匹羅卡品大鼠均于數(shù)分鐘內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)直陣孿性發(fā)作癲癇持續(xù)狀態(tài)(SE),60 min后腹腔注射地西泮注射液(4 mg/kg)終止發(fā)作,以降低死亡率.
1.2方法
1.2.1分組電針穴位刺激干預(yù)、BrdU給藥方法及腦片標(biāo)本制備 電針穴位刺激組大鼠(電針刺激致癇大鼠百會穴)和電針刺激對照組大鼠(電針刺激致癇大鼠百會穴相臨的非穴位處)均采用G6805型電針治療儀于致癇后第2日開始進(jìn)行電針刺激干預(yù),共刺激3 d. 電針刺激參數(shù)為:頻率為50 Hz,電流強(qiáng)度20 mA,時(shí)間20 min, 2次/d. 不同時(shí)間點(diǎn)各組大鼠于相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)前1 d以BrdU 50 mg/kg (Boehringer Mannheim)腹腔注射給藥2次,2 h間隔/次,24 h后予戊巴比妥鈉 (40 mg/kg) 麻醉,經(jīng)升主動(dòng)脈灌注生理鹽水100 mL,40 g/L多聚甲醛液(pH 7.4)500 mL后,斷頭取腦,將腦組織置入40 g/L多聚甲醛后固定過夜,200 g/L蔗糖4℃沉底,選擇海馬部位應(yīng)用冰凍切片機(jī)冠狀位連續(xù)切片,每隔150 μm取腦片1張,腦片厚30 μm,收集于0.01 mol/L KPBS中.
1.2.2免疫細(xì)胞化學(xué)參考有關(guān)文獻(xiàn)[9]對腦片進(jìn)行染色,具體步驟如下:取切片入500 g/L甲酰胺(Sigma)/2×SSC中65℃ 2 h,2×SSC漂洗后,入2 mmol/L HCl中37℃ 30 min, 0.01 mol/L硼酸液中和10 min,浸入含0.3 g/L Triton X100的0.01 mol/L KPBS 30 min,之后入小鼠抗BrdU抗體(1∶1000,Sigma) 4℃孵育48 h,再依次入生物素化的羊抗小鼠IgG (1∶500, Sigma)室溫2 h、生物素卵白素HRP復(fù)合物(1:500, Sigma)室溫2 h,最后用葡萄糖氧化酶DAB硫酸鎳胺法呈色. 然后常規(guī)貼片、干燥、脫水、透明、封片. 光鏡觀察. 對照染色用血清稀釋液代替第一抗體.
1.2.3行為學(xué)觀察記錄各致癇大鼠首次發(fā)作的行為學(xué)改變、首次癲癇發(fā)作平均潛伏期、注射地西泮前強(qiáng)直陣孿發(fā)作次數(shù)和持續(xù)時(shí)間,以及靜默期的長短. 此后,每天觀察動(dòng)物的行為學(xué)變化4 h,記錄存活42 d大鼠靜默期后出現(xiàn)的Ono J分級標(biāo)準(zhǔn)[10]Ⅰ~Ⅲ級的自發(fā)反復(fù)發(fā)作(SRSs)次數(shù). 同時(shí)在400倍光鏡下觀察各干預(yù)組不同時(shí)間點(diǎn)大鼠齒狀回顆粒細(xì)胞層(GCL)、亞顆粒增生帶(SGZ,GCL與門區(qū)之間約2個(gè)細(xì)胞體厚的一層[11])及門區(qū)BrdU陽性細(xì)胞數(shù)并進(jìn)行比較,每只大鼠隨機(jī)選取4~5個(gè)非連續(xù)的腦片進(jìn)行計(jì)數(shù).統(tǒng)計(jì)學(xué)處理: 實(shí)驗(yàn)結(jié)果以x±s表示,使用SPSS 11.0軟件包行方差分析, P
2結(jié)果
2.1行為學(xué)改變匹羅卡品注射后5 min大鼠開始出現(xiàn)煩躁不安、跑動(dòng)、凝視、站立、點(diǎn)頭、咀嚼樣動(dòng)作、濕狗樣抖動(dòng)等表現(xiàn). 約30 min左右出現(xiàn)面肌抽動(dòng)、前肢震顫、姿勢失衡、跌倒,繼之發(fā)生全身強(qiáng)直陣攣抽搐,持續(xù)1~2 min. 發(fā)作間期動(dòng)物呈疲勞狀態(tài). 注射地西泮后,大鼠逐漸停止癲癇發(fā)作,經(jīng)過5~20 d的靜默期后,進(jìn)入慢性期的各干預(yù)組致癇大鼠均觀察到Ono J分級標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ~Ⅲ級的自發(fā)反復(fù)發(fā)作(SRSs). 各干預(yù)組致癇大鼠首次癲癇發(fā)作平均潛伏期、注射地西泮前強(qiáng)直陣孿發(fā)作次數(shù)和平均持續(xù)時(shí)間無顯著性差異(表1,P>0.05). 電針穴位刺激干預(yù)組大鼠(存活42 d大鼠)平均每周SRSs次數(shù)明顯少于電針刺激對照組和無刺激對照組大鼠(表1,P
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表1各干預(yù)組致癇大鼠癲癇行為學(xué)改變比較(略)
2.2大鼠海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)致大鼠海馬齒狀回亞顆粒增生帶和顆粒細(xì)胞層內(nèi)可見BrdU陽性細(xì)胞分布,高倍鏡(≥400)下觀察??梢?~8個(gè)以上BrdU標(biāo)記陽性細(xì)胞“叢集”在一起,但這些細(xì)胞細(xì)胞核形態(tài)往往不規(guī)則. 而呈單個(gè)或兩個(gè)相鄰的陽性細(xì)胞,則細(xì)胞核形態(tài)相對比較規(guī)則(圖1).
2.3致癇大鼠齒狀回神經(jīng)發(fā)生水平的影響各組大鼠齒狀回BrdU免疫陽性細(xì)胞主要分布在SGZ,齒狀回顆粒細(xì)胞層與門區(qū)BrdU免疫陽性細(xì)胞均較少. 電針穴位刺激后,明顯促進(jìn)了大鼠致癇后7,14 d時(shí)齒狀回的神經(jīng)發(fā)生水平,BrdU免疫陽性細(xì)胞數(shù)目較相應(yīng)對照組明顯增加(P
B:單個(gè)或兩個(gè)分布的BrdU免疫陽性細(xì)胞. 箭頭所示為BrdU免疫陽性細(xì)胞.
圖1大鼠致癇后齒狀回亞顆粒增生帶BrdU免疫陽性細(xì)胞分布模式×400
圖2大鼠致癇后電針穴位刺激對不同時(shí)間點(diǎn)齒狀回BrdU免疫陽性細(xì)胞數(shù)目的影響
3討論
眾所周知,在祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的漫長發(fā)展過程中積累了大量理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的針灸穴位治療癲癇是一種非藥物性的抗癇治療手段,其療效在眾多的國內(nèi)外學(xué)者中已達(dá)成共識,其具有的安全、簡便易行且副作用小的特點(diǎn)更是為大家廣泛接受. 但是由于對針灸穴位刺激治療癲癇的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域目前尚缺乏深入的實(shí)驗(yàn)研究,使得針灸穴位治療癲癇的工作在臨床推廣和提高其療效上受到了極大的限制. 近年來,人們應(yīng)用BrdU標(biāo)記細(xì)胞分裂的方法,發(fā)現(xiàn)在小鼠、大鼠、兔、豚鼠、鳥、猴及人腦中均有神經(jīng)發(fā)生現(xiàn)象,只不過這些發(fā)生現(xiàn)象僅局限于腦內(nèi)某些特定區(qū)域,如海馬齒狀回亞顆粒增生帶(subgranular proliferative zone, SGZ)和前腦腦室下帶(subventricular zone, SVZ)等. 在某些生理刺激和包括癲癇發(fā)作在內(nèi)病理狀態(tài)下,這些部位的神經(jīng)發(fā)生水平明顯增高,并且國內(nèi)、外一些相關(guān)研究結(jié)果也表明癲癇后的海馬齒狀回的神經(jīng)發(fā)生即神經(jīng)可朔性的改變可能與癲癇發(fā)作的易感性密切相關(guān). 由于海馬是與癲癇發(fā)作有關(guān)的重要解剖學(xué)結(jié)構(gòu),并且針灸穴位刺激所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)腦內(nèi)乙酰膽堿(Ach),內(nèi)啡肽(ED),5羥色胺(5HT)等中樞介質(zhì),以及可以使興奮性氨基酸的含量下降, 抑制性氨基酸水平相對或絕對升高等廣泛生理學(xué)效應(yīng)均參與了癲癇后海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生的過程[4]. 因此,我們有理由相信穴位電刺激治療癲癇有可能最終是通過影響腦內(nèi)與癲癇發(fā)作有關(guān)的解剖學(xué)部位神經(jīng)發(fā)生即可塑性變化而發(fā)揮療效的.由于以往我們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果已經(jīng)顯示了電針刺激百會穴對改善致癇大鼠腦電圖和行為學(xué)表現(xiàn)的作用,證實(shí)它的抑癇效果. 因此,本研究中我們重點(diǎn)觀察了電針刺激百會穴對致癇大鼠海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生水平的影響. 結(jié)果顯示所有實(shí)驗(yàn)大鼠注射匹羅卡品后均出現(xiàn)癲癇發(fā)作,其行為學(xué)改變大致相同,大鼠停止癲癇發(fā)作經(jīng)過5~20 d后進(jìn)入慢性自發(fā)反復(fù)發(fā)作期,在此期間電針穴位刺激干預(yù)組大鼠平均每周SRSs次數(shù)明顯少于電針刺激對照組和無刺激對照組大鼠. 形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)各干預(yù)組大鼠齒狀回BrdU免疫陽性細(xì)胞主要分布在SGZ,齒狀回顆粒細(xì)胞層與門區(qū)BrdU免疫陽性細(xì)胞均較少. 電針穴位刺激干預(yù)組大鼠致癇后7 d, 14 d時(shí)齒狀回BrdU免疫陽性細(xì)胞數(shù)目較相應(yīng)對照組明顯增加,而致癇后第42日時(shí)兩干預(yù)組大鼠齒狀回BrdU免疫陽性細(xì)胞數(shù)目無顯著性差異. 這一結(jié)果表明電針刺激百會穴可促進(jìn)癲癇后海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生水平的改變,即電針刺激百會穴在一定的程度上參與了癲癇后海馬的神經(jīng)可塑性變化. 而相對于致癇后第42日時(shí)兩干預(yù)組大鼠齒狀回神經(jīng)發(fā)生水平無顯著性差異這一現(xiàn)象,我們認(rèn)為它的出現(xiàn)可能與進(jìn)入慢性期后對照干預(yù)致癇大鼠SRSs次數(shù)明顯多于電針穴位刺激治療干預(yù)大鼠有關(guān),是這種多次的自發(fā)反復(fù)發(fā)作對齒狀回神經(jīng)發(fā)生的影響干擾了結(jié)果,還是電針穴位刺激治療的時(shí)效性導(dǎo)致這一現(xiàn)象,我們尚不清楚.根據(jù)以往的研究結(jié)果,我們知道癲癇后海馬的神經(jīng)可塑性改變除了神經(jīng)發(fā)生以外,還包括了苔蘚纖維出芽以及突觸重建等多種組織結(jié)構(gòu)的變化,所有的這些可塑性的改變都有可能導(dǎo)致局部異常放電神經(jīng)元的功能和結(jié)構(gòu)的長期改變,從而參與糾正清楚中樞神經(jīng)系統(tǒng)中業(yè)已形成的異常放電的錯(cuò)誤行為印跡的過程,進(jìn)而影響癲癇的進(jìn)程和結(jié)局[12-13],但從另一個(gè)層面來講局部神經(jīng)元的功能和結(jié)構(gòu)的長期改變又可導(dǎo)致新的異常放電形成,增強(qiáng)易感性. 總之,致癇后海馬局部神經(jīng)可塑性的改變是一個(gè)異常復(fù)雜的過程,據(jù)包括我們實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以初步認(rèn)定電針穴位刺激治療癲癇的解剖學(xué)基礎(chǔ)可能與海馬部位存在的神經(jīng)發(fā)生有著密切的聯(lián)系,但它們之間的關(guān)聯(lián)性還有待我們進(jìn)一步探索.
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篇10
[關(guān)鍵詞] 鉤吻素子;焦慮;高架十字迷宮;群居接觸試驗(yàn);別孕烯醇酮;皮質(zhì)酮
[中圖分類號] R964 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210(2016)09(b)-0008-05
[Abstract] Objective To study the anxiolytic effects of koumine administrated repeatedly on isolated rats and to explore its mechanism. Methods Each Wistar rat was housed in individual cage for 18 days, and at day 12, the rat was subcutaneously administrated of 0.5 or 1.5 mg/kg koumine once a day, lasting for 7 days. At the day 17 of individually housing (the sixth day of administration), the elevated plus-maze was used to observe the anxiolytic-like behaviors of rats. And at the final day of individually housing (the seventh day of administration), the behaviors of rats were measured by the locomotor activity test and social interaction test subsequently. After the animal behavioral tests, the concentrations of plasma adrenocorticotropic hormone (ACTH) and corticosterone, and the levels of progesterone and allopregnanolone in hippocampus of rats were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results Repeated administration of koumine for 6 days significantly increased activities of isolated rats in the open arms of elevated plus-maze, indicating the anxiolytic effect of koumine. After administration for 7 days, rats did not alter their locomotor activity, but the paired rats in 1.5 mg/kg koumine treatment group increased the contact number and contact time comparing with the model group, further demonstrating the effectiveness of koumine against anxiety. Comparing with the model group, 1.5 mg/kg koumine treatment reduced the concentration of plasma corticosterone (P < 0.05), and 0.5, 1.5 mg/kg of koumine treatment significantly increased the level of allopregnanolone in hippocampus of rats (P < 0.05). The concentration of plasma ACTH and the level of progesterone in each group were not altered. Conclusion Repeated administration of koumine can increase the anxiolytic-like behaviors of isolated rats, its anxiolytic mechanism may be related to the mediation of allopregnanolone in hippocampus and the inhibition of abnormal activity of hypothalamic-pituitary-adrenal axis.
[Key words] Koumine; Anxiety; Elevated plus-maze; Social interaction test; Allopregnanolone; Corticosterone
鉤吻素子為馬錢科植物鉤吻(Gelsemium elegans Benth.)生物堿單體中含量最高的有效成分[1]。本課題組前期工作發(fā)現(xiàn),鉤吻素子具有一定的抗焦慮作用[2-3]。但焦慮癥在臨床中是由多種病癥所構(gòu)成,其中包括廣泛性焦慮癥、社交恐懼障礙和驚恐障礙等,因此臨床前的抗焦慮藥研發(fā)需要更多的焦慮動(dòng)物模型加以佐證[4]。為此,本研究通過高架十字迷宮和群居接觸試驗(yàn)等動(dòng)物行為學(xué)的方法,觀察鉤吻素子連續(xù)給藥對大鼠的抗焦慮療效,并在此基礎(chǔ)上探討其抗焦慮作用機(jī)制。
1 材料與方法
1.1 主要試劑和儀器
鉤吻素子由福建醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院對閩產(chǎn)野生鉤吻(G. elegans)采用高速逆流色譜等技術(shù)中分離純化獲得(純度99%)[5];地西泮注射液(天津金耀氨基酸有限公司,批號1201301);生理鹽水(福州海王福藥制藥有限公司,中國,批號:150401B21)。鉤吻素子和地西泮均用生理鹽水配制或稀釋到相應(yīng)濃度的溶液進(jìn)行給藥。大鼠高架十字迷宮(EPM)和曠場試驗(yàn)箱(上海移數(shù)信息科技有限公司,中國);動(dòng)物視頻行為分析系統(tǒng)(Smart V2.5,Panlab公司,西班牙)。大鼠促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(Phoenix制藥公司,美國);大鼠皮質(zhì)酮(CORT)和孕酮(PROG)ELISA試劑盒(Enzo公司,美國);大鼠別孕烯醇酮(ALLO)ELISA試劑盒(Arbor assays公司,美國)。
1.2 動(dòng)物
SPF級Wistar雄性大鼠64只,體質(zhì)量180~220 g,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司[許可證編號:SCXK(京)2012-0001;合格證號:11400700116711]。動(dòng)物飼養(yǎng)于屏障環(huán)境設(shè)施中,剛購進(jìn)的動(dòng)物檢疫5 d后進(jìn)行正式試驗(yàn),檢疫期間動(dòng)物飼養(yǎng)盒的規(guī)格為465 mm×300 mm×190 mm,每盒5只,人工照明,明暗各12 h,室溫20~26℃,濕度40%~70%。本研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用及處置方法符合動(dòng)物福利的要求,實(shí)驗(yàn)開展前經(jīng)過福建醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會的審查批準(zhǔn)。
1.3 方法
1.3.1 動(dòng)物分組和給藥處理 大鼠檢疫結(jié)束后,隨機(jī)分為模型組、鉤吻素子0.5 mg/kg治療組、鉤吻素子1.5 mg/kg治療組和陽性對照組(地西泮1 mg/kg),獨(dú)籠飼養(yǎng)18 d(動(dòng)物飼養(yǎng)盒的規(guī)格為300 mm×250 mm×170 mm),保證在群居接觸試驗(yàn)前每只受試大鼠均未與其他大鼠接觸,以建立大鼠孤立模型。在獨(dú)籠飼養(yǎng)的第12天,大鼠按上述給藥劑量以0.2 mL/100 g體重頸背部連續(xù)給藥7 d,模型組動(dòng)物給予等體積的生理鹽水,陽性對照組則在第1~6天給予等體積生理鹽水,第7天給予地西泮。動(dòng)物在每天早上給藥1次,各組于第6、7天給藥1 h后分別進(jìn)行EPM、自主活動(dòng)和社會交往試驗(yàn),試驗(yàn)安排見圖1。行為學(xué)測試于每日8:00~14:00之間進(jìn)行。
1.3.2 EPM 在造模第17天(即連續(xù)給藥第6天),挑選同一組體重相似的2只動(dòng)物進(jìn)行配對,配對大鼠體重相差不超過15 g。每個(gè)配對組選擇1只動(dòng)物進(jìn)行EPM,其中陽性對照組動(dòng)物未給予地西泮,其數(shù)據(jù)歸入模型組中。測試時(shí),將大鼠置于EPM中央?yún)^(qū),頭朝閉臂,通過計(jì)算機(jī)分析記錄其在5 min內(nèi)的總路程、平均速度,以及在開臂區(qū)的路程比例、進(jìn)入次數(shù)比例和停留時(shí)間比例??偮烦毯推骄俣茸鳛樵u價(jià)動(dòng)物自主活動(dòng)的指標(biāo);開臂區(qū)路程比例、進(jìn)入次數(shù)比例和停留時(shí)間比例則是作為動(dòng)物焦慮樣行為的指標(biāo),開臂區(qū)的活動(dòng)性增加則提示動(dòng)物呈現(xiàn)抗焦慮樣的行為變化。
1.3.3 自主活動(dòng)試驗(yàn) 在造模第18天(給藥第7天),各組動(dòng)物給藥后首先在曠場試驗(yàn)箱進(jìn)行5 min的自主活動(dòng)試驗(yàn)。測驗(yàn)時(shí),將大鼠置于曠場試驗(yàn)箱(50 cm×50 cm)的角落里,通過計(jì)算機(jī)記錄動(dòng)物的總路程和平均速度,以反映動(dòng)物的自主活動(dòng)情況。
1.3.4 群居接觸試驗(yàn) 在自主活動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束后,每組配對的、首次接觸的大鼠分別置于曠場試驗(yàn)箱對角線兩端的兩個(gè)角落里,通過攝像機(jī)拍攝下兩只動(dòng)物在10 min內(nèi)的活動(dòng)情況。采取單盲的方式采集試驗(yàn)數(shù)據(jù):由一名熟練而未被告知?jiǎng)游锓纸M和處理情況的實(shí)驗(yàn)員,通過錄像回放記錄配對動(dòng)物的接觸次數(shù)和接觸時(shí)間。本次群居接觸的定義是兩只大鼠之間的主動(dòng)接觸,包括互相靠近、觸碰、跟隨、嗅、爬上、下鉆或圍繞轉(zhuǎn)圈等。而動(dòng)物之間出現(xiàn)背靠背和攻擊等被動(dòng)性接觸,則不列入到本次的接觸行為。接觸次數(shù)和時(shí)間的增加提示動(dòng)物呈現(xiàn)抗焦慮樣的行為變化。在以上EPM、自主活動(dòng)試驗(yàn)和群居接觸試驗(yàn)中,每次測試結(jié)束均對行為學(xué)儀器進(jìn)行清洗,保證清潔無異味,避免影響下一只動(dòng)物的測試結(jié)果。
1.3.5 血漿ACTH和CORT測定 動(dòng)物行為學(xué)測試完成后,隨機(jī)選取5只動(dòng)物行20 mg/kg烏拉坦腹腔注射麻醉,以含肝素鈉的真空管于大鼠下腔腹主動(dòng)脈收集血液,在4℃下4000 r/min離心15 min,分離血漿,于-80℃保存待測。各組動(dòng)物血漿中的ACTH和CORT濃度根據(jù)各自的ELISA試劑盒說明書進(jìn)行檢測。ACTH和CORT測試方法的最小可測量濃度分別為40、32 pg/mL,組間和組內(nèi)的變異系數(shù)均小于10%。
1.3.6 大腦海馬PROG和ALLO測定 采集血液完成的動(dòng)物放血安樂死,并迅速取出大腦海馬,全過程在冰上操作。每100毫克海馬組織加入含1% PMSF的PBS 1 mL,冰上勻漿15 min以上,在4℃下 3000 r/min離心30 min,取上清液,于-80℃保存待測。各組動(dòng)物海馬組織中的PROG和ALLO含量根據(jù)各自的ELISA試劑盒說明書進(jìn)行測定。PROG和ALLO測試方法的最小可測量濃度分別為15.62、391 pg/mL,組間和組內(nèi)的變異系數(shù)均小于10%。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
應(yīng)用SPSS statistic 21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),隨后通過LSD檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 鉤吻素子對大鼠高架十字迷宮試驗(yàn)的影響
大鼠高架十字迷宮試驗(yàn)結(jié)果顯示,各組動(dòng)物在高架十字迷宮中運(yùn)動(dòng)的總路程和平均速度比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。與模型組比較,鉤吻素子1.5 mg/kg治療組大鼠在開臂區(qū)的路程比例、開臂區(qū)進(jìn)入次數(shù)比例和開臂區(qū)停留時(shí)間比例均有顯著提高(P < 0.01);鉤吻素子0.5 mg/kg治療組大鼠開臂區(qū)進(jìn)入次數(shù)比例亦顯著高于模型組(P < 0.05)。見圖2。
2.2 鉤吻素子連續(xù)給藥對大鼠自主活動(dòng)的影響
大鼠在曠場試驗(yàn)箱中的自主活動(dòng)結(jié)果顯示,各組動(dòng)物在曠場試驗(yàn)箱中運(yùn)動(dòng)的總路程和平均速度比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。見圖3。
2.3 鉤吻素子連續(xù)給藥對大鼠群居接觸試驗(yàn)的影響
與模型組比較,鉤吻素子1.5 mg/kg治療組配對大鼠接觸次數(shù)和接觸時(shí)間顯著提高(P < 0.01、P < 0.05);陽性對照組配對大鼠的接觸次數(shù)和接觸時(shí)間亦顯著高于模型組(P < 0.05、P < 0.01),提示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。見圖4。
2.4 鉤吻素子連續(xù)給藥對大鼠血漿中ACTH和CORT水平的影響
各組動(dòng)物血漿中的ACTH水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05),見圖5a。與模型組比較,鉤吻素子1.5 mg/kg治療組和陽性對照組大鼠血漿中的CORT水平顯著下降(P < 0.05、P < 0.01),見圖5b。
2.5 鉤吻素子連續(xù)給藥對大鼠海馬中PROG和ALLO含量的影響
各組動(dòng)物海馬中的PROG含量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05),見圖6a。與模型組比較,鉤吻素子0.5、1.5 mg/kg治療組大鼠海馬中的ALLO含量顯著上升(P < 0.01),陽性對照組則未見改變,見圖6b。
3 討論
大鼠單獨(dú)飼養(yǎng)的孤立方式是一種快速有效的應(yīng)激作用,通過這種應(yīng)激能提高動(dòng)物的焦慮水平[6-7]。EPM是利用嚙齒類動(dòng)物對新異環(huán)境和高懸開臂的探究和恐懼的矛盾沖突狀態(tài),通過它們在開臂區(qū)探索行為變化,評價(jià)其焦慮狀態(tài)[8]。群居接觸試驗(yàn)則是通過配對孤養(yǎng)大鼠彼此渴望接觸,但對陌生環(huán)境產(chǎn)生恐懼,而形成矛盾沖突狀態(tài),利用它們的接觸情況反映其焦慮狀態(tài)[6]。這些經(jīng)典的焦慮模型被神經(jīng)精神藥理學(xué)研究廣泛采用。曠場的自主活動(dòng)試驗(yàn)則是用于評價(jià)動(dòng)物的整體運(yùn)動(dòng)情況。一般來說,只有在受試藥不影響動(dòng)物自主活動(dòng)性的情況下,產(chǎn)生抗焦慮樣行為,才可認(rèn)為該藥具備抗焦慮作用[2,6]。本研究通過EPM、自主活動(dòng)試驗(yàn)和群居接觸試驗(yàn),提示鉤吻素子連續(xù)皮下給藥超過6 d,即可增強(qiáng)孤立大鼠的抗焦慮樣行為,且未影響其自主活動(dòng)情況,進(jìn)一步證明了鉤吻素子的抗焦慮作用。
PROG和ALLO為腦內(nèi)重要的神經(jīng)甾體,它們與焦慮癥的發(fā)病機(jī)制和治療密切相關(guān)[9-10]。其中,ALLO能激動(dòng)焦慮動(dòng)物的GABAA受體,使之產(chǎn)生抗焦慮樣行為的改變[11]。臨床上也發(fā)現(xiàn)患有恐慌癥的患者體內(nèi)的ALLO水平顯著下降[12]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),鉤吻素子的鎮(zhèn)痛作用與其提高脊髓ALLO水平有關(guān)[13-14],能夠抑制神經(jīng)甾體合成的士的寧能呈濃度依賴性地拮抗鉤吻素子的抗焦慮作用[2]。焦慮癥的發(fā)病部位主要涉及海馬、藍(lán)斑、杏仁核、邊緣葉、額葉皮質(zhì)、下丘腦和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等腦區(qū),其中海馬與焦慮癥的行為表現(xiàn)關(guān)系密切[15]。同時(shí),有文獻(xiàn)報(bào)道海馬富含轉(zhuǎn)位蛋白(TSPO,18 kDa),并能表達(dá)各種合成神經(jīng)甾體如ALLO所需的酶[16]。海馬微量注射TSPO激動(dòng)劑能產(chǎn)生與ALLO合成、增強(qiáng)GABAA受體功能密切相關(guān)的抗焦慮作用[17]。本研究發(fā)現(xiàn)鉤吻素子連續(xù)給藥能提高孤立大鼠海馬的ALLO的含量,但對PROG含量則無影響。由此提示了鉤吻素子的抗焦慮作用與大腦海馬的ALLO含量密切相關(guān)。這與本課題之前報(bào)道的結(jié)果一致[18]。此外,陽性藥地西泮未能改變大鼠海馬中PROG和ALLO的含量。
本研究還發(fā)現(xiàn),鉤吻素子連續(xù)給藥能有效降低孤立大鼠血中的CORT水平,但對ACTH則無影響。應(yīng)激狀態(tài)下產(chǎn)生的焦慮情緒與下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸的關(guān)系密切[19]。應(yīng)激反應(yīng)可激活下丘腦室釋放促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH),進(jìn)而使垂體釋放ACTH,ACTH經(jīng)血液達(dá)到腎上腺皮質(zhì),并促進(jìn)其釋放糖皮質(zhì)激素,即CORT或皮質(zhì)醇[20]。因此,應(yīng)激狀態(tài)下機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)中的CORT水平與焦慮情緒密切相關(guān)。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,CORT水平持續(xù)增加,則會引起大腦海馬損傷[21]。還有研究發(fā)現(xiàn),遭受早期母嬰分離應(yīng)激的大鼠在給予ALLO后,能有效抑制焦慮樣行為,并能調(diào)節(jié)應(yīng)激對腎上腺皮質(zhì)分泌反應(yīng)、保護(hù)糖皮質(zhì)激素負(fù)反饋效應(yīng),以及改變下丘腦CRH和海馬糖皮質(zhì)激素受體的轉(zhuǎn)錄水平,提示增加體內(nèi)的ALLO可有效抑制應(yīng)激引起的HPA軸活性失調(diào)[22]。結(jié)合以上證據(jù)與本次研究結(jié)果可以看出,鉤吻素子的抗焦慮作用可能通過調(diào)節(jié)海馬的ALLO含量,從而抑制HPA軸的異?;罨?,降低血液中的CORT水平,最終抑制焦慮行為的發(fā)生。另外值得一提的是,陽性藥地西泮也能降低孤立大鼠血漿中的CORT水平,但并不能改變其海馬中的神經(jīng)甾體含量,提示鉤吻素子與地西泮的抗焦慮作用機(jī)制可能存在差異。
綜上所述,本研究結(jié)果提示,鉤吻素子連續(xù)給藥能增加孤立大鼠的抗焦慮樣行為,其抗焦慮作用可能與調(diào)節(jié)大鼠海馬的ALLO含量和抑制HPA軸的異?;顒?dòng)有關(guān)。
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